ITMO20130114A1 - Dispositivo modulare e componibile di miscelazione di liquidi con controllo elettronico della temperatura e della portata del flusso in uscita. - Google Patents

Description

DISPOSITIVO MODULARE E COMPONIBILE DI MISCELAZIONE DI LIQUIDI CON CONTROLLO ELETTRONICO DELLA TEMPERATURA E DELLA PORTATA DEL FLUSSO IN USCITA

DESCRIZIONE

CAMPO DI APPLICAZIONE DELL'INVENZIONE Il presente trovato si inserisce nel campo dei dispositivi di miscelazione e regolazione della portata ed in particolare riguarda un nuovo dispositivo di miscelazione e di regolazione del flusso di liquidi con controllo elettronico della temperatura e della portata, per sistemi idraulici sanitari, ad uso domestico e/o industriale.

STATO DELL'ARTE

Sono noti gli impianti idraulici di acqua sanitaria, installati in ambito domestico, commerciale e industriale, di asservimento per relative utenze.

Attualmente detti impianti idraulici prevedono due linee di tubazioni distinte, una per l'acqua fredda e l'altra per l'acqua calda, così da condurre l'acqua fino ad ogni accessorio sanitario, quali lavandini, docce, ecc...

In corrispondenza dell'erogatore e del miscelatore, avviene la miscelazione e la regolazione della portata del flusso in uscita, tramite apposita rubinetteria che apre o chiude in diversa misura le valvole di intercettazione poste nelle tubazioni stesse.

Con detti sistemi di regolazione meccanica si regola il rapporto fra le portate dei flussi di acqua calda e fredda, ossia la temperatura finale dell'acqua.

La suddetta tecnologia, di tipo meccanico, non à ̈ priva di inconvenienti, primo tra tutti l'elevato costo di manodopera per l'installazione e per la manutenzione. E' noto inoltre come detti sistemi a doppia tubazione necessitano di opere di demolizione muraria per una loro eventuale sostituzione o riparazione e/o per modificare la posizione dei sanitari; quindi maggiori costi di manodopera e di materiali.

Sono altresì noti gli impianti idraulici sanitari monotubo, ovvero impianti comprendenti una sola tubazione che conduce acqua già miscelata fino al sanitario.

In questo caso la miscelazione avviene a monte della distribuzione, in un collettore miscelatore, dove giungono le due tubazioni dell'acqua calda e fredda e da cui diparte unico condotto di adduzione, per ogni sanitario fino all'utenza da servire. L'acqua, opportunamente miscelata in modo da avere la temperatura desiderata, raggiunge l'utenza attraverso il singolo condotto, evitando l'uso delle due tubazioni, come riportato in precedenza.

In questo modo si evita l'uso di due tubazioni, con notevole risparmio di tempo e costi di materiali e installazione.

In questo caso, la miscelazione avviene a monte della distribuzione dell'utenza relativa, generalmente in prossimità della caldaia, e mediante il collettore di distribuzione, una elettrovalvola a tre vie collegata rispettivamente in ingresso ai condotti dell'acqua fredda e calda, in uscita al condotto di mandata dell'acqua così miscelata.

Ciascun condotto conduce l'acqua, miscelata dall'elettrovalvola, al sanitario da servire: l'utente regola la miscelazione mediante una manopola di regolazione in prossimità del sanitario e, attraverso cavi elettrici collegati all'elettrovalvola o al relativo circuito di controllo, comanda il funzionamento del collettore di miscelazione.

In tal modo modificando la posizione della manopola di regolazione si regola la posizione dell'elettrovalvola, ovvero la miscelazione tra acqua calda e fredda e la portata del flusso in uscita.

ESPOSIZIONE E VANTAGGI DEL TROVATO

Scopo del presente trovato à ̈ quello di mettere a disposizione della tecnica un efficace dispositivo per la miscelazione e regolazione dei flussi di acqua calda e fredda, attraverso controllo elettronico della temperatura e della portata, cosicché l'acqua arrivi già miscelata e alla temperatura (e portata) richiesta dall'utilizzatore.

