ITTA20110008U1 - Disposito automatico di cronoregolazione per liquidi, vapori e gas, con gas, con funzione di controllo continuo e prevenzione delle prevenzioni delle perdite di detti fluidi nelle condutture. - Google Patents

Description

DESCRIZIONE DEL BREVETTO

Il modello di utilità industriale per cui si richiede protezione fa riferimento al campo dei dispositivi di crono regolazione e di sicurezza per liquidi e gas, per la prevenzione di incidenti o perdite dovute a fughe di gas e perdite di liquidi nelle condotte e impianti di acqua e gas ad uso pubblico, domestico o industriale.

I soli dispositivi di sicurezza “intelligenti” di tipo noto riguardano la rilevazione di perdite di gas tramite analisi delle soglie di concentrazione degli stessi in ambienti chiusi (mg/m<3>o ppm), mentre la rilevazione di fughe di gas e perdite di liquido nelle condotte con l'utilizzo di manometri o altri tipi di sensori avviene tramite prove dì tenuta in pressione in fase di realizzazione della rete o dell'impianto, oppure a seguito di una presunzione di una perdita di liquido o fuga di gas negli impianti pubblici, domestici o industriali. Vi sono altresì altri sistemi che, al raggiungimento di una soglia massima di flusso pre-im postata, bloccano l’erogazione, agendo prevalentemente da temporizzatori.

Sorge quindi il problema di rilevare eventuali perdite di liquidi o fughe di gas in maniera automatica, superando i limiti tecnici dei sistemi di rilevazione noti.

Lo scopo del presente trovato è quello di svincolare la rilevazione di dette perdite dalla sola accortezza dell’uomo, creando un dispositivo completamente autonomo e automatico sin dalla prima installazione sull’impianto e mettendo in sicurezza gli utilizzatori con il blocco automatico della fornitura alla base dell’erogazione, prevenendo in questa maniera eventuali danni da perdite di liquidi o gas e, nel caso di gas esplosivi, prevenendo possibili esplosioni.

Il dispositivo in oggetto è costituito da un crono regolatore, uno o più sensori di flusso con emettitore d’impulsi, una o più elettrovalvole o valvole motorizzate, un'interfaccia utente, un software/data logger e un circuito elettronico creati ad hoc per il funzionamento dello stesso.

Il cronoregolatore, che può essere alimentato da rete elettrica o da batterie, va montato a monte delle utenze da controllare e può sostituire il cronotermostato o crono irrigatore già installati sull’utenza, può sostituirli entrambi o aggiungersi ad essi, agendo come sistema di sicurezza, test d’impianto, telecontrollo e telegestione.

Perché il dispositivo svolga le funzioni oggetto del presente trovato, lo stesso deve essere testato suH’impianto/utilizzatore per un periodo di tempo opportuno in funzione della tipologia deirimpianto. Durante questa fase, il software/data logger creato ad hoc per il dispositivo rileva tutti i dati di consumo dell’utenza e, tramite una procedura di autoapprendimento delle abitudini della singola utenza, identifica le condizioni di “normalità" di utilizzo di liquido o di gas e memorizza alcuni parametri che saranno utilizzati come riferimento nella successiva fase di regolare esercizio dell’impianto.

In Figura 1 è rappresentato un esempio di grafico di rilevamento di tali parametri durante il periodo di autoapprendimento, con le grandezze P1, P2, T, V, che rappresentano rispettivamente:

T: tempo massimo di flusso continuo registrato, indipendentemente dalla portata

V: volume totale massimo di liquido o gas erogato per singolo utilizzo continuo, registrato nel periodo di apprendimento, corrispondente al numero di impulsi massimo per singola erogazione

P1: portata minima di flusso continuo registrata nel periodo di apprendimento, corrispondente al numero minimo di impulsi registrati per unità di tempo

P2: portata massima di flusso continuo registrata nel periodo di apprendimento, corrispondente al numero massimo di impulsi registrati per unità di tempo;

A questi parametri si aggiunge il parametro di micro perdite (mp), che a differenza degli altri parametri è preimpostato di fabbrica, essendo:

mp: micro perdita: quantità di impulsi preimpostata, ripetibili nel tempo, con frequenza inferiore ad un impulso al secondo.

