ITMI20091265A1 - FLOW METER DEVICE FOR A LIQUID - Google Patents
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Description
“DISPOSITIVO CONTATORE DI PORTATA PER UN LIQUIDO†⠀ œFLOW METER DEVICE FOR A LIQUIDâ €
La presente invenzione riguarda un dispositivo contatore di portata di un liquido alimentato lungo un condotto di un impianto automatico. The present invention relates to a flow meter device for a liquid fed along a duct of an automatic plant.
Gli impianti automatici d’irrigazione hanno trovato larga applicazione in agricoltura e più recentemente anche nell’uso domestico. Attualmente, sono noti impianti automatici impiegati per l’irrigazione di tappeti erbosi, di colture, e di piante in vaso. Generalmente, un impianto automatico d’irrigazione comprende almeno un condotto, e un gruppo di controllo, il quale à ̈ disposto lungo il condotto e comprende, a sua volta, un’elettrovalvola on/off e un timer che regola i tempi di apertura e di chiusura dell’elettrovalvola on/off. In altre parole, l’irrigazione à ̈ sostanzialmente basata su un’erogazione a tempo di una determinata portata di liquido. Automatic irrigation systems have found wide application in agriculture and more recently also in domestic use. Currently, automatic systems are known that are used for the irrigation of lawns, crops, and potted plants. Generally, an automatic irrigation system includes at least one duct, and a control unit, which is arranged along the duct and includes, in turn, an on / off solenoid valve and a timer that regulates the running times. opening and closing of the on / off solenoid valve. In other words, irrigation is essentially based on a timed delivery of a certain flow rate of liquid.
Gli impianti automatici d’irrigazione di tipo noto si sono dimostrati molto efficaci nel fornire un’irrigazione relativamente regolare. Tuttavia, tali impianti d’irrigazione automatica non sono essenti da inconvenienti. Infatti, tali impianti automatici d’irrigazione non sono in grado di fornire sempre lo stesso volume di liquido a ogni ciclo di irrigazione perché eventuali otturazioni parziali del condotto o semplicemente variazioni della pressione del liquido possono variare in modo consistente il volume di liquido complessivamente erogato in un determinato intervallo di tempo. Known automatic irrigation systems have proven to be very effective in providing relatively regular irrigation. However, such automatic irrigation systems are not without drawbacks. In fact, these automatic irrigation systems are not able to always supply the same volume of liquid for each irrigation cycle because any partial blockages of the duct or simply variations in the liquid pressure can consistently vary the overall volume of liquid. delivered in a given time interval.
Inoltre, gli impianti automatici d’irrigazione non sono in grado di rilevare eventuali erogazioni di liquido indesiderate con il conseguente pericolo di causare allagamenti e disagi soprattutto quando le piante in vaso sono disposte su balconi o terrazzi. Furthermore, the automatic irrigation systems are not able to detect any unwanted liquid dispensing with the consequent danger of causing flooding and inconvenience especially when potted plants are placed on balconies or terraces.
Per realizzare impianti automatici d’irrigazione più performanti à ̈ necessario calcolare la portata di liquido. To create more efficient automatic irrigation systems, it is necessary to calculate the liquid flow rate.
Nel settore dell’idraulica sono noti dei flussimetri per rilevare la portata di liquidi, tuttavia tali flussimetri sono affidabili quando operano in intervalli relativamente piccoli di portata e, di conseguenza, quando sono in grado di rilevare la portata d’irrigazione, non sono in grado di rilevare una portata indesiderata di piccola entità o viceversa. Flow meters are known in the hydraulic sector to detect the flow rate of liquids, however these flow meters are reliable when they operate in relatively small ranges of flow rates and, consequently, when they are able to detect the flow of irrigation, they are not capable of detecting a small undesired flow rate or vice versa.
Uno scopo della presente invenzione à ̈ quello di realizzare un dispositivo contatore di portata di un liquido che sia preciso e sicuro e in grado di rilevare sia erogazioni indesiderate, sia la portata di liquido in fase di irrigazione. An object of the present invention is to provide a liquid flow meter device which is precise and safe and capable of detecting both unwanted deliveries and the flow rate of liquid during irrigation.
In accordo con la presente invenzione à ̈ realizzato un dispositivo contatore di una portata di un impianto automatico d’irrigazione secondo la rivendicazione 1. In accordance with the present invention, a flow rate counter device of an automatic irrigation system according to claim 1 is provided.
