ITMI951960A1 - Miscelatore termostatico anticalcare - Google Patents

Abstract

Il miscelatore termostatico comprende un corpo cavo avente o di miscelazione longitudinale nel quale si aprono, in assialmente distanziate, una entrata dell'acqua fredda ed una entrata dell'acqua calda. Un otturatore assialmente scorrevole è posto all'interno di una gabbia di guida ed è collegato ad un attuatore termostatico lineare agente per retroazione in contrapposizione a mezzi elastici di contrasto per essere mosso fra sedi anulari di tenuta previste alle estremità della gabbia in una posizione intermedia; l'otturatore con il cestello di supporto dell'attuatore termostatico e la gabbia di sedi di tenuta sono disposti in modo rimovibile nel corpo del miscelatore e sono realizzati interamente in materiale anticalcare.

Description

La presente invenzione si riferisce ad un miscelatore termostatico per acqua sanitaria normalmente impiegato per miscelare un flusso di acqua calda proveniente da vina centrale di produzione, quale ad esempio una caldaia o un boiler, con un flusso di acqua fredda proveniente dalla rete idrica di distribuzione, alimentando acqua calda miscelata ad un'unica tubazione che la convoglia attraverso una rete di distribuzione a vari utilizzatori o punti di erogazione.

I miscelatori termostatici del genere sopra citato in generale comprendono un dispositivo termostatico di regolazione, retroazionato, che provvede a mantenere la temperatura dell'acqua calda miscelata, ad un valore costante preimpostato, indipendentemente da variazioni di temperatura dell'acqua calda o dell'acqua fredda in entrata, ovvero di variazioni della pressione, provvedendo altresì ad intercettare completamente il flusso di acqua calda in entrata nel caso in cui venga a mancare l'acqua fredda dalla rete idrica di alimentazione.

Un simile miscelatore in generale comprende un corpo cavo avente un condotto longitudinale di miscelazione, verso il quale condotto si aprono, in posizioni assialmente distanziate, un entrata dell acqua fredda, rispettivamente un'entrata dell'acqua calda, ed in cui un otturatore è assialmente mobile verso sedi anulari di tenuta formate nel condotto di miscelazione, tra una posizione arretrata in cui chiude una delle entrate dell'acqua, ed una posizione avanzata in cui chiude l'altra delle dette entrate, prevedendo altresì un attuatore termostatico lineare supportato dallo stesso attuatore che reagisce in contrapposizione con una molla di contrasto, per muovere l'otturatore fra le sedi di tenuta mantenendo l'erogazione di un flusso d'acqua calda miscelata a temperatura sostanzialmente costante.

Miscelatori di questo genere sono vantaggiosamente impiegati in impianti per la distribuzione a vari punti di utilizzazione di acqua calda sanitaria, pre-miscelata ad una temperatura desiderata, evitando dispersioni termiche nella rete di distribuzione con conseguente risparmio energetico in quanto impediscono ì'erogazione o Io spreco di acqua calda a temperatura elevata; inol-tre presentano una sicurezza di funzionamento sia in caso di mancanza dell'acqua fredda, che per sbilanciamento delle pressioni, sottoponendo dunque a minor usura gli stessi impianti di distribuzione.

Ti buon funzionamento di un miscelatore termostatico del genere sopra citato risulta quindi legato al movimento di un otturatore controllato termostaticamente, il quale deve potersi muovere liberamente, con il minimo attrito, garantendo in ogni momento una tenuta ed un buon funzionamento del miscelatore, conforme a quanto stabilito dalle norme in vigore.

Da prove ed esperimenti condotti, nonché in base all'esperienza conseguita dalla stessa richiedente attraverso l'analisi di miscelatori termostatici attualmente in uso, si è constatato che la formazione di calcare costituisce la causa più frequente csi mai m nzionamento, in quanto le incrostazioni che si formano con il tempo tendono ad ostacolare io scorrimento dell'otturatore, peggiorando altresì le tenute.

Scopo generale della presente invenzione è di fornire un miscelatore termostatico del genere sopra citato atto ad ovviare od a ridurre sostanzialmente gli inconvenienti precedentemente rilevati.

