ITPV20100011A1 - Idrante telescopico - Google Patents

Description

DESCRIZIONE DELL’INVENZIONE

La procedura di spegnimento di un incendio prevede di limitare eventuali danni a cose e persone cercando innanzi tutto di circoscriverlo, per evitare che esso si propaghi rendendo più diffìcile il suo spegnimento.

Per avere una fiamma bisogna disporre di un combustibile, di un comburente (l’ossigeno) e di un qualcosa che avvia la combustione. Banalmente à ̈ possibile pensare che per spegnere un incendio basta togliere completamente dal fuoco il combustibile oppure il comburente, perché facendo ciò, esaurito uno dei due componenti il fuoco si estingue automaticamente. Il problema à ̈ che per incendi importanti che avvengono in spazi all’aperto non à ̈ possibile togliere completamente dal fuoco il comburente, pertanto si cerca di intervenire sul combustibile circoscrivendo l’incendio e aspettando che tutto il combustibile interessato dall’incendio si esaurisca. Se si pensa che un deposito di combustibili può essere costituito ad esempio da cisterne con una capacità di migliaia di m<3>, à ̈ facile rendersi conto che attendere la completa combustione di tutto il combustibile contenuto in un deposito richiede ore se non giorni. Il danno economico che ne deriverebbe non sarebbe trascurabile per non parlare dell’inquinamento che produrrebbe, delle ricadute sull’ ambiente, sulla salute della popolazione e degli animali.

Ovviamente i depositi di combustibili o le raffinerie sono provvisti di un sistema antincendio ma lo spostamento d’aria provocato dall’esplosione di un incendio potrebbe metterlo fuori uso. Se in un deposito di combustibili à ̈ stato installato anche un sistema antincendio costituito da idranti telescopici, in caso di incendio à ̈ possibile combattere le fiamme anche dall’interno dell’incendio, in quanto lo spostamento d’aria dovuto all’esplosione non metterebbe fuori uso gli idranti telescopici dato che essi si troverebbero a riposo, quindi sottoterra. Terminata Tonda d’urto dell’esplosione iniziale, basterebbe agire sulla valvola che alimenta la condotta collegata alla postazione dell’idrante telescopico, facendo fluire nella condotta l’acqua o un liquido antincendio si provoca l’intervento dell’idrante telescopico (1) che inizia a sollevarsi ed agire all’interno dell’incendio per spegnerlo, oppure à ̈ possibile attivare T idrante telescopico (1) per raffreddare le pareti delle cisterne non ancora interessate dalle fiamme.

Un’altra situazione di pericolo in cui à ̈ possibile apprezzare le qualità di questa invenzione à ̈ da individuarsi negli aeroporti. Gli aeroplani si devono muovere in un ambiente privo di ostacoli: il piazzale, la pista di atterraggio e i terreni che circondano la pista di atterraggio sono liberi da ostacoli fissati a terra. Installando un opportuno sistema di idranti telescopici à ̈ possibile garantire una protezione antincendio a tutte le aree accessibili agli aeroplani senza creare delle barriere cioà ̈ degli ostacoli al movimento dei velivoli.

Una delle caratteristiche principali dell’idrante telescopico (1) à ̈ rappresentato dal fatto che in condizione di fuori servizio si trova racchiuso nel proprio contenitore interrato senza che alcun componente del dispositivo crei avvallamenti o rilievi cioà ̈ sconnessioni importanti del terreno o dall’area interessata dall’installazione.

Un’ulteriore applicazione di questo dispositivo à ̈ da ricercarsi nel campo della riduzione dei gas inquinanti presenti nell’atmosfera. Nella modalità di funzionamento per la riduzione dell’inquinamento atmosferico, l’idrante telescopico (1) permette di pulire l’aria dalle particelle inquinanti semplicemente spruzzando l’acqua nell’ambiente circostante l’idrante, in questo modo si ottiene un “effetto pioggia†che “lava†l’atmosfera togliendo le particelle inquinanti. Il luogo in cui l’idrante telescopico (1) svolgerebbe la funzione anti-inquinamento potrebbe essere ad esempio il tetto degli edifìci. Tale scelta à ̈ giustificata dal fatto che i tetti sono luoghi predisposti ad evacuare l’acqua piovana quindi l’acqua spruzzata dall’idrante telescopico (1) ricadrebbe sul tetto dell’edificio e finirebbe nei condotti di scarico, inoltre il problema dell’eventuale ghiaccio che si potrebbe formare non creerebbe incidenti alla viabilità e alle persone e comunque un tetto à ̈ progettato per sostenere il peso di neve e ghiaccio. L’utilizzo dell’idrante telescopico (1) permette di evitare il problema di compromettere la sky-line del centro abitato perché utilizzando rimpianto nelle ore notturne si riduce l’impatto visivo mentre nelle ore diurne si interrompe il flusso d’acqua e per gravità l’idrante si ritrae nell’involucro esterno.

