ITMI960626U1 - Dispositivo motorizzato di pompaggio per osmosi inversa - Google Patents

Description

DESCRIZIONE del modello industriale di utilità

Il presente trovato riguarda un dispositivo motorizzato di pompaggio per osmosi inversa.

Sono noti vari dispositivi di pompaggio per osmosi inversa, sia manuali che motorizzati.

Gli inconvenienti riscontrabili e possibili in tali dispositivi noti è che devono essere previsti motori di una certa potenza per poter ottenere la separazione di una quantità estremamente limitata di liquido.

In tal modo si hanno costi di fabbricazione e di installazione rilevanti a fronte di una resa effettiva limitata nella produzione di liquido purificato.

E' quindi scopo del trovato creare un dispositivo motorizzato di pompaggio per osmosi inversa nel quale, con una disposizione la più semplice possibile, siano garantiti un corretto funzionamento con una produzione di liquido purificato di un certo interesse. In tal modo si intende parallelamente ridurre l'energia necessaria a pari produttività del dispositivo rispetto a quelli di arte precedente.

Questo scopo viene raggiunto mediante le caratteristiche della rivendicazione 1.

Caratteristiche funzionali e strutturali di un dispositivo emergeranno con maggiore chiarezza dall'esempio di esecuzione del trovato illustrato nel disegno allegato in cui è mostrato, in rappresentazione schematica esemplificativa ma non limitativa, un dispositivo all'inizio della corsa di mandata.

Secondo quanto emergente nella figura, viene mostrato un dispositivo secondo il presente trovato che comprende una coppia di disposizioni o assiemi pistonecilindro 11 e 12, comandati da un mezzo motore 13 comune. Si possono comunque prevedere due motori opportunamente correlati. Ciascuna delle due disposizioni pistone-cilindro 11 e 12 è collegata ad un condotto di entrata 14 della soluzione da trattare, per esempio acqua salata, e ad un condotto di mandata 15 verso un modulo di osmosi inversa 16, nel quale si trova una membrana osmotica, indicata schematicamente con 17.

A sua volta, per effetto dell'alta pressione generata dalle due disposizioni pistone-cilindro 11 e 12, una certa quantità di liquido puro viene spinta attraverso la membrana osmotica 17 ed esce da un condotto del liquido purificato o permeato 18 del modulo di osmosi inversa 16.

La soluzione corrispondentemente concentrata passa dal modulo di osmosi inversa 16 in un condotto di ritorno della soluzione concentrata 19, che sbocca in una camera centrale 20 di una disposizione valvolare 21, associata solo alla prima disposizione pistone-cilindro 11.

Questa prima disposizione pistone-cilindro 11 comprende un corpo di cilindro 22 ove viene disposto, in modo spostabile assialmente, un pistone di lavoro 23 la cui asta 24 è collegata articolatamente al motore 13 sia nella corsa di mandata che in quella di deflusso.

Il cilindro 22 presenta sulla sua testata 25, in una porzione 26 del suo corpo, una valvola di aspirazione 27 ed una valvola di mandata 28 poste su rispettive porzioni dei citati condotti 14 e 15. Il pistone 23, anche sulla faccia di fronte alla testata 25 del cilindro 22, ha un'asta 24', uguale all'asta 24, in modo da equilibrare le pressioni su ambedue le superfici di esso. In tal modo questa disposizione pistone-cilindro 11 funge da pompa di circolazione di liquido in pressione o non in pressione.

Al fine di portare l'intero dispositivo alla pressione voluta, viene utilizzata la seconda disposizione pistone-cilindro 12, che viene dimensionata opportunamente a secondo del liquido da trattare.

Come chiaro dalla figura, anche un'asta 29 di un pistone 30 di questa seconda disposizione 12 è vincolata al motore 13, con relative valvole di aspirazione e mandata in tutto simili alle precedenti come collocazione. Tramite il pistone 30 si è in grado di creare una certa alimentazione aggiuntiva rispetto alla prima disposizione, facendo insorgere una certa pressione interna.

Ritornando alla disposizione valvolare 21, essa comprende essenzialmente un corpo del distributore 31 in cui scorre un corpo di spoletta mobile 32, con superfici di estremità a pistone di comando 33 e 34. Sulla estremità 34 può essere disposto anche un elemento elastico di contrasto 35, se necessario. In una zona intermedia del corpo 32 tra le due estremità a pistone 33 e 34 viene quindi ad individuarsi la camera centrale 20 sopra citata e sono presenti guarnizioni sulle estremità a pistone 33, 34, in modo che le parti siano spostabili assialmente a tenuta radiale internamente al corpo 31 cilindrico .