In particolare, uno scopo della presente invenzione è di fornire un miscelatore termostatico che abbia proprietà anticaicari, tali da evitare la formazione di depositi sulle superfici di tenuta in corrispondenza delle entrate dell'acqua calda e dell'acqua fredda nonché sullo stesso otturatore, garantendo buone prestazioni del miscelatore nel tempo.

Un ulteriore scopo della presente invenzione è di fornire un miscelatore termostatico, come precedentemente riferito, mediante il quale sia possibile eliminare la formazione di incrostazioni al fine di mantenere al minimo gli attriti di scorrimento dell'attuatore, evitandone di bloccare il suo movimento.

Un ulteriore scopo ancora della presente invenzione è di fornire un miscelatore termostatico mediante il quale sia possibile migliorare il grado di miscelazione dell'acqua calda e dell'acqua fredda, evitando la formazione di flussi preferenziali all'interno dello stesso miscelatore .

Questi ed altri scopi sono conseguibili con un miscelatore termostatico del tipo definito nel preambolo della presente descrizione, ed avente le caratteristiche della rivendicazione principale.

I principi generali ed una forma di realizzazione preferenziale di un miscelatore termostatico secondo l'invenzione, verranno descritti qui di seguito con riferimento ai disegni allegati, in cui:

Fig. 1 è una sezione longitudinale del miscelatore secondo 1'invenzione;

Flg. 2 è una sezione trasversale secondo la linea 2-2 di figura 1;

Fig. 3 mostra, parzialmente in sezione, la vista di una gabbia di guida dell'otturatore per il miscelatore di figura 1.

Fig. 4 mostra, parzialmente in sezione, una vista dell'otturatore per il miscelatore di figura 1;

Come mostrato, il miscelatore termostatico è costituito da un corpo metallico 10, normalmente ottone, avente un condotto 11 di miscelazione che si estende longitudinalmente secondo l'asse del miscelatore, e che termina ad una sua estremità con una uscita 12 dell'acqua miscelata.

Una entrata 13 ad esempio per l'acqua fredda, ed una entrata 14 ad esempio per l'acqua calda, si aprono in posizioni assialmente distanziate in prossimità dell'altra estremità dei condotto longitudinale il del miscelatore .

All'interno del corpo 10 del miscelatore, in corrispondenza delle entrate dell'acqua 13 e 14, è posizionata una gabbia 15 in materiale plastico anticalcare, avente aperture laterali di passaggio per l'acqua fredda e per l'acqua calda dalle entrate 13 e 14 verso il condotto di miscelazione 11. La gabbia 15 serve per la guida e per formare le tenute per un otturatore interno 26 ed è mostrata in dettaglio nella vista di figura 3. Come si vede da questa figura, la gabbia 15 è sostanzialmente costituita da un corpo tubolare in materiale plastico avente più aperture laterali 16 disposte circonferenzialmente ed assialmente distanziate da corri spondenti aperture periferiche i7, per comunicare con l'entrata 13 dell'acqua, rispettivamente con l'entrata 14.

Più precisamente, la gabbia 15 è costituita da un anello superiore 13, da un anello inferiore 19, esternamente al quale è ricavata una cava 20 e da un anello intermedio 21 uniti da sottili razze longitudinali 22 che nel complesso definiscono le aperture laterali 16 e 17 di passaggio dell’acqua. Sia l'anello inferiori' li) che l'anello intermedio 21 presentano esternamente vaia cava circolare 20 rispettivamente 23 per l'alloggiamento di una corrispondente guarnizione anulare 24 e 25 di tenuta verso il corpo iO Gel miscelatore.

L'anello intermedio 21 presenta inoltre una superficie interna cilindrica 21' che si prolunga tra i bordi contrapposti delle aperture laterali iS, 17 per formare una prima guida ed una tenuta intermedia per un otturatore 26 <figura 1) mobile internamente alia stessa gabbia.

Come si vede dalle figure 1 e 3, l'anello inferiore 19 della gabbia 15 di guida dell'otturatore sporge verso l'interno rispetto alla superficie 21' in modo da formare uno spailamento anulare costituente una sede di tenuta contro cui viene spinto l'otturatore 26 per chiudere l'entrata 14 dell'acqua verso il condotto 11 di miscelazione .