Altre caratteristiche e vantaggi della presente invenzione appariranno chiari dalla descrizione che segue di un suo esempio non limitativo di attuazione, con riferimento alla figura allegata, la quale à ̈ una vista, in parte in sezione e in parte schematica di un dispositivo contatore per un impianto d’irrigazione realizzato in accordo con la presente invenzione. Other characteristics and advantages of the present invention will become clear from the following description of a non-limiting example of its implementation, with reference to the attached figure, which is a view, partly in section and partly schematic, of a meter device for a plant irrigation system realized in accordance with the present invention.
Nella figura 1 con il numero di riferimento 1 à ̈ indicato nel suo complesso un dispositivo contatore della portata per un liquido. Il dispositivo contatore 1 à ̈ disposto lungo un condotto 2 di un impianto d’irrigazione, non meglio illustrato nella figura allegata ed in cui il liquido à ̈ avanzato in una direzione D. In figure 1, the reference number 1 indicates as a whole a flow meter device for a liquid. The counter device 1 is arranged along a duct 2 of an irrigation system, not better illustrated in the attached figure and in which the liquid is advanced in a direction D.
Il dispositivo contatore 1 comprende una struttura di supporto 3; una valvola di sovrapressione 4; e un flussimetro 5, nella fattispecie un flussimetro tangenziale. The counter device 1 comprises a support structure 3; an overpressure valve 4; and a flowmeter 5, in this case a tangential flowmeter.
La struttura di supporto 3 definisce almeno in parte il condotto 2 e un condotto di by-pass 6 e supporta la valvola di sovrapressione 4 e il flussimetro 5, il quale à ̈ attraversato dal condotto di by-pass 6. Di fatto, il condotto di by-pass 6 comprende un ramo di mandata a un elemento mobile e sensibile del flussimetro 5 e un ramo di ritorno dall’elemento mobile e sensibile del flussimetro 5. The support structure 3 defines at least in part the duct 2 and a by-pass duct 6 and supports the overpressure valve 4 and the flow meter 5, which is crossed by the by-pass duct 6. In fact, the duct by-pass 6 comprises a delivery branch to a mobile and sensitive element of the flow meter 5 and a return branch from the mobile and sensitive element of the flow meter 5.
La struttura di supporto 3 comprende un elemento tubolare 7, il quale si estende lungo un asse A1 e definisce, in parte, il condotto 2 e, per intero, il corpo valvola della valvola di sovrapressione 4; un coperchio della valvola 8; un corpo del flussimetro 9 e un coperchio del flussimetro 10. L’elemento tubolare 7, il coperchio della valvola 8, il corpo del flussimetro 9, e il coperchio del flussimetro 10 sono assemblati fra loro a formare la struttura di supporto 3. The support structure 3 comprises a tubular element 7, which extends along an axis A1 and defines, in part, the duct 2 and, in its entirety, the valve body of the overpressure valve 4; a valve cover 8; a flowmeter body 9 and a flowmeter cover 10. The tubular element 7, the valve cover 8, the flowmeter body 9, and the flowmeter cover 10 are assembled together to form the support structure 3.
Nella fattispecie, l’elemento tubolare 7 presenta una forma cilindrica, à ̈ provvisto di due attacchi di estremità 11, ha una tasca 12 di alloggiamento del coperchio della valvola 8; e una parete 13, la quale à ̈ disposta all’interno dell’elemento tubolare 7. In this case, the tubular element 7 has a cylindrical shape, is provided with two end connections 11, has a pocket 12 for housing the valve cover 8; and a wall 13, which is arranged inside the tubular element 7.
La tasca 12 si estende attorno a un asse A2 perpendicolare all’asse A1 e delimita una larga apertura circolare dell’elemento tubolare 7. La parete 13 comprende una porzione perpendicolare all’asse A1 e una porzione perpendicolare all’asse A2 in cui à ̈ ricavata un’apertura 14 estendentesi attorno all’asse A2. L’elemento tubolare 7 presenta, inoltre, un’apertura 15 definente la parte terminale del ramo di ritorno del condotto di by-pass 6. The pocket 12 extends around an axis A2 perpendicular to the axis A1 and delimits a large circular opening of the tubular element 7. The wall 13 includes a portion perpendicular to the axis A1 and a portion perpendicular to the axis A2 in which an opening 14 is obtained extending around the axis A2. The tubular element 7 also has an opening 15 defining the terminal part of the return branch of the by-pass duct 6.
