ITPD20000058A1 - Dispositivo per il rilevamento di livello di liquido particolarmente per pompe sommerse. - Google Patents

Description

"DISPOSITIVO PER IL RILEVAMENTO DI LIVELLO DI LIQUIDO PARTICOLARMENTE PER POMPE SOMMERSE"

DESCRIZIONE

La presente invenzione ha per oggetto un dispositivo per il rilevamento di livello di liquido, particolarmente per pompe sommerse.

Le pompe sommerse trovano la loro più frequente applicazione nell 'evacuare pozzetti o simili, da una quantità eccessiva di liquidi che via via si accumula.

Caso tipico è quello dello svuotamento di pozzetti di drenaggio e dell'acqua accumulata negli scavi in cantieri edilizi.

Le pompe sommerse sono solitamente dotate di dispositivi per il rilevamento di livello di liquido, che permettono di azionare la pompa quando il livello di liquido supera un valore massimo, e di arrestarne il funzionamento qualora il livello di liquido raggiunge un valore minimo.

I dispositivi di rilevamento del livello di liquido del tipo noto, sono sostanzialmente costituiti da appendici che si sviluppano esternamente all'ingombro della pompa con galleggianti di estremità, che risentendo dell'innalzamento o deH'abbassamento del livello di liquido, attivano dei collegamenti elettrici.

I tipi di rilevatori noti, non sono scevri da inconvenienti.

Infatti, come detto, questi dispositivi si sviluppano esternamente all'ingombro delle pompe; è quindi necessario che il pozzetto o il locale da cui si vuole evacuare il liquido, abbia dimensioni maggiori rispetto all'ingombro della pompa associata al dispositivo di rilevamento.

Inoltre, il corretto funzionamento di questi dispositivi, dipende anche dalla presenza o meno di corpi galleggianti all'intemo del liquido.

Infatti, la presenza di un corpo galleggiante estraneo potrebbe falsare i rilevamenti del dispositivo o addirittura danneggiarlo.

A volte, i rilevamenti dei dispositivi, possono essere falsati anche conseguentemente ad un moto turbolento del liquido.

Compito principale della presente innovazione, è quello di eliminare o sostanzialmente ridurre, i problemi dei tipi noti di dispositivi di rilevamento del livello di liquido.

Nell'ambito del compito principale, un importante scopo è quello di realizzare un dispositivo di rilevamento per il livello di liquido, la cui rilevazione non sia influenzabile da eventuali moti turbolenti del liquido, o dalla presenza di corpi estranei galleggianti aH'intemo del liquido stesso.

Un altro scopo è quello di realizzare un dispositivo di rilevamento che sia contenuto entro l'ingombro della pompa.

Non ultimo scopo è quello di realizzare un dispositivo in grado di rilevare il livello di liquido con un grado di precisione almeno pari o più elevato rispetto ai dispositivi del tipo noto.

Il compito principale, gli scopi preposti ed altri scopi ancora, che più chiaramente appariranno in seguito, vengono raggiunti da un dispositivo per il rilevamento di livello di liquido, particolarmente per pompe sommerse, caratterizzato dal fatto di comprendere mezzi di rilevamento della variazione di campo elettrico e/o magnetico in relazione alla variazione di livello di liquido, associati ad una unità di controllo per l’accensione/spegnimento di una pompa sommersa.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi, risulteranno maggiormente dalla descrizione di una forma di realizzazione preferita, ma non esclusiva, dell'invenzione, illustrata a titolo indicativo, e non limitativo nella sua portata, nelle allegate tavole di figure e disegni, in cui:

- la fig. 1 illustra schematicamente un dispositivo secondo l’invenzione in una sua prima forma di realizzazione;

- la fig. 2 illustra schematicamente una variante costruttiva del dispositivo illustrato nella figura precedente;

- la fig. 3 illustra schematicamente un dispositivo secondo rinvenzione, in una seconda forma di realizzazione;

- la fig. 4 illustra schematicamente una variante costruttiva del dispositivo illustrato nella figura precedente;

- la fig. 5 illustra il dispositivo di figura 4 applicato ad una pompa sommersa.

Un dispositivo per il rilevamento di livello di liquido, secondo il trovato, in una sua prima forma realizzativa, come indicato in figura 1, viene complessivamente indicato con il numero 10.

Il dispositivo 10 è costituito da un tubo 11, entro il quale si trova il liquido 19, di cui si vuole misurare il livello, associato ad una pompa sommersa che in figura viene indicata con il numero 12, alimentata da un circuito elettrico 15.

Al'intero del tubo 11 è libero di scorrere un galleggiante 13 il quale ha un'anima in materiale ferromagnetico.

Il tubo 11 è provvisto di un avvolgimento a solenoide 14, appartenente al circuito elettrico 15.

L'avvolgimento solenoidale 14 è collegato ad una unità di controllo 16. A seconda del valore dell'induttanza rilevato, l'unità di controllo 16 comanda il funzionamento della pompa 12 mediante il controllo di un interruttore statico 17 posto in serie all'alimentazione 20 della pompa 12 stessa.