La gabbia 15 viene bloccata all'interno del corpo 10, contro una battuta anulare 28, tramite un tappo aw itabile 29, normalmente detto "vitone'', nonché tramite un anello supplementare 30 in materiale plastico, formato con uno spallamento 31 destinato a costituire una seconda sede di tenuta all'estremità opposta della gabbia 15, contro cui viene spinto l'otturatore 26 per chiudere l'entrata dell'acqua 13 verso il condotto di miscelazione 11 e verso l'uscita dell'acqua miscelata 12 dello stesso miscelatore.

Più precisamente, come mostrato in figura 3, il bloccaggio della gabbia 15 all'interno del corpo 10 è ottenuto per mezzo di quattro piccole sporgenze triangolari 32 dell'anello superiore 18, che in fase di montaggio vengono deformate dalla pressione esercitata dall'anello supplementare 30 a seguito dell'avvitamento del tappo 29 nel corpo 10 del miscelatore. Una guarnizione anulare 33 fornisce la necessaria tenuta verso l'esterno tra il tappo 29 ed il corpo 10 del miscelatore .

Come precedentemente riferito, all'interno della «abbia 15 scorre l'otturatore 26 il quale può muoversi entro i limiti,consentiti, dalle due sedi di tenuta 27 e 31. Le caratteristiche dell'otturatore 26 e di una sua parte associate., sono mostrate in figura 1 e nel particolare di figura 4.

Come evidenziato nella sezione di figura 1, l'anello inferiore 19 della gabbia .15 presenta un diametro esterno inferiore a quello degli altri due anelli 18 e 21; corrispondentemente le razze dì collegamento 22 hanno uno spessore ridotto e sono radialmente arretrate rispetto alla superficie esterna dello gabbia definito dagli anelli 18 e 21, in modo da formare all'interno del corpo 10 del miscelatore due camere anulari 34 e 35 che favoriscono la distribuzione e la circolazione dell'acqua calda e dell'acqua fredda all'interno della gabbia stessa, migliorando la miscelazione.

Come maggiormente mostrato in figura 4, l'otturatore Ξ6 è sotto forma di un manicotto cilindrico, in materiale plastico o altro idoneo materiale anticalcare, ed c provvisto esternamente di due nervature circolari 37 assialmente distanziate, definenti la sede 38 per una guarnizione anulare di tenuta 39, le nervature 37 presentano inoltre una superficie periferica cilindrica di scorrimento contro la superficie cilindrica interna 21' dell'anello intermedio 21 della gabbia 15 di guida dell'otturatore .

L'otturatore 26 si prolunga verso il basso, all'interno del condotto di miscelazione 11, con quattro gambe longitudinali 40 unite inferiormente da un anello 41.

Lo spessore radiale delle gambe si riduce in una posizione intermedia per formare degli spallamenti esterni 40' atti a trattenere un anello 42 contro cui appoggia l'estremità superiore di una molla di contrasto 43. L'estremità inferiore della molla 43 appoggia a sua volta contro un anello di arresto 44 posto in apposita sede anulare del condotto di miscelazione 11; l'anello inferiore 44 serve altresì come mezzo di guida supplementare per .l'otturatore 26.

All'interno dell'otturatore 26, o più precisamente del cestello costituito dalle quattro gambe 40 e dall'anello di collegamento 41, è disposto un attuatore termostatico lineare, del tipo a cera, in grado di espandersi e di contrarsi in funzione della temperatura dell'acqua miscelata.

Più in particolare 1'attuatore termostatico, comprende un bulbo 45 che appoggia su spallamenti interni 46 delle quattro gambe 40 del cestello, risultando in questo modo a diretto contatto con il flusso di acqua miscelata. Internamente al bulbo 45 si trova una certa quantità di una cera 47 che, al variare della temperatura aumenta o diminuisce di volume causando lo scorrimento longitudinale vale a dire 1'avanzamento o l'arretramento di uno stelo 48 destinato ad appoggiare contro un pistone 49 contrastato da una molla di extra-corsa 50 posti nel gambo cavo di una vite di regolazione 51; la vite 51 è azionabile tramite una manopola 52, attraversa e si avvita nel tappo superiore 29 di chiusura del corpo 10 del miscelatore, penetrando attraverso l'ottu-

La molla di extra-corsa 50 spinge costantemente in avanti il pistone 49 con una forza superiore, ad esempio doppia di quella della molla 43 dì contrasto dell'otturatore .