Una volta memorizzati questi parametri, che identificano in modo significativo le abitudini di utilizzo del gas o del liquido per l’utenza in questione, il dispositivo può essere utilizzato per il monitoraggio durante il normale funzionamento dell’impianto.

Il flusso di fluido alla base dell’erogazione, verrà interrotto automaticamente quando, durante l’utilizzo della fornitura, siano superati i valori dei parametri di riferimento “T”, “P1", “P2", “V”, memorizzati nel periodo di apprendimento e “mp”, cioè quando:

- sia superato il tempo massimo di flusso continuo (T), indipendentemente dalla portata letta;

il dispositivo misuri, in un singolo utilizzo, il superamento del volume massimo di fluido erogabile (V);

- il contatore registri un flusso continuo di portata inferiore alla portata minima registrata nel periodo di apprendimento (P1);

- il dispositivo registri una portata superiore alla portata massima registrata nella fase di apprendimento (P2);

- il dispositivo rilevi la presenza di micro-perdite (mp);

Le micro-perdite sono difficilmente rilevabili sia perché di piccolissima entità, sia perché si verificano in modo discontinuo e possono quindi rimanere invisibili a qualunque strumento di misura. Sono influenzate da variazioni di temperatura, pressione etc.,che possono influire sulle tenute delle condotte o degli impianti (dilatazioni termiche, saldature mal eseguite, corrosione, guarnizioni difettose ecc..).

La ratio del comportamento del dispositivo sta nel fatto che:

- con il superamento del tempo massimo di flusso continuo (T) registrato nella fase di apprendimento, si presume una perdita della condotta o di un utilizzatore, o l’accidentale dimenticanza di un rubinetto aperto da parte dell’utente;

- con il superamento del volume massimo (V) registrato nella fase di apprendimento, si presume la presenza una perdita che si aggiunge al normale consumo delle utenze, determinato nel periodo di apprendimento;

- con la registrazione di un flusso continuo di portata inferiore alla portata minima (P1) registrata nella fase di apprendimento, si presume una piccola perdita sull’impianto o sulla condotta;

- con la registrazione di una portata superiore alla portata massima (P2) registrata nella fase di apprendimento, si presume una rottura netta della condotta o una perdita di notevole importanza;

- con la registrazione di un numero di impulsi al di sotto del valore di portata minima (P1) e ripetibili nel tempo, pari numero di impulsi reimpostato per il parametro “mp”, si presume la presenza di micro-perdite (mp) suirimpianto.

Quest<’>ultima funzione, essendo il parametro mp indipendente dall’autoapprendimento, poiché è impostato preventivamente, è attiva anche nella fase di apprendimento.

Ognuno dei succitati allarmi e relativo blocco dei sistema è opportunamente segnalato sul display del crono regolatore, in modo che l’utente, al momento del riarmo manuale del dispositivo, sia a conoscenza del presunto motivo per il quale il sistema è andato in blocco, prendendo i dovuti provvedimenti.

Nel caso in cui il dispositivo dovesse entrare in blocco in seguito ad un utilizzo di liquido o gas insolitamente prolungato (eccesso consapevole dei parametri di “normalità”), per esempio a causa di lungo uso del bagno o della cucina, il dispositivo avverte l’utente del superamento del tempo massimo con un allarme acustico/visivo di breve durata e, nel caso di liquidi, attivando una erogazione intermittente del flusso. Intervenendo sull’interfaccia utente, si potrà decidere se convalidare il nuovo parametro come “normale” oppure no.

Sono possibili varianti realizzative all’esempio descritto, senza per altro uscire dall’ambito di protezione del presente trovato, comprendendo tutte le realizzazioni tecniche equivalenti.

