ITPD20100084A1 - DETECTION SENSE OF DATA IN LIQUIDS CONTAINERS SUBJECT TO CALCARE FORMATION - Google Patents

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ITPD20100084A1
ITPD20100084A1 IT000084A ITPD20100084A ITPD20100084A1 IT PD20100084 A1 ITPD20100084 A1 IT PD20100084A1 IT 000084 A IT000084 A IT 000084A IT PD20100084 A ITPD20100084 A IT PD20100084A IT PD20100084 A1 ITPD20100084 A1 IT PD20100084A1
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Description

TITOLO TITLE

SONDA DI RILEVAMENTO DATI IN RECIPIENTI DI LIQUIDI SOGGETTI A DATA DETECTION PROBE IN LIQUID CONTAINERS SUBJECT TO A

FORMAZIONE DI CALCARE FORMATION OF LIMESTONE

Il presente brevetto riguarda una nuova sonda autopulente di rilevamento dati di tipo resistivo e termico, impiegata in recipienti e/o caldaie di generazione di vapore, che sono soggette a formazione di calcare. The present patent relates to a new self-cleaning probe for detecting data of the resistive and thermal type, used in vessels and / or boilers for generating steam, which are subject to the formation of limestone.

L’innovazione trova particolare, se pur non esclusiva applicazione, nel settore delle apparecchiature che utilizzano liquidi in temperatura o generatrici di vapore per l’espletamento delle loro funzioni domestiche od industriali ad esempio sistemi stiranti, macchine da caffà ̈, macchine per la pulizia, idropulitrici, idrojet , aspiratori combinati ecc. The innovation finds particular, if not exclusive application, in the sector of equipment that uses hot liquids or steam generators for the performance of their domestic or industrial functions, for example ironing systems, coffee machines, machines for cleaning, pressure washers, hydrojet, combined vacuum cleaners etc.

Allo stato della tecnica sono note delle sonde di livello dell’acqua che trasmettono un segnale di resistività elettrica e/o di temperatura. Tali sonde funzionano in modo perfetto finché non vengono interessate dal calcare che si forma all’interno del recipiente o della caldaia. Il terminale di queste sonde infatti esposte al bagna-asciuga dell’acqua generalmente oltre i 50 gradi, si calcarizza in modo velocissimo e la sonda non à ̈ più in grado di trasmettere il segnale di livello dell’acqua in modo corretto in quanto isolata dal calcare che si forma sulla sua superficie. In the state of the art, water level probes are known which transmit an electrical resistivity and / or temperature signal. These probes work perfectly until they are affected by the limescale that forms inside the container or boiler. The terminal of these probes in fact exposed to the wets and dries of water generally over 50 degrees, calcarizes very quickly and the probe is no longer able to transmit the water level signal correctly as isolated from the limestone that forms on its surface.

Esistono anche dei sistemi di autolavaggio di tali sonde dove l’acqua viene immessa direttamente a ridosso della sonda per lavare il calcare che si deposita su di essa. In realtà anche questo sistema non risolve il problema poiché allunga solo di poco il funzionamento corretto della sonda stessa in quanto il calcare si forma ugualmente. Quanto sopra comporta frequenti e costosi interventi di manutenzione e parecchi disagi per gli utenti. There are also car wash systems for these probes where the water is introduced directly behind the probe to wash the limestone that is deposited on it. In reality, even this system does not solve the problem as it only slightly extends the correct functioning of the probe itself as limestone is formed anyway. The above involves frequent and costly maintenance interventions and a lot of inconvenience for users.

Scopo del presente trovato à ̈ quello di ovviare completamente a questi inconvenienti, rendendo le apparecchiature sempre efficienti ed annullando completamente l’onere di manutenzione, praticamente senza costi aggiuntivi. The purpose of the present invention is to completely obviate these drawbacks, making the equipment always efficient and completely eliminating the maintenance burden, practically without additional costs.

Il brevetto consiste nell’aver ideato una sonda autopulente azionata dalla variazione di temperatura della sonda stessa o del recipiente in cui viene applicata. The patent consists in having devised a self-cleaning probe activated by the temperature variation of the probe itself or of the container in which it is applied.