Il dispositivo 10, sfrutta il principio secondo il quale, quando un materiale ferromagnetico viene inserito nel nucleo di un solenoide, varia il valore dell'induttanza rilevabile.

Se poi, la tensione di alimentazione ha andamento sinusoidale, la variazione del valore di induttanza, viene rilavato ancora più agevolmente.

In particolare, l'induttanza dell 'avvolgimento a solenoide 14 varia notevolmente quando, invece di aria, caratterizzata dall’avere un valore della permeabilità magnetica relativa unitario, all'interno dell'avvolgimento stesso viene a trovarsi un galleggiante 13 costituito parzialmente in materiale ferromagnetico, che ha permeabilità magnetica relativa maggiore di 10.000.

A seconda della posizione del galleggiante 13, si ha un valore dell'induttanza che varia da un valore minimo ad un valore massimo.

Il galleggiante 13 deve essere di una dimensione tale da inserire all'interno del nucleo del solenoide 14 il pezzo di materiale ferromagnetico al crescere del livello di liquido 19; una volta che il materiale ferromagnetico occupa tutta la lunghezza del solenoide 14, non si ha incremento del valore dell’induttanza.

Si è in pratica riusciti ad introdurre una discriminazione tra valore di accensione e valore di spegnimento della pompa 12, introducendo un’isteresi tra due livelli di liquido, in maniera da evitare fastidiosi funzionamenti intermittenti della pompa stessa, con continui e ravvicinati spunti dannosi.

Funzionamenti più raffinati, con la generazione di ritardi, tempi di riposo, funzionamenti specifici al tipo di servizio, ecc., possono essere ottenuti realizzando una unità di controllo 16 più sofisticata.

Se l'ottenimento dell'isteresi del valore dell'induttanza diventa difficoltoso per ragioni realizzative di ingombro meccanico, o perché rintervallo di isteresi tra il livello di accensione e di spegnimento è particolarmente ampio, si può ricorrere alla soluzione rappresentata nella figura 2.

In questo caso, alla unità di controllo 116, vengono collegati due distinti avvolgimenti solenoidali 114a e 114b, entro i quali è libero di scorrere un galleggiante 113.

Gli avvolgimenti 114a e 1.14b sono, anche in questo caso, associati ad un tubo 111 il quale è provvisto di fermi meccanici 118 per il galleggiante 113.

Quando il galleggiante 113, in seguito all’innalzamento del livello di liquido, arriva in corrispondenza dell’avvolgimento superiore 114a, il corrispondente valore di induttanza varia, segnalando il raggiungimento di un livello massimo.

In questo caso, l'unità di controllo 116 deve comandare l'accensione della pompa 112.

Analogamente, quando il galleggiante 113, in seguito all’abbassamento del livello di liquido, arriva in corrispondenza dell’ avvolgi mento inferiore 114b, il corrispondente valore di induttanza varia, segnalando il raggiungimento di un livello minimo; a questo punto la pompa 112 deve smettere di funzionare.

Si è così realizzata un'isteresi di funzionamento con due sensori digitali, cioè di tipo on-off, anziché con la realizzazione di un unico sensore che esprime una grandezza analogica.

La complicazione del raddoppio del numero degli avvolgimenti e dei galleggianti, è senza dubbio controbilanciata dalla semplificazione della realizzazione di sensori on-off e della relativa unità di controllo, rispetto ad un sensore analogico e alla unità per la sua gestione.

Una seconda forma realizzativa del dispositivo, viene indicata nella figura 3, con il numero 210.

Il dispositivo 210 comprende due armature piane 211 isolate, entro le quali si trova il liquido 219 di cui si vuole misurare il livello.

Questa versione sfrutta la variazione del valore di capacità al variare del materiale inserito tra le armature 211, specie quando si passa da un materiale con costante dielettrica unitaria come l'aria, ad un materiale con costante dielettrica più elevata, circa uguale ad 80, come l'acqua.

In pratica a seconda del livello di liquido 219 contenuto tra le due armature 211, in particolare da un livello minimo ad un livello massimo, viene rilevata una variazione di capacità che varia da un valore minimo ad un valore massimo.

Ε' senza dubbio più complicato rilevare il valore di capacità rispetto al valore di induttanza prima illustrato, ma c'è l'enorme vantaggio di non necessitare di organi meccanici mobili, eliminando le problematiche ad essi relative.

Le armature piane 211 sono collegate ad una unità di controllo 212.

La unità di controllo 212 può comandare l'accensione/spegnimento della pompa 214 a seconda del valore di capacità e quindi del livello di liquido, mediante il controllo di un interruttore statico 213 posto in serie all'alimentazione 220 della pompa stessa.

Anche in questo caso, la variazione del valore della capacità, può essere tale da riuscire ad introdurre una discriminazione tra valore di accensione e valore di spegnimento, introducendo un'isteresi tra due livelli di liquido, in maniera da evitare fastidiosi funzionamenti intermittenti della pompa 214, con continui e ravvicinati spunti dannosi.