Descrizione particolareggiata dell’idrante telescopico

La figura 1 mostra l’idrante telescopico (1) visto dall’esterno. La struttura si presenta come un cilindro (nella versione cilindrica, mentre per evitare rotazioni dei componenti interni durante l’estensione à ̈ possibile realizzare anche una versione poligonale affinché il getto d’acqua possa essere orientato) che emerge completamente (modalità anti-inquinamento) o parzialmente (modalità anti-incendio) rispetto al piano di appoggio. Nella modalità antiincendio la parte superiore della struttura che emerge dal terreno à ̈ costituita dal coperchio della cassa esterna e tutte le parti superiori degli elementi interni.

La figura 2 mostra come apparirebbe l’idrante telescopico (1) visto dall’alto nella versione a 6 elementi della modalità anti-incendio. Le ali antirotazione (2) hanno lo scopo di impedire alla struttura esterna di ruotare dato che tale movimento provocherebbe instabilità alla struttura e danne ggerebbe il punto di contatto tra l’idrante e la condotta che alimenta la struttura. Nella modalità anti-inquinamento le ali antirotazione (2) non sono previste perché à ̈ sufficiente un ancoraggio alla base della struttura solidale all’ edificio scelto. Il collegamento (3) indica il punto in cui installare la flangia per connettere l’idrante alla condotta di mandata dell’acqua, ed il collegamento (4) indica il punto in cui installare la flangia a cui collegare la valvola per lo scarico dell’acqua che rimarrebbe nell’idrante dopo il suo funzionamento. Prevedere lo scarico dell’acqua à ̈ importante perchà ̈ nella condizione di riposo, l’acqua che rimarrebbe contenuta nell’idrante potrebbe congelare e quindi bloccarne il funzionamento, l’evacuazione dell’acqua può essere anche forzata con l’impiego di una pompa.

La figura 3 mostra la sezione trasversale della parte superiore dell’elemento piu interno. Il particolare 7 posizionato sotto la testa (5) dell’idrante telescopico (1), rappresenta il corpo che devia il flusso d’acqua verso le aperture (8) della testa (5) attaccata all’elemento più interno (6) dell’idrante telescopico (1) attraverso i filetti (10) e (11) del particolare 9.

Il particolare 9 mostrato in Figura 3 costituisce la zona in cui vengono realizzati i filetti (10) e (ll):

- il filetto (10) à ̈ posizionato sull’elemento superiore (6) dell’idrante telescopico (1);

- il filetto (11) Ã ̈ posizionato sulla testa (5).

Dato che gli elementi dell’idrante telescopico (1) si muovono sulla verticale della struttura, tutti i filetti dell’ idrante devono avere un verso di avvitamento antiorario per sfruttare l’effetto di rotazione antiorario dovuto alla spinta verso l’alto provocata dalla pressione dell’acqua durante il funzionamento dell’idrante telescopico.

L’idrante telescopico à ̈ costituito da più elementi realizzati con la logica di rispettare sempre la condizione in cui l’elemento di diametro maggiore racchiuda tutti gli altri. Come indicato dal particolare 12 mostrato in Figura 5, per permettere agli elementi di scorrere l’uno all’ interno dell’altro, il diametro esterno di un elemento deve essere inferiore al diametro interno dell’elemento che lo racchiude.