E’ possibile utilizzare sensori di flusso diversi da quello a turbina presente nella descrizione, come ad esempio a ultrasuoni o a pistoni rotanti ecc.., purché dotati di emettitore di impulsi.

L’elettrovalvola/e utilizzata/e può essere integrata al contatore/emettitore di impulsi o posta sull'impianto nelle sue immediate vicinanze. Essa può essere di tipo bistabile, motorizzata, normalmente aperta/chiusa, a riarmo automatico/manuale ed è possibile altresì utilizzare valvole di diverso tipo purché comandate elettronicamente dal dispositivo.

L’interfaccia utente può prevedere la mera segnalazione acustica o luminosa dell’allarme (tramite diversi led colorati o alternanze di colori su led multicolore) o la visualizzazione completa su display dei dati rilevati.

Nelle Figure 2 e 3 sono rappresentate, a titolo esplicativo ma non limitativo, le diverse caratteristiche del presente trovato, in particolare:

- nella Figura 2 è indicata la composizione generale del dispositivo, con gli elementi la cui interazione è oggetto del presente trovato; con 1 è indicato un sensore di flusso a turbina optoelettronico (ma allo stesso modo si può utilizzare qualunque tipo di sensore conta-impulsi: ad effetto Hall, massici, volumetrici, a ultrasuoni ecc..), con 2 un’elettrovalvola, con 3 l’alloggiamento della scheda elettronica e del software/data logger creati ad hoc per lo stesso, con 4 l’interfaccia utente, con 5 l’alimentazione, con 6 la direzione del flusso di liquido o gas, con 7, 8, 9 i collegamenti elettrici ed elettronici delle componenti.

- nella Figura 3 è mostrato nel dettaglio il processo di funzionamento del dispositivo oggetto dell’invenzione; la turbina (2) del sensore di flusso è in stop, il timer (6) é a 00:00, l’elettrovalvola (9) é aperta e il fascio fotoelettrico (5) tra il led (3) e il foto rilevatore (4) del sensore di flusso è continuo. Con 8 si indica l’alloggiamento del software/data logger, del circuito elettronico e dell’alimentazione. Il gas o il liquido circola all’interno dell’apparecchio (1), attivando la turbina (2), che ruotando interrompe il fascio fotoelettrico (che in assenza di circolazione di fluidi e quindi a turbina ferma é continuo) tra il led (3) e il foto rilevatore (4). Gli impulsi elettrici (5) emessi dall'intermittenza del fascio fotoelettrico tra led e fotorivelatore attivano il timer (6) e il contatore di flusso generale (7).

Descrizione in dettaglio di una variante realizzativa

In Figura 4 è illustrata una realizzazione a titolo esemplificativo ma non limitativo, in cui il dispositivo oggetto del presente trovato è installato su un contatore volumetrico a pareti deformabili per gas, su cui è stato applicato un encoder incrementale lancia-impulsi ad uno dei perni meccanici rotanti del contatore o ad uno dei rulli numerati del visualizzatore del medesimo contatore.

Nella Figura 4, con 1 è indicato il contatore gas, con 2 la base del visualizzatore meccanico a rulli numerati, con 3 l’encoder incrementale installato sul perno rotante con il flusso di gas nel contatore, con 4 la scheda elettronica completa di microprocessore e software/data logger con 5 il visualizzatore meccanico/elettronico e l’interfaccia utente del dispositivo in oggetto, con 6 l’attacco del gas in entrata, con 7 l’elettrovalvola collegata alla scheda (4), con 8 l'attacco del contatore in uscita sull'impianto.