A seconda delle esigenze di applicazione le nuove sonde prevedono due metodi di funzionamento così detti a shock meccanico e/o ad allungamento materiali a memoria di forma. Depending on the application needs, the new probes provide two so-called mechanical shock and / or shape memory material elongation methods.

La nuova sonda con il metodo di funzionamento a shock termico à ̈ munita all’estremità di contatto con l’acqua di un disco di materiale bimetallico, solidalmente fissato allo stelo metallico della sonda stessa, preferibilmente di forma convessa, opportunamente studiata nella dimensione, nella forma e nella temperatura di intervento. Tale disco ha un’azione flettente a scatto e, ogni volta che la temperatura supera ad esempio i 50 °C, scatta dalla sua forma convessa ad una concava e, per effetto del brusco movimento o shock meccanico, il calcare che si à ̈ formato attorno al disco nella fase precedente di funzionamento della caldaia viene eliminato per distacco lasciando la superficie del disco perfettamente priva di calcare. The new probe with the thermal shock operating method is equipped at the extremity of contact with the water of a disc of bimetallic material, solidly fixed to the metal stem of the probe itself, preferably of a convex shape, suitably studied in size , in the shape and temperature of intervention. This disc has a bending snap action and, whenever the temperature exceeds, for example, 50 ° C, it snaps from its convex shape to a concave one and, due to the sudden movement or mechanical shock, the limestone that has formed around the disc in the previous phase of boiler operation is eliminated by detachment, leaving the surface of the disc perfectly free of limescale.

Quando l’apparecchio viene spento e la temperatura ridiscende sotto i 50 °C, si ripete la stessa dinamica e cioà ̈ il disco bimetallico scatta dalla posizione assunta per effetto del riscaldamento della fase precedente, dalla forma convessa a quella concava, eliminando nuovamente ogni residuo di calcare che si fosse fermato sulle superfici del disco stesso. Con questo sistema viene garantita in modo continuo la trasmissione del contatto tra acqua e sonda in quanto non potrà più formarsi nessun isolamento dovuto a deposito di calcare. When the device is switched off and the temperature drops below 50 ° C, the same dynamic is repeated and that is the bimetallic disc snaps from the position taken by the heating of the previous phase, from the convex to the concave shape, eliminating again any limestone residue that had stopped on the surfaces of the disc itself. With this system the transmission of contact between the water and the probe is continuously guaranteed as no more insulation due to limescale deposits can form.

A scopo esplicativo e non limitativo delle caratteristiche della presente invenzione, viene ora descritto un esempio di realizzazione del sistema secondo l’invenzione medesima in funzionamento con shock meccanico, con riferimento agli annessi disegni schematici nelle figure 1-4. For explanatory and non-limiting purposes of the characteristics of the present invention, an example of embodiment of the system according to the invention in operation with mechanical shock is now described, with reference to the attached schematic drawings in figures 1-4.

La figura 1 rappresenta il sistema nel suo insieme di una caldaia con ricarica automatica dell’acqua. Esso à ̈ composto da un serbatoio di acqua fredda (1), da una pompa (2) di alimentazione acqua alla caldaia, da una caldaia (3), da un relativo elemento riscaldante (4), da una sonda (7) di segnalazione di livello acqua in caldaia, da un conduttore di segnale (8) alla scheda elettronica, da una elettrovalvola di erogazione vapore (9), da un pressostato (10), da una scheda elettronica (11). Figure 1 represents the system as a whole of a boiler with automatic water refill. It consists of a cold water tank (1), a pump (2) for feeding water to the boiler, a boiler (3), a relative heating element (4), a signaling probe (7) water level in the boiler, from a signal conductor (8) to the electronic board, from a steam dispensing solenoid valve (9), from a pressure switch (10), from an electronic board (11).