Il particolare 12 costituisce la zona, in cui vengono realizzati i particolari 13, 13 a, 14, 14a, 15, 16 e 17 mostrati in figura 6:

- per garantire la tenuta della pressione dell’acqua si devono installare le guarnizioni di tenuta 16 alloggiate nella cavità realizzata dai particolari 13, 13a, 14 e 14a;

- il particolare 13 mostra il filetto realizzato sull’elemento interno;

- il particolare 13a mostra l’aletta<'>che svolge il ruolo di limitare superiormente la cavità riservata alla guarnizione di tenuta (16);

- il particolare 14 mostra il filetto realizzato sul componente non solidale all’ elemento interno che si avvita al filetto (13) posto nella parte inferiore dell’elemento interno;

- il particolare 14a mostra l’aletta realizzata sul componente non solidale all’elemento interno che si avvita alla sua parte inferiore, l’aletta (14a) svolge il ruolo di limitare inferiormente il volume riservato alla guarnizione di tenuta (16);

- il particolare 15 mostra l’aletta realizzata sul componente non solidale all’elemento interno che si avvita alla sua parte inferiore, l’aletta (15) svolge il ruolo di limitare inferiormente la corsa dell’elemento contenuto svolgendo anche il ruolo di creare una base di appoggio all’elemento contenuto quando l’idrante telescopico à ̈ a riposo;

- il particolare 17 mostra l’aletta realizzata nella parte superiore di ogni elemento per svolgere il ruolo di limitare superiormente la corsa dell’elemento racchiuso.

La scelta di realizzare una cavità formata dal particolare 13a e dal componente non solidale all’elemento su cui viene ricavato il filetto (14), à ̈ quella di permettere sia l’ispezione dell’ idrante che la sostituzione della guarnizione (16) che garantisce la tenuta, semplicemente svitando il componente non solidale all’elemento.

La figura 7 mostra il particolare 18 che evidenzia la zona in cui vengono realizzati i particolari 19, 20, 20a e 20b che costituiscono il mezzo attraverso il quale à ̈ possibile estrarre tutta la struttura estendibile contenuta nella cassa esterna (21) interrato o non interrato.

La figura 8 mostra l’esploso del particolare 18:

- il particolare 19 mostra il filetto realizzato sulla cassa esterna (21);

- il particolare 20 mostra l’aletta realizzata sul componente non solidale alla cassa esterna (21) che si avvita alla parte superiore della cassa esterna (21) per creare continuità alla superficie visibile quando l’idrante telescopico à ̈ a riposo;

- il particolare 20a mostra il filetto realizzato sul componente non solidale alla cassa esterna (21) che si avvita alla parte superiore della cassa esterna (21);

- il particolare 20b mostra l’aletta realizzata sul componente non solidale alla cassa esterna (21) che svolge il ruolo di limitare superiormente la corsa dell’elemento contenuto.

La figura 9 mostra il piano di appoggio (22) su cui grava l’intera struttura estendibile quando si trova a riposo. Il piano di appoggio (22) à ̈ sollevato dal fondo (24) della cassa esterna (21) tramite i sostegni (23) (mostrati in figura 11) la cui funzione à ̈ di mantenere separata la struttura estendibile dal fondo (24) per evitare che un eventuale ristagno di acqua possa ghiacciare e quindi incollare gli elementi che compongono la struttura estendibile al fondo (24). Per garantire una minore superficie di contatto tra gli elementi e permettere che l’acqua presente tra i componenti venga evacuata più agevolmente sono presenti i fori (25), sia sul piano di appoggio (22) che sulle alette (15), al fine di evitare la formazioni di ristagni di acqua che ghiacciando, incollerebbe tra loro gli elementi che costituiscono l’idrante impedendo o rallentando l’entrata in servizio dell’idrante telescopico.

La figura 10 mostra il deviatore di flusso (26). Per convogliare il flusso d’acqua verso Γ interno degli elementi dell’idrante, sul fondo (24) à ̈ presente l'elemento (26) che costituisce il deviatore di flusso composto da due pareti verticali (27) ed un piano curvilineo (28). L’impiego del deviatore di flusso permette di sfruttare al meglio tutta la spinta proveniente dall’acqua fornita dalla rete idrica collegata al particolare 3 infatti il particolare 26 à ̈ posizionato sullo stesso asse della condotta del particolare 3.