Realizzando una unità di controllo 212 più sofisticata, è possibile ottenere funzionamenti più raffinati per esempio impostando ritardi, tempi di riposo, funzionamenti specifici al tipo di servizio, ecc..

Il dispositivo 210 può essere ancor più facilmente alloggiato all'interno della pompa 214, come è anche illustrato nella figura 5, che illustra la pompa 214 entro un pozzetto 215 contenente il liquido 219.

Se l'ottenimento dell'isteresi del valore della capacità, diventa difficoltoso per ragioni realizzative di ingombro meccanico, o perché l'intervallo di isteresi tra il livello di accensione e di spegnimento è particolarmente ampio, si può ricorrere alla soluzione raffigurata nella figura 4.

In questo caso ci sono due coppie di armature 31 la e 311b disposte in corrispondenza di una tubazione 312 entro la quale si trova del liquido 319.

Le armature 3 I la, disposte superiormente, segnalano il raggiungimento del livello superiore del liquido 319 e quindi la unità di controllo 313 deve comandare l'accensione della pompa 314, per l’evacuazione.

Le armature 311b, disposte inferiormente, segnalano invece quando è utile comandare l'arresto della pompa 314.

Si è così realizzata un'isteresi di funzionamento con due sensori digitali, cioè di tipo on-off, anziché con la realizzazione di uno unico che esprime una grandezza analogica.

Anche in questo caso, la complicazione del raddoppio del numero di sensori è senza dubbio controbilanciata dalla semplificazione realizzativa di sensori di tipo on-off e della relativa unità di controllo, rispetto ad un sensore analogico e alla logica per la sua gestione.

Per ottimizzare il dimensionamento dei circuiti elettrici di rilevamento di variazione sia dell'induttanza che di capacità, è possibile alimentare tali circuiti con frequenze adeguate, in maniera da poter rilevare impedenze di valore assoluto non critico.

Nelle figure precedentemente illustrate e descritte, gli interruttori 17 e 213 sono indicati come “triac”, ma possono essere un qualsiasi interruttore statico.

Si è in pratica constatato come la presente invenzione abbia portato a compimento il compito principale e gli scopi ad essa preposti.

In particolare, è stato realizzato un dispositivo che non presenta appendici mobili al suo esterno, e che in una sua forma realizzativa, non necessita di corpi meccanici mobili, eliminando cosi tutte le problematiche di blocco o di falsa segnalazione che possono risultare dalle turbolenze o dalla presenza di corpi solidi nei liquidi in cui i dispositivi di rilevamento di livello sono solitamente immersi.

I dispositivi secondo l'invenzione sono alloggiabili all'intemo dell'involucro delle pompe stesse.

In questo modo è possibile posizionare pompe sommerse, utilizzanti questi dispositivi, in pozzetti che abbiamo dimensioni quasi confrontabili con l'ingombro della pompa stessa.

E' da notare infine come questi dispositivi abbiano una struttura tale per cui non vi è conduzione di elettricità nel liquido, scongiurando un importante inconveniente.

La presente invenzione è soggetta a numerose modifiche e varianti tutte rientranti nell'ambito del concetto inventivo.

Tutti i dettagli sono sostituibili da altri elementi tecnicamente equivalenti.

In pratica, i materiali impiegati, nonché le dimensioni, purché compatibili con l'utilizzo contingente, potranno essere qualsiasi a seconda delle esigenze.

Claims (8)

1. RIVENDICAZIONI 1) Dispositivo per il rilevamento di livello di liquido, particolarmente per pompe sommerse, caratterizzato dal fatto di comprendere mezzi di rilevamento della variazione di campo elettrico e/o magnetico in relazione alla variazione di livello di liquido, associati ad una unità di controllo per l' accensione/spegnimento di una pompa sommersa.
2. 2) Dispositivo, come alla rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di rilevamento si concretizzano in almeno un avvolgimento a solenoide all’ interno del quale è libero di scorrere un galleggiante almeno in parte costituito in materiale ferromagnetico.
3. 3) Dispositivo, come alla rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto di comprendere due avvolgimenti a solenoide, entro i quali è libero di scorrere almeno un galleggiante, disposti ad altezze differenti, per il rilevamento di un livello massimo ed un livello minimo di liquido.
4. 4) Dispositivo, come alla rivendicazione I, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di rilevamento si concretizzano in almeno un condensatore costituito da due armature isolate dal liquido, tra dette armature trovandosi liquido stesso.
5. 5) Dispositivo, come alle rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto di comprendere due condensatori disposti a due differenti altezze per il rilevamento di un livello massimo ed un livello minimo di liquido.
6. 6) Dispositivo, come ad una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta unità di controllo è associata ad un interruttore collegato in serie alla alimentazione di una pompa sommersa.
7. 7) Dispositivo, come ad una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di rilevamento sono contenuti nell’ingombro della pompa sommersa.
8. 8) Dispositivo, come ad una o più delle rivendicazioni precedenti, che si caratterizza per quanto illustrato e descritto nelle allegate tavole di figure e disegni.