Il coperchio della valvola 8 à ̈ disposto nella tasca 12, ed à ̈ e fissato all’elemento tubolare 7. Il coperchio della valvola 8 presenta un’apertura 16A allineata all’apertura 15 per definire parte del ramo di ritorno del condotto di by-pass 6, un’apertura 16B per definire parte del ramo di mandata del condotto di by-pass 6, una sede 17 di alloggiamento del corpo del flussimetro 9, e un’apertura centrale 18. The valve cover 8 is arranged in the pocket 12, and is fixed to the tubular element 7. The valve cover 8 has an opening 16A aligned with the opening 15 to define part of the return branch of the duct by-pass 6, an opening 16B to define part of the delivery branch of the by-pass duct 6, a seat 17 for housing the body of the flow meter 9, and a central opening 18.
Il corpo del flussimetro 9 à ̈ alloggiato nella sede 17 del coperchio della valvola 8 e presenta a sua volta un’apertura 19 allineata all’apertura 16A per definire parte del condotto di by-pass 6 e una sede 20 di alloggiamento del coperchio del flussimetro 10. The body of the flow meter 9 is housed in the seat 17 of the valve cover 8 and in turn has an opening 19 aligned with the opening 16A to define part of the by-pass duct 6 and a seat 20 for housing the cover of the flow meter 10.
La valvola di sovrapressione 4 comprende, oltre al corpo valvola ricavato nell’elemento tubolare 7 e il coperchio della valvola 8, un otturatore 21; una molla 22 e un limitatore 23 della corsa dell’otturatore 21. L’otturatore 21 comprende un corpo centrale 24 avente una porzione atta ad occupare di misura l’apertura 14; una membrana anulare 25; e un anello 26 accoppiato al corpo centrale 24 e alla membrana anulare 25 e atto a essere disposto in battuta contro il bordo della parete 13 circostante l’apertura 14. The overpressure valve 4 comprises, in addition to the valve body obtained in the tubular element 7 and the valve cover 8, a shutter 21; a spring 22 and a limiter 23 of the stroke of the obturator 21. The obturator 21 comprises a central body 24 having a portion adapted to occupy the opening 14 to measure; an annular membrane 25; and a ring 26 coupled to the central body 24 and to the annular membrane 25 and able to be arranged abutment against the edge of the wall 13 surrounding the opening 14.
La membrana anulare 25 comprende un bordo interno 27 accoppiato all’anello 26 e al corpo centrale 24; una guarnizione esterna 28 disposta nella sede 12 e serrata fra l’elemento tubolare 7 e il coperchio della valvola 8; e una porzione libera 29 che si estende fra il bordo interno 27 e la guarnizione esterna 28. La guarnizione esterna 28 presenta inoltre un’apertura 30 allineata all’apertura 15, mentre la porzione libera 29 presenta un’apertura calibrata 31. The annular membrane 25 comprises an inner edge 27 coupled to the ring 26 and to the central body 24; an external gasket 28 arranged in the seat 12 and clamped between the tubular element 7 and the valve cover 8; and a free portion 29 which extends between the inner edge 27 and the outer seal 28. The outer seal 28 also has an opening 30 aligned with the opening 15, while the free portion 29 has a calibrated opening 31.
La molla 22 à ̈ una molla a elica, ed à ̈ disposta attorno all’asse A2, attorno al limitatore 23, e fra il coperchio della valvola 8 e il corpo centrale 24 dell’otturatore 21 per mantenere l’otturatore 21 nella posizione chiusa in battuta contro la parete 13 e il corpo centrale parzialmente inserito nell’apertura 14. The spring 22 is a helical spring, and is arranged around the axis A2, around the limiter 23, and between the valve cover 8 and the central body 24 of the obturator 21 to maintain the obturator 21 in the closed position against the wall 13 and the central body partially inserted in the opening 14.
Il limitatore 23 si estende lungo l’asse A2 all’interno della molla 22 e comprende un perno 32 innestato a scatto nell’apertura centrale 18 del coperchio della valvola 8 e un manicotto 33 accoppiato a vite al perno 32 in modo da regolare la lunghezza del limitatore 23 e, quindi, l’alzata massima dell’otturatore 21, tramite la rotazione del perno 32. Di fatto, il perno 32 à ̈ accoppiato in modo girevole al coperchio della valvola 8, mentre il manicotto 33 à ̈ accoppiato in modo scorrevole al coperchio della valvola 8. The limiter 23 extends along the axis A2 inside the spring 22 and comprises a pin 32 snapped into the central opening 18 of the valve cover 8 and a sleeve 33 screw-coupled to the pin 32 so as to adjust the length of the limiter 23 and, therefore, the maximum lift of the obturator 21, by rotating the pin 32. In fact, the pin 32 is rotatably coupled to the valve cover 8, while the sleeve 33 It is slidingly coupled to the valve cover 8.