Principio di funzionamento

Il funzionamento dell’idrante telescopico (1) richiede una sorgente di acqua in pressione (ruolo tipicamente svolto da un acquedotto) che lo alimenti. Agendo sulla valvola posizionata sulla condotta che alimenta l’idrante telescopico (1), si permette all’acqua di raggiungere la struttura, di riempire l’intemo dell’idrante e di mandare in pressione il volume occupato. Considerando che la pressione non à ̈ altro che il rapporto tra la forza e la superficie su cui essa viene applicata, allora in un contenitore in pressione la forza dovuta alla pressione agisce in tutte le direzioni quindi su tutte le pareti interne del contenitore. Nell’idrante la forza di spinta dovuta alla pressione agisce in tutte le direzioni e su tutte le superfici interne, ed à ̈ proprio questo fenomeno che costituisce la spinta che permette all’ idrante telescopico (1) di entrare in funzione infatti le forze che agiscono sul cielo degli elementi dell’idrante telescopico (1) devono vincere la sola forza peso della struttura.

Riempiendo l’idrante telescopico (1) di acqua in pressione si ottiene una continua ricerca dell’equilibrio tra la spinta fornita dal liquido e la forza peso della struttura interessata, allora l’elemento più interno della struttura tenderà a sollevarsi perché essendo l’elemento più piccolo sarà anche quello più leggero pertanto lo spazio liberato dall’elemento interno che si solleva sarà occupato dall’acqua che fluisce nella struttura ripristinando la pressione e quindi la spinta interna verso l’alto. L’idrante telescopico (1) tenderà a svilupparsi in altezza fino a quando tutti gli elementi dell’idrante telescopico (1) saranno completamente fuoriusciti dalla propria sede a riposo. Dalla pressione di ristagno della fornitura d’acqua andrà tolta quella quota utilizzata per estendere l’idrante telescopico in tutta la sua lunghezza, tutta la pressione che rimane fornirà la spinta del getto d’acqua in uscita dall’ugello (8).

Nella modalità di funzionamento antincendio, l’acqua utilizzata svolge anche il ruolo di fluido di raffreddamento perché, fluendo all’interno della struttura, à ̈ a contatto con le superile: interne delle pareti dell’idrante telescopico (1) perciò, l’idrante telescopico (1) può funzionare anche se avvolto dalle fiamme o esposto a fonti di calore.

Lo spessore del materiale utilizzato per realizzare l’idrante telescopico (1) à ̈ sufficiente per permettere alla struttura di mantenersi eretta quindi risulta essere sottile, pertanto l’energia trasmessa dalle fiamme all’idrante per irraggiamento e convezione viene a sua volta trasmessa all’acqua per conduzione attraverso la parete dell’idrante. Per ridurre l’energia trasmessa all’idrante viene applicata una caratteristica costruttiva che à ̈ quella di realizzare le superfici esterne a specchio per poter aumentare la quota parte di energia riflessa, inoltre realizzare l’idrante telescopico (1) a sezione circolare permette di ridurre il fattore di vista verso le fonti di calore.

Per permette alla struttura di sollevarsi, l’idrante telescopico (1) utilizza come sistema di propulsione la spinta fornita dall’acqua, ciò permette di salvaguardare la struttura nel momento in cui si verifichi un calo di pressione e quindi un calo di portata che provocherebbe una riduzione del raffreddamento della struttura con conseguente dilatazione eccessiva dei componenti dell’idrante che a lungo andare porterebbe alla deformazione dei componenti. Nella realtà il calo di pressione provoca una diminuzione della spinta verso l’alto quindi, per effetto della gravità, l’idrante telescopico (1) si ritrae riducendo quindi l’esposizione alle fonti di calore che potrebbero danneggiarlo. Una volta ripristinata la pressione ottimale, l’idrante telescopico (1) rientra in servizio senza aver riportato alcun tipo di danno.

Ispezione interna

L’ispezione interna viene agevolata utilizzando i filetti del particolare 18 mostrati in figura 7 che permettono di staccare la corona alla base dell’ idrante ed i filetti del particolare 9 mostrati in figura 4 che permettono di staccare la testa dell’idrante mostrato in figura 3. Svitandoli à ̈ possibile agganciare l’idrante ed estrarlo dalla sua sede. Per la sostituzione o l’ispezione delle guarnizioni (16) si devono prima estrarre gli elementi dalla cassa esterna e poi utilizzare i filetti del particolare 12 mostrati in figura 6.

