ITTA20120003A1 - Dispositivo di lettura diretta ad alta sensibilita' per contatori per gas - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

I modelli di contatori per gas combustibile attualmente disponibili ed in uso, sono sostanzialmente riconducibili a tre principali famiglie:

<■>a membrana;

<■>a pistoni rotanti;

<■>a turbina.

Essi possono essere suddivisi in funzione della loro destinazione d’uso: il contatore a membrane è destinato alla misurazione di portate piccole e medie, con andamento variabile, mentre l'utilizzo degli altri due modelli è rivolto a misure di portate medie e grandi, caratterizzate da andamenti più costanti nel tempo e sono indicati per utilizzi industriali o comunque impianti dove i consumi siano abbastanza stabili.

I contatori a membrana sono misuratori di tipo volumetrico, in quanto effettuano la misura isolando fisicamente un volume costante e noto di gas ad ogni rotazione (volume ciclico).

II principio fisico che regola il funzionamento dei contatori a membrana consiste nell’isolare, durante ogni singola misurazione, un volume noto di gas (volume di misura) in due appositi contenitori, il cui nome tecnico è camere di misura.

Le dimensioni di ciascuno di questi contenitori coincidono con il volume di misura e sono pari esattamente ad un quarto del volume ciclico; ad esempio un contatore della classe G4, avente volume ciclico pari a 1 ,2 dm<3>ha il volume di ciascuna camera di misura uguale a 0,3 dm<3>.

La misurazione consiste sia nella ripetizione continua delle operazioni di riempimento e svuotamento del gas dalle camere, sia nel tenere conto del numero di volte in cui questa operazione ciclica viene eseguita.

Il dato di consumo è mostrato su quadrante montato esternamente al contatore stesso, attraverso tamburelle numeriche, mosse da un sistema di ingranaggi meccanici.

Le cifre generalmente indicano metri cubi e sottomultipli di metri cubi.

I moderni contatori di gas sono spesso muniti di un dispositivo addizionale denominato generatore di impulsi, basato sulla rotazione periodica di un magnete che interagisce con un sensore reed esterno chiudendo un contatto ad ogni sua rotazione.

Ciò consente l’acquisizione e la trasmissione dei dati a sistemi elettronici dedicati.

La frequenza degli impulsi varia in base alla classe di contatore, ma nei contatori generalmente installati per uso domestico è di 1 impulso ogni 0,01 m<3>di gas, cioè un impulso ogni dieci litri.

Se questa frequenza di impulsi consente di misurare in modo efficace i consumi di una utenza, essa è invece insufficiente a permettere una rilevazione di consumi anomali presenti alle utenze o di perdite sulla rete, che, seppur limitate, potrebbero generare un rilevante danno economico o costituire un problema per la sicurezza.

Per superare tali limitazioni e ottenere altri e ulteriori vantaggi, il richiedente ha studiato e realizzato il presente trovato.

Il presente brevetto consiste in un dispositivo di lettura dei consumi di gas che, installato su un contatore gas a membrana, in parallelo o in sostituzione al sistema di lettura tradizionale ad ingranaggi, fornisce una misura del flusso di gas con una sensibilità anche superiore a 10000 volte l’attuale, consentendo la rilevazione di piccole perdite e/o consumi anomali altrimenti non determinabili.

Nelle Figure 1-4 viene descritto il dispositivo secondo il trovato.

In particolare, la Figura 1 illustra una vista frontale di un classico contatore per gas a membrana (1), dotato di quadrante numerico di lettura (4) e in cui con la lettera E è identificato il foro di entrata del gas, con la lettera U il foro di uscita.

In Figura 2 è rappresentato schematicamente il principio di funzionamento del dispositivo oggetto del presente trovato.

Il passaggio del gas nel contatore provoca, tramite un sistema di leve e raccordi, la rotazione della ruota dentata {2).

Sui contatori tradizionali, questa determina la rotazione della ruota dentata (3), orientata a 90° rispetto alla prima, che a sua volta determina il movimento di un sistema di ingranaggi posti dietro al quadrante (4) che fanno girare le tamburelle numeriche di lettura.

Nel nostro trovato, è stata inserita una seconda ruota dentata (5), in posizione opposta rispetto alla (3), anch’essa collegata nello stesso modo alla ruota dentata (2).

Sull'asse di supporto della ruota dentata (5) è fissato un encoder incrementale (6) di tipo magnetico a più poli, con sensore esterno (7) tipo reed o effetto Hall che ne legge la velocità di rotazione, oppure ottico incrementale o di altro genere. Ad ogni rotazione dell’asse corrisponde direttamente una rotazione dell’encoder che, in funzione delle sue caratteristiche, incrementa il numero di impulsi per giro (es: 1000, 2000, 3000 impulsi/giro, ecc..), aumentando in questo modo la sensibilità di lettura del contatore.

I segnali generati dall’encoder incrementale, attraverso un connettore a tenuta (8), collegato a un sistema di controllo elettronico (9), consentono di misurarne il numero di impulsi e di conseguenza determinare il consumo di gas o rilevare eventuali perdite.

Al fine di incrementare l'efficienza del sistema e di poterne verificare e controllare il funzionamento, al dispositivo sopra descritto può essere associata una elettrovalvola bistabile per gas (10), come da brevetto depositato a nome dello stesso richiedente.

L’insieme completo che ne deriva, formato da contatore gas (1), rilevatore di flusso ed elettrovalvola bistabile (10), è rappresentato, a titolo esemplificativo ma non limitativo, in Figura 3.

II principale vantaggio offerto dai presente trovato rispetto al sistema di lettura attualmente in uso, è dato dalla possibilità di inviare, per una data quantità di gas consumato, un numero di impulsi anche superiore a 10000 volte rispetto ad un generico contatore attualmente installato nella maggior parte delle utenze.

Ciò si traduce in una grandissima sensibilità nella misura del consumo di gas che conferisce al dispositivo oggetto del presente trovato la possibilità e la capacità di rilevare micro-perdite o micro-consumi altrimenti impossibili da rilevare con gli attuali dispositivi di misura.

Un ulteriore vantaggio è dato dal bassissimo impatto che i nuovi componenti meccanici, magnetici e ferromagnetici inseriti hanno sull’aspetto e sull’ingombro esterno del contatore, in quanto essi sono tutti interni a questo e solo il connettore (8) è visibile dall’esterno.

In Figura 4 è rappresentata una variante del sistema oggetto del presente modello di utilità in cui l’asse della ruota dentata (5) attraversa la parete del contatore, ed encoder incrementale e sensori sono posti esternamente ad esso.

Claims (1)

1. RIVENDICAZIONI 1. dispositivo di lettura dei consumi di gas che, installato su un contatore gas a membrana, in parallelo o in sostituzione al sistema di lettura tradizionale ad ingranaggi, fornisce una misura del flusso di gas con una sensibilità anche superiore a 10000 volte l’attuale, in modo da poter rilevare facilmente piccole perdite o consumi anomali altrimenti non misurabili con i dispositivi attualmente in uso; 2. si rivendica la possibilità di associare al dispositivo di cui alla rivendicazione 1 una elettrovalvola bistabile per gas; 3. si rivendica la possibilità di utilizzare un encoder costituito da materiali diamagnetici e ferromagnetici e sensori magnetici di tipo reed con una delle lamelle magnetizzate; 4. si rivendica la possibilità di applicare l’encoder incrementale sullo stesso asse di rotazione della ruota dentata presente sui contatori attualmente in uso; 5. si rivendica la possibilità di applicare l’encoder incrementale e gli eventuali sensori anche all’esterno del contatore;