ITPD20080148A1 - Vaso di espansione, particolarmente per impianti termoidraulici e sanitari. - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

del brevetto per INVENZIONE INDUSTRIALE dal titolo:

“Vaso di espansione, particolarmente per impianti termoidraulici e sanitari”,

TESTO DELLA DESCRIZIONE

L’ oggetto del brevetto riguarda un vaso di espansione particolarmente per essere utilizzato negli impianti termoidraulici e sanitari (in cui si intendono ricompresi con tutta generalità impianti termici o meno, sanitari o meno, con fluidi termovettori qualsiasi) .

Detti impianti termoidrauilici e sanitari, si possono distinguere in due grandi categorie in base al loro sistema di espansione.

Impianti a vaso aperto o impianti a vaso chiuso.

Negli impianti a vaso aperto l’ espansione del liquido (in genere per gli impianti termoidraulici semplice acqua, o talvolta una soluzione con glicole), avviene dentro vasche aperte opportunamente dimensionate, a contatto con l’ atmosfera per mezzo di un tubo di sfiato.

Le vasche sono collegate alla caldaia, o generatore termico, tramite un tubo di carico e un tubo di sicurezza opportunamente dimensionato, in base alla potenza della caldaia e che partono dalla caldaia e raggiungono il vaso di espansione collocato nel punto più alto dell ’ impianto .

Questi tubi sono liberi e non intercettati da alcun tipo di valvola o di rubinetto . Per integrare la quantità di acqua persa per evaporazione sul vaso viene disposto un tubo di alimentazione proveniente dall’ acquedotto provvisto di rubinetto ed una valvola a galleggiante.

II vaso di espansione va dimensionato in base alla capacità e dimensione deir impianto termico in modo da assorbire gli aumenti di volume che subisce il fluido termico quanto aumenta di temperatura.

Gli impianti a vaso chiuso .

Nel caso considerato di impianti di riscaldamento (o sanitari) il vaso chiuso è quello a membrana e va collocato di solito nel locale dove si trova la caldaia o addirittura all’ interno della stessa carenatura che comprende la stessa caldaia.

Nel caso di un generico generatore termico, solitamente detto vaso chiuso è posizionato entro un locale solitamente denominato centrale termica.

Il vaso chiuso è sempre metallico come previsto dalle normative sui corpi in pressione, ed al suo interno è collocata una membrana, che suddivide in due parti il volume interno del vaso.

Il volume di una delle due parti è collegata direttamente con il liquido vettore dell’ impianto, il volume dell’ altra parte risulta caricato con aria la cui compressione è tale da avere un valore circa pari a quello del livello idrostatico presunto dell’ impianto.

In un vaso così realizzato la membrana elastica separa l’ acqua dall’ aria che fa da cuscino .

Con l’ aumentare della temperatura della massa liquida dell’ impianto, si ha un aumento di volume di detta massa liquida, la quale determina un aumento di pressione che sposta la membrana elastica del vaso recuperando un corrispondente volume nella zona in cui è precaricata l’ aria aumentandone la pressione.

Il sistema degli impianti di riscaldamento i cui vasi di espansione sono provvisti di membrana interna di separazione (singola od a sacca) è un sistema ormai decisamente consolidato. E’ risaputo che il contenitore metallico che costituisce il vaso e lo inerente inserimento di membrana singola od a sacca, senza dubbio costituisce un determinato costo.

Altro inconveniente è determinato dall’ ingombro che detti vasi presentano sia per il magazzinaggio e sia per il trasporto .

Scopo del presente brevetto è quello di realizzare dei vasi di espansione costituiti da contenitori in materiali polimerici a capacità elasticamente variabile per ogni specifico range di livelli di pressione a cui vengono sottoposti.

Detti contenitori che possono avere la usuale forma dei vasi di espansione di mercato od avere la forma di sacca o di altra configurazione.

Una soluzione possibile di vaso è costituita da un anello di tenuta a cui viene reso solidale un tronchetto filettato ed il suddetto anello di tenuta trattiene le pareti di materiale elastomerico che definiscono la capacità richiesta per un determinato range di pressioni idrostatiche ad impianto freddo e suscettibili di adeguarsi ad una maggiore capacità allo aumentare della pressione per incamerare la quantità di volume della massa di liquido dell’ impianto all’ aumentare della temperatura dell’ acqua.

II risolvimento di tale compito, sempre assolto dal classico vaso di espansione, viene effettuato secondo il brevetto adottando un contenitore realizzato opportunamente ed impiegando materiali adatti.