Descrizione delle figure

Figura 1 aspetto esterno dell’idrante telescopico nelle modalità anti-inquinamento A) e antiincendio B)

Figura 2 vista dall’alto dell’idrante telescopico nella modalità anti-incendio a 6 elementi Figura 3 testa dell’idrante telescopico

Figura 4 esploso del particolare 9

Figura 5 collegamento tra elementi tramite il particolare 12

Figura 6 esploso del particolare 12

Figura 7 collegamento tra cassa esterna ed elementi tramite il particolare 18

Figura 8 esploso del particolare 18

Figura 9 proiezione ortogonale del piano di appoggio 22

Figura 10 particolare 26 deviatore di flusso

Figura 11 componenti presenti sul fondo dell’idrante

Figura 12 cassa esterna, elemento centrale ed elemento più interno dell’idrante

Figura 13 rappresentazione della sezione della parte inferiore dell’idrante telescopico a 6 elementi a riposo

Figura 14 rappresentazione della sezione della parte superiore dell’idrante telescopico a 6 elementi a riposo

Figura 15 rappresentazione in parti dei punti di collegamento ed aspetto esterno dell’idrante telescopico nelle modalità anti-incendio a 6 elementi

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI Cosa viene rivendicato: 1) Idrante telescopico (1), utilizzato come sistema anti-incendio o anti-inquinamento, costituito da elementi concentrici e rettilinei (figura 12), costruiti in modo che l’elemento più esterno contenga gli elementi interni (figura 13 e 14), attrezzati con un sistema di tenuta (figura 5 e 6), muniti di componenti che limitano la corsa degli elementi (figura 6) e altri che sostengono la struttura (figura 9 e 11).
2. 2) Idrante telescopico (1), costituito da componenti che deviano il flusso interno (figura 11 particolare 26) e altri che indirizzano il flusso in uscita (figura 3 particolare 7).
3. 3) Idrante telescopico (1), dove alla cassa esterna (21) vengono collegate le ali antirotazione (2) dotate di ampia superficie (figura 1, 2, 11, 12 e 15).
4. 4) Idrante telescopico (1) assemblato tramite l’utilizzo dei collegamenti filettati (particolare 9, 12 e 18).
5. 5) Idrante telescopico (1) il cui sistema di tenuta tra gli elementi rappresentato dal particolare 12 dove la guarnizione di tenuta (16) viene compressa dalle alette (13a), (14) e (14a), (vedi Figura 6, 13, 14 e 15).
6. 6) Idrante telescopico (1) il cui sistema di chiusura della cassa esterna (21), rappresentato dal particolare 18 costituito dalle alette (20) e (20b), realizzate sul componente non solidale alla cassa esterna (21), e dal filetto (19), realizzato sulla cassa esterna (21) cui viene avvitato il filetto (20a), eseguito sull’elemento non solidale alla cassa esterna (21). (vedi figura 7 e 8).
7. 7) Idrante telescopico (1) il cui sistema di sostegno interno degli elementi dell’idrante costituito dal piano di appoggio (22), provvisto dei fori (25), che viene posizionato sui supporti (23) (vedi figura 9, 11, 12 e 13).
8. 8) Idrante telescopico (1) il cui deviatore di flusso (26), posizionato sul fondo (24) dell’idrante telescopico e davanti al punto di ingresso dell’acqua (3), costituito da due pareti verticali (27) ed un piano curvilineo (28) (vedi figura 10 e 11).
9. 9) Idrante telescopico (1) la cui condizione di funzionamento prevede che la somma delle sezioni delle aperture (8), realizzate sulla testa (5) dell’idrante telescopico (1), sia inferiore alla sezione della condotta della rete idrica che alimenta l’idrante telescopico (1) nel punto di ingresso dell’acqua (3) (vedi figura 3 e 11).
10. 10) Idrante telescopico (1) dove la realizzazione dello scarico per l’acqua (4) à ̈ sulla parete laterale della cassa esterna (21) nello spazio delimitato inferiormente dal fondo (24) e superiormente dal piano di appoggio (22) (vedi figura 1, 2, 11, 12 e 15).