All’atto di accensione dell’apparecchiatura, se il livello dell’acqua (5) non lambisce il terminale (71) della sonda (7), entra in funzione la pompa (2), comandata dalla scheda elettronica (11), dove detta pompa (2) preleva l’acqua dal serbatoio (1) e la immette nella caldaia (3) fino a che il livello dell’acqua (6) arriva a lambire la sonda (7). When the appliance is switched on, if the water level (5) does not touch the terminal (71) of the probe (7), the pump (2), controlled by the electronic board (11), starts working , where said pump (2) takes the water from the tank (1) and introduces it into the boiler (3) until the water level (6) reaches the probe (7).

La sonda (7) manda il segnale di raggiunto livello dell’acqua tramite il conduttore (8) alla scheda elettronica (11) che comanda il fermo della pompa (2). L’elemento riscaldante (4), per impulso ricevuto dalla scheda elettronica (11), riscalda e manda in ebollizione l’acqua in caldaia e quando il vapore raggiunge la pressione predeterminata, il pressostato (10) stacca l’elemento riscaldante (4). Tramite l’elettrovalvola (9) viene prelevato il vapore per l’utilizzo. Mediante l’utilizzo del vapore, il livello dell’acqua scende sotto il livello della sonda (7) interrompendo il contatto con l’acqua. Viene quindi inviato un segnale alla scheda elettronica (11) che avvia nuovamente il ciclo, come il precedente. The probe (7) sends the signal that the water level has been reached via the conductor (8) to the electronic board (11) which controls the stop of the pump (2). The heating element (4), by means of an impulse received from the electronic board (11), heats and boils the water in the boiler and when the steam reaches the predetermined pressure, the pressure switch (10) disconnects the heating element (4). The steam for use is taken through the solenoid valve (9). By using steam, the water level drops below the level of the probe (7) interrupting the contact with the water. A signal is then sent to the electronic board (11) which starts the cycle again, like the previous one.

La figura 2a rappresenta l’insieme della sonda a shock meccanico (7) composta da uno stelo in metallo (12), da un elemento in materiale bimetallico (13), da un tubo in materiale isolante e protettivo dal calcare (14), da un conduttore di segnale alla scheda elettronica (15), da elementi conici ad avvitamento (16) per l’innesto sulle pareti della caldaia (3). Figure 2a represents the assembly of the mechanical shock probe (7) made up of a metal stem (12), an element in bimetallic material (13), a tube in insulating and protective material from limestone (14), from a signal conductor to the electronic board (15), from conical screw-on elements (16) for coupling to the boiler walls (3).

Allo stelo (12), preferibilmente all’estremità inferiore (121) dello stelo (12) stesso, à ̈ innestato in modo solidale l’elemento in materiale bimetallico (13) che alla temperatura ambiente, ad esempio circa 25 °C, ha una forma concava. Lo stelo (12) à ̈ ricoperto da un elemento isolante (14) che lo protegge dal calcare e lo isola dalla caldaia. To the stem (12), preferably at the lower end (121) of the stem (12) itself, the element in bimetallic material (13) is integrally grafted which at the ambient temperature, for example about 25 ° C, has a concave shape. The stem (12) is covered with an insulating element (14) which protects it from limescale and isolates it from the boiler.

In figura 2b, à ̈ rappresentata la stessa sonda (7) che in presenza di temperatura superiore ad esempio ai 50 °C, l’elemento in materiale bimetallico (17) assume la forma convessa. Le figure 3 e 4 rappresentano l’assieme caldaia – sonda di livello. Figure 2b shows the same probe (7) that in the presence of a temperature above, for example, 50 ° C, the element in bimetallic material (17) assumes the convex shape. Figures 3 and 4 show the boiler assembly â € “level probe.

In figura 3, à ̈ rappresentata l’applicazione della sonda di livello (19) in un serbatoio (18) con liquido alla temperatura ambiente pari a circa 25 °C e cioà ̈ prima dell’accensione dell’apparecchiatura. In questa condizione l’elemento in materiale bimetallico (20) mantiene la forma concava. Nel serbatoio (18) à ̈ inserita la sonda di livello (19) che à ̈ isolata dalla caldaia da tubo o elemento isolante (23) e fissata alla caldaia stessa con elementi di avvitamento a cono (22). Figure 3 shows the application of the level probe (19) in a tank (18) with liquid at an ambient temperature of approximately 25 ° C and that is before switching on the equipment. In this condition the element in bimetallic material (20) maintains its concave shape. The level probe (19) is inserted in the tank (18) which is isolated from the boiler by a pipe or insulating element (23) and fixed to the boiler itself with cone screwing elements (22).