Il flussimetro 5 comprende, oltre al corpo del flussimetro 9 e il coperchio del flussimetro 10, un elemento separatore 34 disposto all’interno del corpo del flussimetro 9, una girante 35 disposta all’interno del coperchio del flussimetro 10, e un sensore 36 disposto all’esterno del coperchio del flussimetro 10 e illustrato con tratteggio nella figura allegata. The flowmeter 5 comprises, in addition to the body of the flowmeter 9 and the cover of the flowmeter 10, a separator element 34 disposed inside the body of the flowmeter 9, an impeller 35 disposed inside the cover of the flowmeter 10, and a sensor 36 arranged outside the cover of the flowmeter 10 and illustrated with broken lines in the attached figure.
La girante 35 à ̈ il cosiddetto elemento mobile e sensibile del flussimetro ed à ̈ atta a ruotare nel coperchio 10 e supporta due magneti permanenti 37, il cui transito à ̈ rilevato dal sensore 36 che, nella fattispecie, à ̈ un sensore di Hall. In alternativa, il sensore 36 à ̈ un sensore RID. The impeller 35 is the so-called mobile and sensitive element of the flow meter and is able to rotate in the cover 10 and supports two permanent magnets 37, the transit of which is detected by the sensor 36 which, in this case, is a Hall sensor. Alternatively, sensor 36 is a RID sensor.
Secondo un’ulteriore alternativa, i due magneti 37 sono sostituiti da un unico magnete anulare con polarizzazione alternata. According to a further alternative, the two magnets 37 are replaced by a single annular magnet with alternating polarization.
L’elemento separatore 34 definisce parte del ramo di mandata e parte del ramo di ritorno del condotto di by-pass all’interno dell’apertura 19. The separator element 34 defines part of the delivery branch and part of the return branch of the by-pass duct inside opening 19.
Di fatto, l’elemento mobile e sensibile del flussimetro 5, l’otturatore 21, la molla 22, e il limitatore 23 sono alloggiati all’interno della struttura 3, e il condotto di by-pass 6 à ̈ interamente ricavato all’interno della struttura 3. In fact, the mobile and sensitive element of the flow meter 5, the obturator 21, the spring 22, and the limiter 23 are housed inside the structure 3, and the by-pass duct 6 is entirely obtained inside the structure 3.
Il dispositivo contatore 1 comprende un’unità di controllo 38, la quale comprende un blocco di elaborazione 39 atto a ricevere i segnali emessi dal sensore 36 e lo stato di un’elettrovalvola on/off non illustrata nella figura allegata e disposta a monte dell’elemento tubolare 7. L’unità di controllo 38 comprende inoltre un interfaccia utente 40. The counter device 1 comprises a control unit 38, which comprises a processing block 39 suitable for receiving the signals emitted by the sensor 36 and the status of an on / off solenoid valve not shown in the attached figure and arranged upstream of the tubular element 7. The control unit 38 further comprises a user interface 40.
Di fatto, la parete 13 e l’otturatore 21 definiscono nel vano delimitato dall’elemento tubolare 7 e dal coperchio della valvola 8 tre vani 41, 42, e 43 fra loro comunicanti. Quando la valvola di sovrapressione 4 à ̈ chiusa, come mostrato nella figura allegata, il vano 41 comunica con il vano 42 attraverso il vano 43 e il condotto di by-pass 6. Quando la valvola di sovrapressione 4 à ̈ disposta nella posizione aperta, il vano 41 comunica con il vano 42, sia direttamente, sia attraverso il vano 43 e il condotto di by-pass 6. L’apertura e la chiusura della valvola di sovrapressione 4 sono determinate sostanzialmente dalla differenza di pressione nei vani 41 e 43 e dalla molla 22. Quando la citata differenza di pressione assume un primo valore determinato, l’otturatore 21 vince la forza esercitata dalla molla 22 e apre la valvola di sovrapressione 4, la quale, in virtù di un equilibrio dinamico, rimarrà aperta fino a quando la differenza di pressione agente sull’otturatore 21 scenderà sotto un secondo valore determinato minore del primo valore determinato. La differenza fra il primo e il secondo valore determinato à ̈ dovuta al fatto che, quando la valvola di sovrapressione 4 à ̈ chiusa, la pressione del liquido nel vano 41 agisce unicamente sulla membrana anulare 25, mentre quando la valvola di sovrapressione 4 à ̈ aperta la pressione dinamica del liquido nel vano 41 agisce sia sulla membrana anulare 25, sia sul corpo centrale 24. In fact, the wall 13 and the obturator 21 define in the compartment delimited by the tubular element 7 and the valve cover 8 three compartments 41, 42, and 43 communicating with each other. When the overpressure valve 4 is closed, as shown in the attached figure, the compartment 41 communicates with the compartment 42 through the compartment 43 and the by-pass duct 6. When the overpressure valve 4 is set in the open position, the compartment 41 communicates with the compartment 42, both directly and through the compartment 43 and the by-pass duct 6. The opening and closing of the overpressure valve 4 are substantially determined by the pressure difference in the compartments 41 and 43 and by the spring 22. When the aforementioned pressure difference assumes a first determined value, the obturator 21 overcomes the force exerted by the spring 22 and opens the overpressure valve 4, which, by virtue of a dynamic equilibrium, will remain open until until the pressure difference acting on the obturator 21 drops below a second determined value which is less than the first determined value. The difference between the first and second determined values is due to the fact that, when the overpressure valve 4 is closed, the liquid pressure in the compartment 41 acts only on the annular membrane 25, while when the overpressure valve 4 is open, the dynamic pressure of the liquid in the compartment 41 acts both on the annular membrane 25 and on the central body 24.