Altro scopo del presente trovato à ̈ di essere compatto e di facile installazione.

Altro scopo del presente trovato à ̈ di essere modulare, col vantaggio di essere convenientemente unito ad uguali dispositivi. I fori di impilaggio rapido semplificano il montaggio di più dispositivi creando un sistema di distribuzione compatto.

Altro scopo à ̈ quello di prevedere, nel caso di unione di più dispositivi come sopra descritto, l'asservimento comune mediante unico condotto di ingresso dell'acqua fredda e condotto di ingresso dell'acqua calda.

Altro scopo del presente trovato à ̈ di realizzare contatti in grado di fungere da ponte di alimentazione per l'alimentazione dell'intero pacco di distribuzione formato da più dispositivi uniti; uno solo di detti dispositivi sarà collegato alla sorgente elettrica.

Altro scopo del presente trovato à ̈ l'utilizzo di un pressostato che grazie alla rilevazione della pressione in uscita innesca un sistema di emergenza in caso di perdite d'acqua.

Altro scopo del presente trovato à ̈ l'utilizzo di una componentistica minimale e ridotte dimensioni dell'oggetto stesso in modo da ridurre costi e sprechi.

Altro scopo del presente trovato à ̈ quello di utilizzare materiali compatibili con l'uso alimentare ed ad alto isolamento termico come PETP, POM-C, TEFLON.

Altro scopo del presente trovato à ̈ di avere un dispositivo in grado di controllare la temperatura di uscita miscelata; una sonda di temperatura, collegata con l'elettronica, effettua un controllo retro azionato su motori di azionamento delle sfere di intercettazione fluido del dispositivo.

Altro scopo del presente trovato à ̈ quello di gestire con precisione la regolazione utilizzando come punto di riferimento un finecorsa di tipo meccanico.

Altro scopo del presente trovato à ̈ quello di avere un dispositivo in grado di provvedere, in caso di mancata alimentazione, allarresto di emergenza.

Detti scopi e vantaggi sono tutti raggiunti dal dispositivo miscelatore, modulare e componibile, con controllo elettronico della temperatura e della portata del flusso in uscita, oggetto del presente trovato, che si caratterizza per quanto previsto nelle sotto riportate rivendicazioni.

BREVE DESCRIZIONE DELLE FIGURE

Questa ed altre caratteristiche risulteranno maggiormente evidenziate dalla descrizione seguente di alcune forme di realizzazione illustrate, a puro titolo esemplificativo e non limitativo nelle unite tavole di disegno.

Figura 1: illustra una sezione di una elettrovalvola o dispositivo di miscelazione e di regolazione del flusso di liquidi con controllo elettronico della temperatura e della portata, oggetto del presente trovato

Figura 2: illustra ancora il dispositivo, privo di carte superiore e secondo una sua vista tridimensionale

Figura 3 e 3A: illustrano i dispositivi uniti in parallelo e solidali uno all'altro così da definire un unico sistema di distribuzione; i dispositivi sono collegati elettricamente mediante contatti ponte di alimentazione e medesimo collettore di ingresso acqua calda e acqua fredda.

Figura 4: illustra una vista esplosa dei componenti interni al dispositivo,

- Figura 5: illustra ancora una vista esplosa dei motori di comando perni, sfere di controllo e guarnizioni di tenuta,

Figure 6, 7 e 8: illustrano una variante di realizzazione del dispositivo, con due uscite del flusso miscelato, asservite però da unico sistema di gestione elettronica e idraulica.

DESCRIZIONE DEL TROVATO

Con particolare riferimento alle figure sopra indicate, si indica con 20 , nel suo complesso, una elettrovalvola o dispositivo di miscelazione e di regolazione del flusso di liquidi con controllo elettronico della temperatura e della portata.