La figura 4 rappresenta lo stesso assieme caldaia-sonda di livello dove l’elemento di materiale bimetallico (20) si presenta in forma convessa in quanto per effetto della temperatura dell’acqua maggiore di 50 °C , riscaldata dall’elemento riscaldante (24), à ̈ scattato con brusco movimento dalla posizione concava a quella convessa provocando così uno shock meccanico che distacca il calcare eventualmente formatosi. Figure 4 represents the same boiler-level probe assembly where the element of bimetallic material (20) has a convex shape as due to the effect of the water temperature greater than 50 ° C, heated by the heating element (24), it is taken with a brusque movement from the concave to the convex position thus causing a mechanical shock that detaches any limestone that may have formed.

Allo spegnimento dell’apparecchiatura quando la temperatura scende al di sotto dei 50°C l’elemento in materiale bimetallico (20) passa dalla forma convessa a quella concava, che avviene a scatto ed in modo brusco, determinando per scuotimento il distacco del calcare eventualmente riformatosi. When the equipment is switched off when the temperature drops below 50 ° C, the element in bimetallic material (20) changes from the convex to the concave shape, which occurs suddenly and abruptly, causing the detachment of the limestone eventually reformed.

Poiché la sequenza avviene ad ogni impiego dell’apparecchiatura, sia in riscaldamento che in raffreddamento, la sonda (19) si mantiene pulita in modo costante garantendo la trasmissione dati per contatto con l’acqua alla scheda elettronica non essendoci più la possibilità di isolamento dovuto a deposito del calcare. Since the sequence takes place every time the equipment is used, both in heating and cooling, the probe (19) is kept clean constantly, guaranteeing data transmission by contact with water to the electronic board as there is no longer the possibility insulation due to limestone deposit.

Altro esempio realizzativo à ̈ rappresentato nelle figure 5 e 6, dove à ̈ schematizzata la sonda (28) assemblata in un serbatoio (29). In questo caso la sonda (28) comprende uno stelo (30) ed à ̈ equipaggiata con un elemento bimetallico comprendente un corpo a memoria di forma (32) spiroidale calzato su detto stelo (30), alla cui estremità inferiore (321) à ̈ solidale un disco raschiatore (33), anch’esso calzato su detto stelo (30) in prossimità della sua estremità inferiore (34). La sonda (28) à ̈ isolata dal recipiente (29) e dal corpo spiroidale (32) da un tubetto o rivestimento in materiale isolante (31). Another embodiment is shown in figures 5 and 6, where the probe (28) assembled in a tank (29) is schematized. In this case the probe (28) comprises a stem (30) and is equipped with a bimetallic element comprising a spiral shape memory body (32) fitted on said stem (30), at the lower end of which (321) is integral with a scraper disk (33), also fitted on said stem (30) near its lower end (34). The probe (28) is isolated from the vessel (29) and from the spiral body (32) by a tube or jacket in insulating material (31).

A temperatura ambiente inferiore a 50° C il corpo spiroidale a memoria di forma (32) mantiene il disco raschiatore (33) nella posizione di riposo e cioà ̈ distanziato, ad esempio a circa 5 mm, dall’estremità (34) dello stelo (30) della sonda (28). At an ambient temperature below 50 ° C, the spiral shape memory body (32) keeps the scraper disk (33) in the rest position and that is spaced, for example at about 5 mm, from the end (34) of the stem (30) of the probe (28).