I materiali che consentono una elasticità a deformazione programmata preferibilmente appartengono alla categoria degli elastomeri nelle loro opportune combinazioni.

Vantaggiosamente l’ adozione di anelli o armature, annegate e/o inglobate in detti elastomeri, consentono di dare e/o mantenere una certa geometria spaziale del contenitore a riposo e/o in opera e servizio.

Un analogo effetto può essere ottenuto con opportune nervature, anche di materiale di caratteristiche differenti da quelle del contenitore, che solcano opportunamente la superficie del contenitore stesso.

Un ulteriore vantaggio conseguito con l’ adozione del contenitore in elastomero è quello di occupare tutto lo spazio disponibile all’ interno della caldaia in cui esso è alloggiato, o di converso di poter ridurre l’ ingombro della caldaia essendo le dimensioni del vaso di espansione, costituito dal contenitore elastomerico, di molto ridotte rispetto ad un vaso di espansione standard di mercato.

Vantaggiosamente l’ adozione di un contenitore elastomerico, come vaso di espansione, consente di poter sfruttare degli spazi interni alla caldaia, che non sarebbe stato possibile sfruttare con un vaso di espansione standard di mercato, per l’ impossibilità di ottenere certe sagomature con semigusci metallici.

La realizzazione del contenitore a capacità variabile in cui l’ equilibrio tra la pressione destinata dall’ impianto a freddo (solo pressione idrostatica) o a temperatura di esercizio (incremento di pressione dovuto all’ aumento di volume del liquido) non è più determinata da un cuscino di aria e/o azoto opportunamente portato in pressione, ma è unicamente dovuta alla resistenza della elasticità preimpostata per l’ ottenimento della capacità variabili rapportate alle varie pressioni e precisamente alla pressione iniziale idrostatica ed all’ incremento di pressione dovuta all’ aumento di volume della massa liquida alle varie temperature.

Le figure che si producono a titolo orientativo e non limitativo chiariscono quanto in precedenza esposto.

Infatti la configurazione a riposo e la conformazione assunta dal contenitore in esercizio (con il liquido in pressione) hanno una geometria ed assumono una configurazione spaziale in precedenza determinate dalle necessità di occupare esattamente lo spazio previsto, senza limiti e vincoli dovuti, come nei classici vasi di espansione, dal materiale metallico ed in particolare ai limiti di lavorazione della lamiera dei gusci.

La fig. 1 mostra un contenitore visto piatto. Si nota l’ anello esterno ed il tronchetto filettato.

La fig. 2 mostra il contenitore sezionato secondo un piano passante per il tronchetto evidenziando l’ anello che trattiene lungo il perimetro le due pareti di elastomero che delimitano il volume interno del contenitore.

La fig . 3 mostra il contenitore sezionato nella mezzeria della sua estensione maggiore.

La fig. 4 mostra come si presenta in esercizio la conformazione del contenitore una volta inserito in un impianto di riscaldamento completo di liquido.

La fig. 5 mostra il contenitore secondo una sezione trasversale per evidenziare la configurazione che possono assumere le pareti una volta inserito in un impianto di riscaldamento completo di liquido .

La fig. 6 mostra come si presenta la conformazione in esercizio del contenitore in elastomero privo di anello metallico, attuato detto contenitore con il tronchetto filettato inglobato alla stessa maniera di come avviene in un portatappo di una classica borsa di acqua calda ad uso domestico .

La fig . 7 mostra il contenitore di fig. 6 secondo una sezione trasversale .

La fig. 8 mostra come si presenta la conformazione in esercizio del contenitore in elastomero analogamente alla fig.

6 dove ora le pareti sono irrobustite da adeguate nervature di contenimento .

La fig . 9 mostra il contenitore di fig. 8 secondo una sezione trasversale .

Per l’ ottenimento di un generico contenitore secondo una delle possibili soluzioni considerata a titolo esemplificativo si realizzano le pareti 3 , 3 ’ in elastomero, con l’ apertura in corrispondenza di dove viene a trovarsi il tronchetto filettato 2, si applica l’ anello metallico 1 con successiva pressatura per trattenere la bordatura perimetrale delle pareti in elastomero .

Per l’ ottenimento del contenitore secondo una delle possibili diverse soluzioni senza la applicazione dell’ anello metallico si realizzano le pareti 4, 4 ’ , unite lungo la bordatura perimetrale 5 in elastomero con un terminale che inglobi il tronchetto filettato 2 alla guisa della espansione presente nelle classiche borse per acqua calda ad uso domestico per la applicazione del tappo .