Pertanto, la superficie inferiore del pistone di extra-corsa 49, costituisce il riferimento di regolazione della temperatura dell'acqua miscelata.

Quando, a causa dell'aumento della temperatura, l'elemento termostatico si allunga fino ad interferire con il pistone di extra-corsa 49, l'otturatore 26, per controreazione viene spinto verso il basso ed inizia la sua funzione di regolazione della miscelazione tra acqua fredda e acqua calda. Dall'altro lato la molla di contrasto 43 provvede a spingere l'otturatore 26 con l'elemento termostatico 44 verso l'alto, contro il pistone di extra-corsa 49.

Come precedentemente riferito, al fine di regolare e per migliorare il funzionamento del miscelatore termostatico della presente invenzione, si può utilizzare per la gabbia 15, l'otturatore 26 e le parti associate, nonché per l'anello 30 che definisce la sede di tenuta superiore, un idoneo materiale plastico anticalcare, o un qualsiasi altro materiale idoneo avente analoghe caratteristiche di antiaderensa per impedire il deposito di calcare contenuto nell'acqua. Al fine di conseguire risultati migliori, è preferibile utilizzare uno stesso materiale anticalcare per tutte le parti, in modo da ottenere una iiXIci termica costante e alio stesso tempo ridotta, riducendo in questo modo i rischi di bloccaggio dell otturatore al passaggio di acqua calda.

Come precedentemente riferito, il sistema di regolazione della temperatura comprende la vite cava 51 azionata dalla manopola 52, contenente il pistone 49 e la molla di extra-corsa 50; mediante questi elementi è possibile regolare le distanze iniziali esistenti. tra Lo stelo 48 ed il pistone di extra-corsa 49.

Come precedentemente riferito, per la regolazione della temperatura dell'acqua miscelata si agisce sulla manopola 52 la quale può fare solamente una rotazione di 360 in quanto presenta all'interno delle sporgenze 53 che vanno ad interferire con una sporgenza radiale 54 prevista su una ghiera in plastica 55 forzata sul tappo dì chiusura 29. La ghiera 55 deve essere posizionata in modo che la sua sporgenza di riferimento 54 risulti sempre in posizione frontale rispetto al corpo 10 del miscelatore. A questo proposito il profilo interno scanalato 56, tipo "mille righe" della ghiera di riferimento 55, si accoppia con i denti di un quadrato 20 previsto all'estremità superiore del tappo di chiusura 29. L'uso di un quadrato, anziché di un esagono consente l'accoppiamento con un maggiore numero di denti del profilo scanalato 56 della ghiera, permettendo una regolazione più fine in quanto gli spigoli del quadrato formano un angolo dì 90° invece dei normali 120° di un esagono .

TI funzionamento del miscelatore termostatico della presente invenzione risulta essere il seguente:

Quando non si ha passaggio di acqua, la temperatura del bulbo 45 dell'elemento termostatico di controllo scende alla temperatura ambiente, per cui l'elemento termostatico si accorcia e la molla di contrasto 43 spinge l'otturatore 26 verso l'alto nella gabbia di guida 15, contro l'anello 30 deila sede di tenuta superiore, fino a chiudere l'entrata 13 per l'acqua fredda. Se viene aperta un'utenza, si stabilisce a questo punto un passaggio di portata che inizialmente è costituito solo da acqua calda alla massima temperatura, in quanto l'otturatore è tutto in aito aprendo completamente l'entrata 14 verso il condotto di miscelazione 11. Il bulbo 44 viene dunque invertito dal flusso di acqua calda ed inizia a causare l'allungamento dell'elemento termostatico. Ad un certo punto lo stelo 48 dell'elemento termostatico interferisce con il pistone 49 interno alla vite di regolazione 51, in base alla posizione di regolazione attribuita alla vite stessa.