Globalmente, l'elettrovalvola 20 comprende un primo corpo 22, il corpo valvola vero per l'intercettazione fluidi, del tipo a tre vie (due ingressi, una uscita); detto primo corpo 22 à ̈ unito a un secondo corpo 21 che si estende perpendicolarmente da esso e che à ̈ idoneo a contenere al suo interno i componenti quali ad esempio l'elettronica di comando motori per l'azionamento mezzi di intercettazione fluido, più altri nel seguito meglio specificati. Come detto, il corpo valvola 22 à ̈ del tipo a tre vie e pertanto comprende due fori di ingresso, indicato con il riferimento 5, e un unico foro di uscita indicato con 9. I due fori di ingresso 5 sono innestabili i condotti dell'acqua fredda e calda in arrivo dall'impianto a monte, mentre dal foro 9 esce l'acqua miscelata dal dispositivo 20.

Il condotto di uscita 9, à ̈ ricavato lungo l'asse AA della valvola, mentre lungo l'asse BB perpendicolare à ̈ ricavato il condotto di collegamento 23; in altri termini, il condotto 23 à ̈ collega con rispettivi rami il condotto 9 e i fori 5 di ingresso.

I fori di ingresso 5 sono invece disposti perpendicolarmente a entrambi, ovvero lungo l'asse CC identificato in figura 3.

Lungo il condotto 23, ossia tra il condotto 9 di uscita e i rispettivi rami colleganti i fori 5, sono situate sfere 4 di intercettazione e regolazione delle portate di acqua, calda e/o fredda (in arrivo su ciascun ramo).

Le sfere 4 sono organi di intercettazione fluidi di tipo noto, e la relativa cavità di passaggio può essere regolata secondo posizioni di parziale e/o totale apertura o chiusura del relativo condotto 23.

Infatti, le sfere 4 sono comandabili in rotazione da rispettivi perni 3 che si inseriscono nel corpo 22 attraverso corrispondenti fori 2 disposti lungo assi paralleli DD e complanari all'asse AA del perno di uscita.

A loro volta i perni 3 sono collegati all'estremità opposta a relativi motori-motoriduttori 14, che ne gestiscono la rotazione secondo l'asse DD relativo in funzione dei segnali in arrivo dall'elettronica di controllo, identificata con 1 all'interno del corpo 21.

Ancora, i perni 3 recano degli organi di tenuta 3C per l'accoppiamento entro il foro 11, così da garantirne la tenuta stagna.

Un tratto 3B del perno 3, precisamente quello che si estende dal lato del corpo 21 (ossia il lato del dispositivo 20 che gestisce l'elettronica e il comando delle sfere) à ̈ a sezione quadra: ciò consente l'azzeramento della posizione del perno, relativamente al suo asse DD di rotazione, utilizzando come punto zero un finecorsa 12.

I motori e il finecorsa sono fissati entro al corpo 21 tramite un sostegno 13.

I motori 14 agiscono meccanicamente sui perni 3, i quali a loro volta posizionano le sfere di controllo della portata.

Dalle figure si osserva la porzione terminale 3D del perno 3 atta ad inserirsi in una sede 18 ricavata sulla sfera corrispondente; la sezione di detta sede 18 e della relativa porzione 3D à ̈ quadrangolare così da rendere solidali il perno 3 e la sfera 4 e gestire in questo modo la regolazione della portata e della temperatura.

L'elettronica di controllo 1 agisce sui motori 14 controllandone la posizione attraverso il già citato finecorsa meccanico.

Il sistema descritto à ̈ quindi in grado di regolare due flussi distinti provenienti dai fori 5 presenti nel corpo valvola 22.

Sono altresì presenti dei fori 10 per l'impilaggio rapido delle unità appena descritte; infatti, come detto, il sistema à ̈ modulare e può essere costituito da due o più dispositivi 20 con corpi valvola 22 collegati in parallelo, come la figura 2 chiaramente illustra.

Pertanto, i suddetti fori 10 semplificano il montaggio di più dispositivi 20 creando un sistema di distribuzione compatto ad impilaggio rapido.