Evidentemente a seconda della tecnologia utilizzata può anche non essere presente alcuna bordatura perimetrale, presentandosi le pareti 4 e 4’ senza soluzione di continuità. II tronchetto filettato può anche essere realizzato coestruso in materiale opportuno direttamente nella stessa fase di ottenimento del contenitore.

Una ulteriore possibile soluzione di ottenimento del contenitore secondo il brevetto, si realizza con le pareti 6 e 6’ opportunamente irrobustite da opportune nervature 8 di contenimento e/o configurazione tali da far assumere, in esercizio, la forma più appropriata e prevista al contenitore. Dette nervature 8 possono essere sia dello stesso materiale delle pareti, ma vantaggiosamente possono essere di materiale di diverse caratteristiche e resistenza.

Dopo quanto in precedenza esposto appare la rivoluzionaria realizzazione del vaso di espansione del brevetto tutto in materiale elastomerico contro la consolidata utilizzazione di vasi di espansione con mantello metallico e membrana interna che ne divideva il volume in due parti per riempirne una di aria compressa che facesse da cuscinetto contro il liquido contenuto nel contiguo volume dalla parte opposta della membrana elastica onde consentire l’ espansione di volume del liquido derivata dal suo aumento di temperatura.

II brevetto inerente ad un vaso di espansione tutto in materiale elastomerico pur nelle sua semplicità mai pensato né ipotizzato gode oltre della caratteristica della novità anche della capacità inventiva per l’ elevato salto di qualità derivato .

Non si esce dal brevetto per soluzioni che persona esperta del ramo dovesse attuare anche con miglioramenti qualora utilizzi gli insegnamenti del presente brevetto .

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1) Vaso di espansione, particolarmente per impianti termoidraulici e sanitari, caratterizzato dal fatto che il contenitore (3, 3’ , 4, 4’ , 6, 6’) del liquido termovettore (o sanitario) è realizzato in materiale elastomerico.
2. 2) Vaso di espansione, particolarmente per impianti termoidraulici e sanitari secondo la riv. 1 caratterizzato dal fatto che detto contenitore è direttamente a contatto, con le sue superfici esterne alla pressione atmosferica.
3. 3) Vaso di espansione, particolarmente per impianti termoidraulici e sanitari secondo la riv. 1 o 2 caratterizzato dal fatto di essere sprovvisto di un involucro esterno metallico.
4. 4) Vaso di espansione, particolarmente per impianti termoidraulici e sanitari secondo una o più delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che il contenitore definisce al suo interno un solo volume.
5. 5) Vaso di espansione, particolarmente per impianti termoidraulici e sanitari secondo una o più delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che opportunamente scelto in funzione della massa del liquido deH’impianto ad impianto non acceso lo mantiene in pressione equilibrando la pressione idrostatica con ridotta cedevolezza elastica e ridotto aumento di capacità volumetrica.
6. 6) Vaso di espansione, particolarmente per impianti termoidraulici e sanitari secondo una o più delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che aumenta di volume quando viene sottoposto ad un aumento di volume corrispondente all’aumento di volume della massa l iquida mantenendo la pressione dell’impianto entro un range di valori programmato.
7. 7) Vaso di espansione, particolarmente per impianti termoidraulici e sanitari secondo una o più delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che escluso i l tronchetto filettato (2) di essere tutto in materiale elastomerico, provvisto sulle sue superfici di eventuali nervature (8) di contenimento della espansione del vaso, anche eventualmente di materiale diverso da quello del contenitore.
8. 8) Vaso di espansione, particolarmente per impianti termoidraulici e sanitari secondo una o più delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che il tronchetto filettato (2) è solidale ad un anello metallico (1) internamente scanalato che circonda le pareti (3, 3’) in materiale elastomerico mantenendole perimetralmente pressate tra di loro.
9. 9) Vaso di espansione, particolarmente per impianti termoidraulici e sanitari secondo una o più delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto di assumere forme complementari a quelle disponibili entro una qualsiasi caldaia da riscaldamento domestica.
10. 10) Vaso di espansione, particolarmente per impianti termoidraulici e sanitari secondo le rivendicazioni precedenti tutte, intendendosi che quanto è stato sostanzialmente descritto e raffigurato lo si è fatto a ti tolo esemplificativo secondo una soluzione preferenziale.