In figura 6 à ̈ rappresentato il recipiente con temperatura superiore ad esempio a 50°C. Il corpo spiroidale a memoria di forma (36) per effetto della temperatura superiore ai 50 °C assumerà un allungamento della sua forma elicoidale e sposterà il disco raschiante (38) alla estremità dello stelo (37) causando il raschiamento dello stelo (37) stesso. Il calcare formatosi nello stelo (37) verrà asportato completamente. Figure 6 shows the container with a temperature higher than, for example, 50 ° C. The spiral shape memory body (36) due to the effect of the temperature above 50 ° C will take an elongation of its helical shape and will move the scraper disk (38) to the end of the stem (37) causing the stem (37) to be scraped . The limestone formed in the stem (37) will be completely removed.

Allo spegnimento dell’apparecchiatura la temperatura nel recipiente scenderà al di sotto di 50°C e il corpo spiroidale a memoria di forma (36) tornerà nella sua posizione originaria, riportando il disco raschiatore (38) nella posizione originaria, eseguendo in senso contrario la raschiatura e quindi nuovamente la pulizia dal calcare del terminale dello stelo (37) della sonda (28). When the appliance is switched off, the temperature in the container will drop below 50 ° C and the spiral shape memory body (36) will return to its original position, returning the scraper disk (38) to its original position, by performing in the opposite direction scraping and then cleaning again the limescale of the end of the stem (37) of the probe (28).

Anche in questa soluzione applicativa viene garantita la perfetta pulizia della sonda dal calcare ad ogni accensione e spegnimento dell’apparecchiatura, rendendo sicuro nel tempo il segnale di livello del liquido alla scheda elettronica dell’apparecchio. Also in this application solution the perfect cleaning of the probe from limescale is guaranteed every time the appliance is switched on and off, making the liquid level signal to the appliance's electronic board safe over time.

Claims (1)