Una pluralità di contatti 10B fungeranno da ponte di alimentazione per permettere di alimentare l'intero sistema di distribuzione, collegando un solo dispositivo 20 alla sorgente elettrica.

Per un controllo della temperatura sull'uscita miscelata 9 Ã ̈ presente all'interno del condotto medesimo una sonda 6 di controllo temperatura.

La sonda 6 à ̈ collegata con l'elettronica di controllo 1 che pertanto può effettuare una precisa regolazione sui motori di controllo perni 3, per la regolazione e stabilizzazione della temperatura in uscita.

Per un controllo della pressione sull'uscita miscelata (9) Ã ̈ presente un sensore di pressione, indicato globalmente con il

riferimento 7 e comprendente:

• Un pistoncino 7A con magnete

• Un sensore 7C di campo magnetico

• Una molla 7B

II pistoncino 7A, qualora azionato da una eventuale pressione sull'uscita, si avvicina al sensore 7C che rileverà la presenza del magnete associato.

Qualora la pressione all'uscita venisse a mancare, la molla 7B provvede a posizionare il pistoncino 7A (con magnete) nella posizione di riposo, punto nel quale il sensore 7C non à ̈ in grado di rilevarne la presenza.

Detto sensore 7C Ã ̈ collegato con l'elettronica di controllo 1 e fornisce al sistema un'indicazione precisa sulla presenza di pressione all'uscita 9.

In tal modo il sistema à ̈ in grado di rilevare eventuali perdite ed in questa eventualità interverrà per portare i motori 2A in posizione di chiusura del condotto 23.

Come si evince da tutto quanto sopra descritto il dispositivo 20 Ã ̈ un sistema elettromeccanico per la regolazione del flusso di liquidi tramite opportuno posizionamento delle sfere 4.

Il dispositivo comprende in aggiunga delle batterie di riserva, identificate con 8, che attiveranno una modalità di emergenza anche in mancanza di energia elettrica dalla rete. Le batterie 8 consentono di riportare le sfere in posizione di chiusura e garantire la sicurezza del sistema.

Con 30, Ã ̈ indicato in figura 3 il led indicatore di corretto funzionamento o in alternativa di avaria del dispositivo 20, mentre con 31 si indica nella figura 3A il collettore di distribuzione dei due flussi di acqua calda e fredda, posto in ingresso della serie di dispositivi 20 uniti tra loro come in precedenza descritto.

Con riferimento alla figura 6 si illustra una variante di realizzazione del dispositivo 20; esso comprende due uscite asservite da unica motorizzazione/elettronica e idraulica.

Le due uscite sono indicate con 9 e 19.

Ora, le sfere 4 della unica valvola 22 recano fori tali per cui uno à ̈ in asse con il motore e quindi rimane sempre posizionato come da figura; in sostanza accetta costantemente l'acqua dal collettore.

L'altro foro presente sulla sfera può essere spostato dalla rotazione del perno 3 e può in questo modo arrivare ad alimentare o l'uscita 9 centrale oppure il foro verso l'alto, che mette in comunicazione la seconda uscita 19.

Un'ulteriore terza posizione della sfera 4 chiuderà totalmente in modo da bloccare il flusso.

Claims (12)