Avvenuto il contatto e continuando l'allungamento de Lì'elemento termostatico, il movimento dello stelo 48 provoca per reazione il movimento verso il basso dell'otturatore 26 che inizia ad aprire il passaggio dell'acqua fredda dall'entrata 13 e contemporaneamente a chiudere parzialmente il passaggio dell'acqua calda dall'entrata 14. I due flussi di acqua calda e fredda distribuiti dalle camere anulari 34 e 35, si miscelano dunque in modo omogeneo lungo il condotto 11; il bulbo 25 dell'elemento termostatico viene ora investito da una miscela di acqua a temperatura inferiore per cui incomincerà ad accorciarsi fino a raggiungere una condizione di equilibrio per l'otturatore 26, che può essere modificata solo intervenendo nuovamente sulla manopola della vite di regolazione 51.

Variazione della temperatura in entrata

Si supponga dì essere in posizione di equilibrio e che improvvisamente si verifichi un aumento della temperatura dell'acqua calda, ovvero una diminuzione della temperatura dell'acqua fredda. In entrambi i casi varierà la temperatura dell'acqua miscelata per cui l'elemento termostatico, riscaldandosi o raffreddandosi, farà spostare nuovamente 1'otturatore 26 fino a trovare la nuova condizione di equilibrio.

Variazione di pressione all'entrata

Partendo da una posizione di equilibrio, con pressione dell'acqua calda pari alla pressione dell'acqua fredda, si supponga che la pressione ad esempio dell'acqua fredda aumenti considerevolmente. Di conseguenza aumenterà la portata di acqua fredda che farà abbassare la temperatura dell'acqua miscelata.

L'elemento termostatico interverrà nuovamente accorciandosi per permettere alla molla 43 di spingere l'otturatore verso l'alto, aumentando di conseguenza la perdita di carico nel passaggio dell'acqua fredda diminuendo quella nel passaggio dell'acqua calda fino a trovare una nuova condizione di equilibrio.

Mancanza improvvisa di acqua fredda

In questo caso l'elemento termostatico viene investito da un flusso di sola acqua calda e di conseguenza si allunga fino a quando l'otturatore 26, spinto verso il basso, chiude completamente l'entrata dell'acqua calda, svolgendo una funzione normalmente indicata come "sicurezza antiscott-ature".

Da quanto detto e mostrato dai disegni allegati risulta dunque evidente che l'uso di una gabbia di guida per l'otturatore, consente la realizzazione delle sedi di tenuta in materiale anticalcare, in particolare in materiale plastico, cosi da migliorare lo scorrimento dello stesso otturatore, riducendone i pericoli di bloccaggio. L'uso di una gabbia intermedia consente altresì dì migliorare le condizioni di miscelazione permettendo una omogenea distribuzione dell'acqua calda e dell'acqua fredda lungo le camere anulari, come precedentemente riferito. Infine, l'uso di un particolare profilo scanalato per la ghiera di riferimento della vite di regolazione, consente una maggiore precisione di posizionamento del riferimento stesso e, conseguentemente, un miglior controllo della temperatura dell'acqua miscelata .

Si intende comunque che quanto è stato detto e mostrato con riferimento ai disegni allegati, è stato dato a titolo puramente indicativo in quanto altre modifiche o varianti sono possibili nell'ambito dell'invenzione rivendicata.

Claims (9)