Questa camera centrale 20 è collegabile, oltre che al condotto di ritorno 19 della soluzione concentrata, anche ad un condotto di scarico all'esterno della soluzione concentrata 36. Inoltre il corpo 31 è collegato al corpo di cilindro 22 della prima disposizione 11 tramite due condotti di estremità 37 e 38 ed un condotto centrale 39. I due condotti di estremità 37 e 38 agiscono quasi da condotti pilota del corpo di spoletta mobile 32 affinché si abbiano le opportune alimentazioni di liquido nel dispositivo.

Questa disposizione valvolare 21 abbinata alla disposizione pistone-cilindro 11 permette di recuperare energia che andrebbe altrimenti persa per immettere liquido nel modulo di osmosi 16. Inoltre si immette soluzione da trattare in un circuito in pressione senza alcuno sforzo, salvo le perdite di carico dovute alla resistenza dei condotti e le perdite meccaniche.

Il funzionamento del dispositivo motorizzato secondo il presente trovato è il seguente.

Azionando il motore 13 dalla posizione mostrata nella figura, all'interno delle due disposizioni pistone-cilindro 11 e 12, i pistoni 23 e 30 iniziano ad aspirare soluzione da trattare dal condotto di entrata 14 attraverso le valvole di aspirazione. Nella prima disposizione pistone-cilindro 11 questo fa sì che il liquido passi da una emicamera 40, individuata nel corpo di cilindro 22, attraverso il condotto 38 nella parte posteriore della disposizione valvolare 21 spostando il corpo spoletta mobile 22 verso sinistra per chi osserva la figura. In tal modo si realizza la chiusura del condotto di ritorno della soluzione concentrata 19 e l'apertura del condotto di scarico 36 della soluzione concentrata stessa. In tal modo la soluzione concentrata viene scaricata all'esterno con impiego minimo di forza, dovuto principalmente alle perdite di carico. Infatti la soluzione passa da tale emicamera 40 attraverso il condotto centrale 39 alla camera centrale 20 e da li al condotto di scarico 36. Contemporaneamente nuova soluzione da trattare è aspirata dal condotto di entrata 14 all'interno di entrambe rispettive emicamere 41 e 43 delle due disposizioni pistone-cilindro 11 e 12.

Ultimata la fase di aspirazione, il motore 13, continuando nel suo funzionamento, provvede a realizzare la mandata della soluzione aspirata dalle due disposizioni pistone-cilindro 11 e 12. A tal fine, una volta chiuse le valvole di aspirazione ed aperte quelle di mandata, i pistoni 23 e 30 vengono spostati dal motore 13 e sospingono tramite forze di compressione la soluzione da trattare tramite il condotto di mandata entro il modulo di osmosi inversa. Prima di tutto la soluzione contenuta nella emicamera 41, a valvole di aspirazione 27 e mandata 28 chiuse, passa tramite il condotto di estremità 37 entro il corpo del distributore 31 alla relativa estremità e determina il corpo di spoletta 32 a spostarsi nell'altra posizione, come mostrata in figura. In tale posizione il corpo di spoletta 32 comanda il relativo pistone di comando 33 a chiudere il condotto di scarico 36 della soluzione concentrata mentre l'altro pistone di comando 34 apre il condotto di ritorno della soluzione centrata 19 proveniente dal modulo di osmosi inversa 16. Così parte della soluzione, passando dalla membrana 17 viene trattata e fuoriesce dal modulo dal condotto 18 come liquido purificato. Contemporaneamente, parte della soluzione viene riimmessa entro la camera centrale 20 della disposizione valvolare 21 e da questa tramite il condotto centrale 39 penetra nella emicamera 40 della prima disposizione pistone-cilindro 11, agevolando il movimento del pistone 23.

Risulta evidente che lo sviluppo della pressione necessaria affinché si verifichi l'osmosi inversa è ottenuto in quanto che il volume che viene reso libero sul lato stelo del pistone 23 e del pistone 30 che preme (emicamere 40 e 42) è più piccolo del volume di soluzione dislocato nelle camere 41 e 43 di pressione. Nella fase di aumento della pressione la membrana osmotica 17, grazie alla sua elasticità, agisce da elemento di compensazione e mantenimento della pressione. Non appena è raggiunta la pressione osmotica, una quantità di liquido puro corrispondente alla differenza di volume fra le varie emicamere passa attraverso la membrana osmotica 17.

Con una disposizione siffatta, è stato possibile rilevare che la quantità di liquido trattato dal dispositivo secondo il presente trovato è quasi equivalente alla quantità di liquido trattato dalla seconda disposizione pistone-cilindro.

Si ha quindi che la seconda disposizione viene utilizzata per creare pressione nel dispositivo, mentre la prima disposizione è utilizzata per la circolazione della soluzione da trattare.

Si potrebbe affermare che lo sforzo richiesto dal dispositivo per il suo funzionamento è quasi equivalente al lavoro che occorre per portare in pressione solamente la quantità di liquido trattata dalla seconda disposizione pistone-cilindro che, equivarrebbe con una certa approssimazione alla quantità di liquido purificato o permeato prodotto.