RIVENDICAZIONI 1.Sonda di rilevamento dati (7, 19, 28) per caldaie (3) di generazione di vapore e/o per serbatoi (18, 29) per liquidi in temperatura, caratterizzata dal fatto di comprendere almeno un elemento in materiale bimetallico (13, 17, 20, 32, 36) atto a modificare la propria forma in funzione della temperatura all’interno di detta caldaia o serbatoio (3, 18, 29), e dove detta variazione di forma provoca il distacco meccanico del calcare depositato su almeno parte di detta sonda (7, 19, 28) stessa. 2.Sonda di rilevamento dati (7, 19, 28), come da rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto di comprendere almeno uno stelo (12, 30) con terminale o estremità inferiore (71, 121, 34) di rilevamento del livello dell’acqua in detta caldaia o serbatoio (3, 18, 29), detto elemento bimetallico (13, 17, 20, 32, 36) essendo innestato solidalmente su detto stelo (12), in prossimità della sua estremità (71, 121, 34). 3.Sonda di rilevamento (7, 19), come da rivendicazioni 1, 2, caratterizzata dal fatto che detto elemento bimetallico (13) ha forma curva con almeno una concavità rivolta verso almeno un lato e, quando la temperatura all’interno di detta caldaia o serbatoio (3, 18, 29) aumenta o diminuisce rispetto ad un valore determinato, detto elemento bimetallico (17) varia la propria forma rivolgendo la propria concavità verso il lato opposto, e dove detta variazione di forma avviene con movimento brusco a scatto atto a provocare, per scuotimento, detto distacco meccanico del calcare almeno da detta estremità (71, 121, 34) di detto stelo (12). 4.Sonda di rilevamento (28), come da rivendicazioni 1, 2, caratterizzata dal fatto che detto elemento bimetallico comprende un corpo spiroidale (32, 36), calzato su detto stelo (30), e un disco raschiatore (33), calzato su detto stelo (30) in prossimità di detta estremità inferiore (34) dello stelo (30) e solidale all’estremità inferiore (321) di detto corpo spiroidale (32, 36), e dove quando la temperatura all’interno di detta caldaia o serbatoio (3, 18, 29) aumenta o diminuisce rispetto ad un valore determinato, detto corpo spiroidale (32, 36) si allunga o si contrae provocando il corrispondente spostamento di detto disco raschiatore (33) che, agendo almeno su detta estremità (34) inferiore di detto stelo (30), asporta meccanicamente il calcare su di essa depositato. 5.Sonda di rilevamento (28), come da rivendicazione 4, caratterizzata dal fatto che detto corpo spiroidale (32, 36) à ̈ realizzato in materiale a memoria di forma, e dove, quando il valore di temperatura aumenta rispetto a detto valore di temperatura determinato, detto corpo spiroidale (32, 36) si allunga, mentre quando il valore di temperatura diminuisce rispetto a detto valore di temperatura, detto corpo spiroidale (32, 36) torna alla forma originaria riportando il disco raschiatore (33) nella posizione di riposo, distanziato dall’estremità (34) di detto stelo (30). 6.Sonda di rilevamento (7, 19, 28), come da rivendicazioni 2, 3 o 4, 5 caratterizzata dal fatto che detta variazione di forma di detto elemento bimetallico (13, 17, 20, 31, 36) avviene a valori di temperatura prossimi a 50 °C. 7.Sonda di rilevamento (7, 19, 28), come da una o più delle rivendicazioni precedenti caratterizzata dal fatto che detto stelo (12, 30) di detta sonda (7, 19, 28) à ̈ almeno parzialmente ricoperto da un tubo o rivestimento (14, 23, 31) in materiale protettivo dal calcare, atto anche ad isolarlo da detta caldaia o serbatoi (3, 18, 29).CLAIMS 1.Data detection probe (7, 19, 28) for steam generation boilers (3) and / or for tanks (18, 29) for liquids at temperature, characterized by the fact that it comprises at least one element in bimetallic material (13 , 17, 20, 32, 36) adapted to modify its shape according to the temperature inside said boiler or tank (3, 18, 29), and where said shape variation causes the mechanical detachment of the limestone deposited on at least part of said probe (7, 19, 28) itself. 2.Data detection probe (7, 19, 28), as per claim 1, characterized in that it comprises at least one stem (12, 30) with terminal or lower end (71, 121, 34) for detecting the level of the ™ water in said boiler or tank (3, 18, 29), said bimetallic element (13, 17, 20, 32, 36) being integrally grafted on said stem (12), near its end (71, 121, 34 ). 3. Detection probe (7, 19), as per claims 1, 2, characterized in that said bimetallic element (13) has a curved shape with at least one concavity facing at least one side and, when the temperature inside said boiler or tank (3, 18, 29) increases or decreases with respect to a determined value, said bimetallic element (17) varies its shape by turning its concavity towards the opposite side, and where said shape variation occurs with a sudden movement to snap action capable of causing, by shaking, said mechanical detachment of the limestone at least from said end (71, 121, 34) of said stem (12). 4. Detection probe (28), as per claims 1, 2, characterized in that said bimetallic element comprises a spiral body (32, 36), fitted on said stem (30), and a scraper disk (33), fitted on said stem (30) near said lower end (34) of the stem (30) and integral with the lower end (321) of said spiral body (32, 36), and where when the temperature inside said boiler or tank (3, 18, 29) increases or decreases with respect to a determined value, said spiral body (32, 36) lengthens or contracts causing the corresponding displacement of said scraper disk (33) which, acting at least on said the lower end (34) of said stem (30), mechanically removes the limestone deposited on it. 5. Detection probe (28), as per claim 4, characterized in that said spiral body (32, 36) is made of shape memory material, and where, when the temperature value increases with respect to said determined temperature, said spiral body (32, 36) lengthens, while when the temperature value decreases with respect to said temperature value, said spiral body (32, 36) returns to its original shape by returning the scraper disk (33) to the position of rest, spaced from the end (34) of said stem (30). 6. Detection probe (7, 19, 28), as per claims 2, 3 or 4, 5 characterized in that said shape variation of said bimetallic element (13, 17, 20, 31, 36) occurs at values of temperature close to 50 ° C. 7. Detection probe (7, 19, 28), as per one or more of the preceding claims, characterized in that said stem (12, 30) of said probe (7, 19, 28) is at least partially covered by a tube or lining (14, 23, 31) in protective material from limestone, also suitable for isolating it from said boiler or tanks (3, 18, 29).
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