1. R IV E N D ICA Z IO N I 1.
2. Miscelatore termostatico del tipo comprendente un corpo cavo avente un'entrata per l'acqua calda, ed un'entrata per l'acqua fredda che si aprono in posizioni assialmente distanziate verso un condotto longitudinale di miscelazione; un otturatore assialmente scorrevole in detto condotto di miscelazione tra una posizione arretrata, contro una prima sede di tenuta in cui chiude una di dette entrate, ed una posizione avanzata contro una seconda sede di tenuta in cui chiude l'altra delle entrate dell'acqua verso l'uscita dell'acqua miscelata; essendo previsti mezzi elastici di contrasto agenti su detto otturatore per spingerlo in chiusura contro una delle sedi di tenuta, nonché comprendente una sede di tenuta intermedia per l'otturatore disposta tra l'entrata dell'acqua fredda e l'entrata dell'acqua calda che si aprono nel condotto di miscelazione longitudinale; un attuatore termostatico lineare supportato da detto otturatore, prolungandosi con la sua parte termosensibile nel condotto di miscelazione dell'acqua, tra un supporto solidale all'otturatore e l'estremità di uno stelo avvitatile di un dispositivo di regolazione della temperatura dell'acqua miscelata, che si prolunga in detto condotto e attraverso lo stesso otturatore, caratterizzato dal fatto di comprendere ulteriormente una gabbia di guida dell'otturatore avente aperture laterali di passaggio dell'acqua in corrispondenza delle entrate dell'acqua fredda e dell'acqua calda; dal fatto che detta gabbia in combinazione con un anello supplementare, definisce le sedi di tenuta per l'otturatore in corrispondenza delle entrate dell'acqua fredda rispettivamente dell'acqua calda, nonché comprende una sede di tenuta interna tra le entrate suddette; e dal fatto che il complesso costituito dall'otturatore di tenuta, dalla gabbia di guida e da detto anello supplementare è realizzato in materiale avente caratteristiche di antiaderenza per il calcare.
3. O Miscelatore termostatico secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto otturatore, detta gabbia di guida e detto anello supplementare sono realizzati in materiale plastico anticalcare. n Miscelatore termostatico secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che ciascuna di dette entrate dell'acqua si apre verso il condotto di miscelazione attraverso una camera anulare di distribuzione dell'acqua disposta perifericamente alla detta gabbia di guida in corrispondenza e lungo le aperture di passaggio dell'acqua laterali.
4. 4. Miscelatore termostatico secondo le rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta gabbia di guida comprende due anelli estremi ed un anello intermedio uniti da razze longitudinali, detto anello intermedio presentando una superficie interna cilindrica di guida e di tenuta per l'otturatore.
5. 5. Miscelatore termostatico secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che le razze di collegamento degli anelli presentano uno spessore radiale inferiore e sono arretrate rispetto alla superficie esterna della gabbia in modo da definire, in combinazione con il corpo del miscelatore, dette camere anuiari di distribuzione dell'acqua calda c fredda .
6. 6. Miscelatore termostatico secondo la rivendicasione 1, caratterizzato dal fatto che detta molla di contrasto per l'otturatore è interposta tra un primo anello alloggiato in una apposita sede all'interno del condotto di miscelazione, ed un secondo anello alloggiato in una apposita sede esternamente ad un cestello di supporto dell'elemento termostatico di controllo, solidale e mobile con l'otturatore. 7. Miscelatore termostatico secondo la rivendicazione 1, in cui detta gabbia di guida dell'otturatore viene bloccata all'interno del corpo del miscelatore tramite detto anello di tenuta supplementare ed un tappo aw itabile attraversato dallo stelo filettato del dispositivo di regolazione della temperatura, caratterizzato dal fatto che detta gabbia di guida dell'otturatore, sul lato rivolto verso detto anello di tenuta supplementare, è provvista di sporgenze deformabili di bloccaggio.
7. 7. Miscelatore termostatico secondo la rivendicazione 1, in cui detto stelo aw itabile del dispositivo di regolazione della temperatura è collegato ad una manopola di comando, ed in cui il corpo del miscelatore è provvisto di un tappo di chiusura attraversato dallo stelo filettato del dispositivo di regolazione della temperatura caratterizzato dal fatto che detta manopola presenta una sporgenza interna atta ad interferire con una sporgenza di arresto dì una ghiera angolarmente posizxonabile sul tappo di chiusura del corpo del miscelatore .
8. 8. Miscelatore termostatico secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che detta ghiera di bloccaggio presenta un profilo interno scanalato che si impegna con una corrispondente parte dentata, prevista! sul detto tappo di chiusura del miscelatore.
9. 9. Miscelatore termostatico secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che i denti definiti da detto profilo scanalato della ghiera di bloccaggio e i denti sul tappo di chiusura del corpo del miscelatore, hanno fianchi formanti un angolo di 90° tra loro.