In tal modo, rispetto ai dispositivi di arte precedente, si ha un notevole risparmio energetico a parità di prodotto trattato.

E' evidente che nella esemplificazione descritta l'inversione di posizione del corpo di spoletta mobile entro la disposizione valvolare 21 avviene automaticamente e con sicurezza per una corrispondente manovra dello stelo 24 del pistone 23. Se necessario ad assicurare questo spostamento secondo le corrette sequenze, comunque, può essere prevista una molla 35 posta da un lato del corpo di spoletta mobile 32.

La realizzazione di un dispositivo siffatto può essere particolarmente vantaggiosa per dispositivi di dissalazione dell'acqua marina.

Inoltre, in modo del tutto equivalente, il pistone di lavoro della prima disposizione pistone-cilindro può essere realizzato tramite una membrana a pressione, che può venire sollecitata da uno stelo di pistone, in modo del tutto simile al precedente pistone, in entrambe le direzioni necessarie al corretto funzionamento del dispositivo .

In una esemplificazione ulteriore è possibile associare 'più disposizioni pistone-cilindro 11 di circolazione semplicemente aumentando la cilindrata della disposizione pistone-cilindro 12 di pressione, ad esempio aumentando i cilindri ed i pistoni, per trattare volumi differenti di soluzione.

Claims (9)

1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo motorizzato di pompaggio per osmosi inversa con una disposizione pistone-cilindro (11) presentante un pistone (23) spostabile avanti e indietro, manovrabile dall'esterno mediante uno stelo del pistone (24), una cui prima emicamera (41) non rivolta allo stelo del pistone (24) è collegata tramite una valvola di aspirazione (27) ad un condotto di aspirazione (14) della soluzione e attraverso una valvola di mandata (28) ad un modulo di osmosi inversa (16), nel quale la soluzione viene condotta ad alta pressione lungo una membrana osmotica (17) che lascia passare liquido puro e lo cede ad un condotto del liquido purificato o permeato (18), e inoltre conduce la soluzione corrispondentemente concentrata, ancora posta sotto pressione, attraverso un condotto di uscita (19) della soluzione ad una disposizione valvolare (21), che durante la corsa di mandata del pistone (23) collega il condotto di uscita (19) della soluzione con detta emicamera dello stelo del pistone (40), mentre durante la corsa di aspirazione lo chiude e invece collega detta emicamera dello stelo del pistone (40) con un condotto di scarico della soluzione concentrata (36), caratterizzato dal fatto di prevedere inoltre una seconda disposizione pistone-cilindro (12) presentante un pistone (30) spostabile avanti e indietro, manovrabile dall'esterno mediante uno stelo del pistone (29), entrambi detti steli (24, 29) essendo azionati da almeno un mezzo motore (13), anche in detta seconda disposizione pistone-cilindro (12) una emicamera (43) essendo collegata tramite relative valvole a detto condotto di aspirazione (14) ed a detto modulo di osmosi inversa (16), detta disposizione valvolare (21) presentando inoltre condotti di collegamento (37, 38, 39) con estremità di detta prima disposizione pistone-cilindro (11) al fine di rendere spostabile all'occorrenza un corpo di spoletta (32) portante pistone a valvola (33, 34) per l'apertura e la chiusura selettiva di detti condotti .
2. 2. Dispositivo motorizzato di pompaggio per osmosi inversa secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che a detto corpo di spoletta (32) è associato un elemento di richiamo (35) che esercita su detto corpo (32) una forza agente costantemente in direzione prefissabile .
3. 3. Dispositivo motorizzato per osmosi inversa secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detto elemento di richiamo è una molla (35).
4. 4. Dispositivo motorizzato per osmosi inversa secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che entrambi detti steli (24, 29) sono azionati da un medesimo mezzo motore (13).
5. 5. Dispositivo motorizzato per osmosi inversa secondo una delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che detto pistone (23) di detta prima disposizione pistone-cilindro (11) presenta da ambo le sue parti opposte steli (24, 24') individuando due emicamere (41, 40).
6. 6. Dispositivo motorizzato per osmosi inversa secondo una delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che detto pistone (30) di detta seconda di-sposizione pistone-cilindro (12) presenta da una sola parte detto stelo (42) individuando due emicamere differenti (42, 43).
7. 7. Dispositivo motorizzato per osmosi inversa secondo una delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto di prevedere almeno una ulteriore prima disposizione pistone-cilindro (11).
8. 8. Dispositivo motorizzato per osmosi inversa secondo una delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto di essere impiegato per il dissalamento dell'acqua di mare.
9. 9. Dispositivo motorizzato per osmosi inversa sostanzialmente come descritto ed illustrato nel disegno allegato .