Un sistema di questo tipo, grazie alla presenza dell’encoder incrementale lancia-impulsi (3) collegato alla scheda elettronica (4) che ne legge gli impulsi, consente di rilevare i consumi del gas con sensibilità della misura anche 50.000 volte superiore rispetto ai contatori abitualmente in uso.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo automatico di crono regolazione caratterizzato da uno o più sensori di flusso con emettitore di impulsi, una o più elettrovalvole o valvole motorizzate, un’interfaccia utente, un circuito elettronico e un software/data logger che, dopo un periodo di autoapprendimento rileva perdite, micro - perdite e consumi anomali di liquidi, vapori e gas in condotte o impianti, utilizzando come parametri di riferimento le portate minime, le portate massime, il tempo massimo e il volume massimo per singolo utilizzo e consente di bloccare automaticamente l’erogazione.
2. 2. Dispositivo automatico, come nella rivendicazione 1, in cui il sensore di flusso trasferisce il moto del passaggio del fluido al circuito elettronico, attraverso un trasduttore che trasforma detto flusso in impulsi elettrici.
3. 3. Dispositivo automatico, come nella rivendicazione 1 , in cui vi è una prima fase, detta di “test impianto”, in cui il dispositivo effettua un test di tenuta sull’impianto, ritenendolo in tenuta se durante questa fase il sensore di flusso non emette alcun impulso, una seconda fase, detta “processing”, in cui vengono memorizzati i parametri di normalità per autoapprendimento, e una terza fase, detta “monitoring”, in cui il dispositivo compara costantemente i dati registrati nella fase precedente, con i consumi dell’utenza in tempo reale.
4. 4. Software/data logger, come nelle rivendicazioni 1, 2, 3 , in cui i dati nella fase di auto apprendimento, vengono processati dal software secondo i parametri di tempo massimo, volume totale massimo, portata minima, portata massima, e presi come campioni di riferimento determinando le condizioni di “normalità” di utilizzo dell’utenza.
5. 5. Autoapprendimento dei parametri di normalità di utilizzo dell’utenza, come nelle rivendicazioni 1 , 3 e 4, in cui il parametro di tempo massimo è inteso come tempo massimo di flusso continuo registrato, indipendentemente dalla portata, il parametro di volume massimo è inteso come numero massimo di impulsi per singola erogazione di fluido, il parametro di portata minima è inteso come numero minimo di impulsi registrati per unità di tempo, con frequenza non al di sotto di un impulso al secondo, e il parametro di portata massima è inteso come numero massimo di impulsi registrati per unità di tempo.
6. 6. Dispositivo automatico di crono regolazione, come nelle rivendicazioni 1 e 3, in cui il parametro di micro-perdita è preimpostato di fabbrica come un numero x di impulsi, e l’allarme relativo a detto parametro è inteso come il raggiungimento, in ognuna delle fasi di cui alla rivendicazione 3, del numero di impulsi preimpostato , con una frequenza inferiore ad un impulso al secondo.
7. 7. Dispositivo automatico, come in ognuna delle precedenti rivendicazioni, in cui al superamento delle soglie dei parametri di normalità corrisponde un avviso acustico/visivo e l’intervento, ad intermittenza o totale, di una o più valvole di intercettazione elettriche, elettroniche, motorizzate o servo comandate.
8. 8. Dispositivo automatico, come nelle rivendicazioni 1 e 7, in cui le valvole di intercettazione possono essere poste alla base dell’erogazione generale o in qualunque punto della rete, e sono collegate direttamente all’elettronica del crono regolatore, dal quale possono essere comandate automaticamente o manualmente, tramite l’interfaccia utente.
9. 9. Dispositivo automatico di crono regolazione, come in ognuna delle precedenti rivendicazioni, in cui il dispositivo può essere utilizzato meramente come crono irrigatore, come cronotermostato, come combinazione di crono irrigazione e crono termoregolazione, come combinazione di ognuno di questi sistemi con le funzioni di rilevamento perdite o come mero sistema di rilevamento perdite, escludendo le funzioni di crono irrigazione e crono termoregolazione;
10. 10. Dispositivo automatico, come in ognuna delle precedenti rivendicazioni, che possa essere usato come strumento di misura su impianti a bassa e alta pressione, in serie o in derivazione, come rivelatore di perdite.