Nel caso di valvola di sovrapressione 4 aperta, la portata di liquido alimentata lungo il condotto di by-pass 6 à ̈ correlata alla portata avanzata lungo il condotto 2 nella direzione D e, quindi, il flussimetro 5 rileva una portata correlata alla portata complessivamente avanzata lungo il condotto 2. L’unità di controllo 38 à ̈ quindi in grado di calcolare la portata complessivamente erogata per irrigare ed eventualmente di utilizzare tale informazione per regolare il tempo di irrigazione. In the case of the overpressure valve 4 open, the flow rate of liquid supplied along the by-pass duct 6 is correlated to the flow rate advanced along the duct 2 in direction D and, therefore, the flow meter 5 detects a flow rate related to the overall advanced flow rate along duct 2. The control unit 38 is therefore able to calculate the overall flow rate delivered to irrigate and, if necessary, use this information to adjust the irrigation time.
L’unità di controllo 38 opera sostanzialmente secondo due modalità determinate dai due rispettivi stati dell’elettrovalvola on/off non illustrata. Quando lo stato della valvola on/off (non illustrata) à ̈ on, l’unità di controllo 38 calcola la portata erogata. Quando lo stato della valvola on/off (non illustrata) à ̈ off e il flussimetro 5 rileva una portata di liquido lungo il condotto di by-pass 6, l’unità di controllo 38 segnala tramite l’interfaccia utente 40 l’evento come erogazione indesiderata. The control unit 38 basically operates according to two modes determined by the two respective states of the on / off solenoid valve not shown. When the status of the on / off valve (not shown) is on, the control unit 38 calculates the delivered flow rate. When the status of the on / off valve (not shown) is off and the flow meter 5 detects a flow of liquid along the by-pass duct 6, the control unit 38 signals via the user interface 40 the ™ event as an unwanted delivery.
L’apertura calibrata 31 ha la funzione di permettere il passaggio di una piccola portata di liquido attraverso la membrana anulare 25 e di ridurre la pressione del liquido. Il condotto di by-pass 6 ha la funzione di bypassare la valvola di sovrapressione 4 per portate modeste. In caso di portate elevate, la valvola di sovrapressione 4 si apre senza però escludere il passaggio attraverso il ramo di by-pass 6. The calibrated opening 31 has the function of allowing the passage of a small flow of liquid through the annular membrane 25 and of reducing the pressure of the liquid. The by-pass duct 6 has the function of bypassing the overpressure valve 4 for modest flow rates. In the event of high flow rates, the overpressure valve 4 opens without however excluding the passage through the by-pass branch 6.
Un vantaggio del dispositivo contatore di portata di liquido oggetto della presente invenzione à ̈ quello di permettere il rilevamento della portata di irrigazione e le eventuali portate indesiderate tramite un unico flussimetro. Inoltre, il dispositivo contatore oggetto della presente invenzione risulta essere particolarmente pratico e compatto. An advantage of the liquid flow meter device object of the present invention is that of allowing the detection of the irrigation flow rate and any unwanted flow rates by means of a single flow meter. Furthermore, the counter device object of the present invention is particularly practical and compact.
È inoltre evidente che alla presente invenzione possono essere apportate variazioni senza peraltro uscire dall’ambito di protezione definito nelle rivendicazioni allegate. It is also evident that variations can be made to the present invention without however departing from the scope of protection defined in the attached claims.
Claims (10)
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| IT1394748B1 IT1394748B1 (en) | 2012-07-13 |
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Family Applications (1)
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| ITMI2009A001265A IT1394748B1 (en) | 2009-07-16 | 2009-07-16 | FLOW METER DEVICE FOR A LIQUID |
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| Publication number | Publication date |
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