1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo (20) di miscelazione di liquidi con controllo elettronico della temperatura e della portata del flusso in uscita, caratterizzato dal fatto che comprende un corpo valvola 22, per l'intercettazione fluidi, a tre vie, unito a un secondo corpo 22, che si estende perpendicolarmente da esso, e contenente al suo interno l'elettronica di comando e i mezzi per l'azionamento mezzi di intercettazione fluido.
2. 2. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il corpo valvola 22 comprendente due fori 5 di ingresso e un unico foro 9 di uscita dell'acqua miscelata dal dispositivo 20; e caratterizzato dal fatto che il condotto di uscita 9, à ̈ ricavato lungo un asse AA della valvola, mentre lungo un asse BB perpendicolare à ̈ ricavato il condotto 23 di collegamento del condotto 9 e i fori 5 di ingresso, questi ultimi disposti perpendicolarmente a entrambi, lungo un asse CC; nel condotto 23 sono disposte sfere 4 di intercettazione e regolazione delle portate di fluido; le sfere 4 essendo comandabili in rotazione da rispettivi perni 3 che si inseriscono nel corpo 22 attraverso corrispondenti fori 2 disposti lungo assi paralleli DD e complanari all'asse AA del perno di uscita; detti perni 3 comandati da mezzi motori 14, che ne gestiscono la relativa rotazione secondo l'asse DD in funzione dei segnali in arrivo dall'elettronica di controllo 1; l'elettronica di controllo 1 agisce sui motori 14 controllandone la posizione attraverso un finecorsa 12 meccanico.
3. 3. Dispositivo secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che un tratto 3B del perno 3, dal lato del corpo 21 che gestisce l'elettronica à ̈ a sezione quadra per la battuta contro il finecorsa 12 solidale a un sostegno 13 entro il corpo 21.
4. 4. Dispositivo secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che i perni 3 recano degli organi di tenuta 3C per l'accoppiamento entro il foro 11, così da garantirne la tenuta stagna.
5. 5. Dispositivo secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che la porzione terminale 3D del perno 3 à ̈ atta ad inserirsi in una sede 18 ricavata sulla sfera corrispondente; la sezione di detta sede 18 e della relativa porzione 3D à ̈ quadrangolare così da rendere solidali il perno 3 e la sfera 4 e gestire la regolazione della portata e della temperatura.
6. 6. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che à ̈ modulare e può essere costituito da due o più dispositivi 20 con corpi valvola 22 collegati in parallelo.
7. 7. Dispositivo secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che comprende fori 10 per l'impilaggio rapido delle unità.
8. 8. Dispositivo secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che comprende una pluralità di contatti 10B, ponti di alimentazione per permettere di alimentare l'intero sistema di distribuzione, collegando un solo dispositivo 20 alla sorgente elettrica.
9. 9. Dispositivo secondo la rivendicazione 1 e 2, caratterizzato dal fatto che comprende, per un controllo della temperatura sull'uscita miscelata 9, una sonda 6 di controllo temperatura, collegata con l'elettronica di controllo 1 per una precisa regolazione sui motori di controllo perni 3 tramite software dedicato.
10. 10. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che comprende ulteriormente un dispositivo 7 di controllo della pressione sull'uscita miscelata 9, detto dispositivo 7 comprendente: a. Un pistoncino 7A con magnete b. Un sensore 7C di campo magnetico c. Una molla 7B il pistoncino 7A, qualora azionato da una eventuale pressione sull'uscita, si avvicina al sensore 7C che ne rileva la presenza del magnete associato, mentre in caso di assenza di pressione all'uscita, la molla 7B provvede a posizionare il pistoncino 7A con magnete nella posizione di riposo, punto nel quale il sensore 7C non à ̈ in grado di rilevarne la presenza.
11. 11. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che comprende in aggiunta delle batterie 8 di riserva per comandare i motori anche in mancanza di energia elettrica dalla rete; la carica delle batterie à ̈ tale 8 da consentire almeno di riportare le sfere in posizione di chiusura.
12. 12. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che comprende due uscite 9, 19 asservite da unica motorizzazione/elettronica e idraulica; le sfere 4 della valvola 22 recano fori tali per cui uno à ̈ in asse con il motore e quindi rimane sempre posizionato come da figura; in sostanza accetta costantemente l'acqua dal collettore; l'altro foro presente sulla sfera può essere spostato dalla rotazione del perno 3 e può in questo modo arrivare ad alimentare o l'uscita 9 centrale oppure il foro verso l'alto, che mette in comunicazione la seconda uscita 19; un'ulteriore terza posizione della sfera 4 chiuderà totalmente in modo da bloccare il flusso.