ITUB201593230U1 - Dispositivo rilevatore del livello di un liquido in un contenitore, in particolare per sistemi per la prevenzione di incendi. - Google Patents

Description

DESCRIZIONE del modello industriale di utilità dal titolo:

“Dispositivo rilevatore del livello di un liquido in un contenitore, in particolare per sistemi per la prevenzione di incendi”

DESCRIZIONE

Il presente trovato riguarda un dispositivo rilevatore del livello di un liquido in un contenitore, in particolare per sistemi per la prevenzione di incendi.

In numerosi stabilimenti industriali sono presenti impianti idraulici contenenti oli ad alta pressione che, in caso di fughe, possono generare dispersioni facilmente incendiabili.

E’ dunque sentita l’esigenza di disporre di dispositivi rilevatori del livello di un liquido in contenitori, in particolare per l’utilizzo in sistemi destinati a segnalare tempestivamente eventuali fughe di liquidi infiammabili.

Uno scopo del presente trovato è di proporre un dispositivo rilevatore di livello innovativo atto a soddisfare tale esigenza, e presentante un funzionamento particolarmente affidabile.

Questo ed altri scopi vengono realizzati secondo il trovato con un dispositivo rilevatore del livello di un liquido in un contenitore comprendente

una struttura di supporto destinata ad essere montata presso un’apertura del contenitore, e recante una sonda includente superiormente un generatore/ricevitore di onde acustiche, ed inferiormente una guida d'onda astiforme che è connessa a detto generatore/ricevitore e che operativamente si estende in direzione verticale nel contenitore;

mezzi circuitali di controllo ed elaborazione, portati dalla struttura di supporto e collegati a detto generatore/ricevitore;

un elemento tubolare connesso alla struttura di supporto e disposto intorno a detta guida d’onda in modo tale da definire con essa un interspazio anulare che nell’uso è in comunicazione idraulica con il contenitore ed accoglie una quantità di detto liquido, il cui livello corrisponde a quello del liquido nel contenitore; ed

un galleggiante di materiale polimerico a celle chiuse, montato scorrevole lungo la guida d’onda in detto interspazio e recante un magnete permanente, per riflettere nell’uso onde acustiche verso detto generatore/ricevitore, con un tempo di propagazione correlato al livello del liquido in detto interspazio;

detti mezzi circuitali essendo predisposti per fornire in uscita segnali o dati indicativi del livello del liquido determinato sulla base di detto tempo di propagazione.

Secondo un’ulteriore caratteristica, presso l’estremità distale del suddetto elemento tubolare è disposto un sensore elettrico di temperatura destinato ad essere immerso nel funzionamento in detto liquido per fornire segnali indicativi della sua temperatura ai suddetti mezzi circuitali di controllo ed elaborazione.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi del dispositivo rilevatore di livello secondo il presente trovato appariranno dalla descrizione dettagliata che segue, effettuata a puro titolo di esempio non limitativo, con riferimento ai disegni allegati, nei quali:

la figura 1 è una vista prospettica di un di spositivo rilevatore di livello secondo il presente trovato;

la figura 2 è una vista prospettica parziale che mostra, in scala maggiorata, l’estremità distale del dispositivo rilevatore di livello secondo la figura 1;

la figura 3 è una vista parziale sezionata secondo la linea III-III della figura 1; e

la figura 4 è una vista parziale sezionata secondo la linea IV-IV della figura 2.

Nelle figure 1 e 3 con LS è complessivamente indicato un dispositivo rilevatore del livello di un liquido secondo il presente trovato.

Tale dispositivo LS comprende una struttura di supporto, indicata nel suo insieme con 1. Nella realizzazione esemplificativamente illustrata, tale struttura 1 comprende un elemento piastriforme 3, preferibilmente a forma di disco, realizzato con un materiale termicamente isolante, quale una materia plastica.

Con riferimento alla figura 3, l’elemento piastriforme 3 presenta un’apertura passante centrale 4. Dalla faccia inferiore dell’elemento piastriforme 3, intorno all’apertura 4, si estende una protuberanza tubolare 5, filettata internamente ed esternamente. Alla filettatura interna della protuberanza 5 è accoppiato un elemento anulare 5a filettato esternamente.

La struttura di supporto 1 comprende inoltre un ricettacolo 6, includente una parte di base 6a di materiale termicamente isolante, preferibilmente realizzata in un sol pezzo, ovvero integralmente con l’elemento piastriforme 3 come è illustrato nella figura 3.

Il ricettacolo 6 comprende inoltre una parte superiore 6b includente una parete laterale 6c essenzialmente cilindrica, convenientemente realizzata con un materiale termicamente conduttore, quale alluminio, richiusa superiormente da un tappo 6d, convenientemente realizzato con un materiale elettricamente isolante e provvisto di o formante integralmente un connettore elettrico (in modo per sé noto e non illustrato).

La parete cilindrica 6c è saldamente connessa alla parte di base 6a.

Il dispositivo rilevatore di livello comprende inoltre un elemento tubolare 2, ad esempio di ottone, la cui estremità superiore è connessa ad un elemento 8 a guisa di ghiera, filettato internamente e avvitato sulla protuberanza 5 dell’elemento piastriforme 3 (si veda in particolare la figura 3).

Nella struttura di supporto 1 è montata una sonda, complessivamente indicata con 9, la quale comprende superiormente un generatore/ricevitore 10 di onde acustiche di tipo per sé noto, ed inferiormente una guida d'onda astiforme 11, la quale si estende attraverso l’apertura 4 e la protuberanza anulare 5 dell’elemento piastriforme 3 e poi coassialmente all’interno dell’elemento tubolare 2.

Nella realizzazione illustrata il corpo del generatore/ricevitore 10 è vincolato all'elemento piastriforme 3 mediante l'accoppiamento a scatto fra una sua flangia inferiore 10b al di sotto di una pluralità di formazioni sporgenti 6f della parte di base 6a del ricettacolo 6. Nell'esempio di realizzazione illustrato nella figura 3 le formazioni sporgenti di ritegno 6f sono tre, disposte a 120° fra loro.

Come si vede nella figura 4, convenientemente intorno alla guida d’onda 11 è disposta una guaina 12 di materia plastica, la cui estremità distale 12a ha una conformazione di tipo essenzialmente ogivale.

All’interno dell’elemento 2, intorno alla guaina 12 è disposto un ulteriore elemento tubolare 13, ad esempio anch’esso di ottone, piuttosto ravvicinato a detta guaina. Come si vede nella figura 4, l’elemento tubolare 13 si estende inferiormente oltre l’estremità a forma ogivale 12a della guaina 12.

All’estremità inferiore dell’elemento tubolare esterno 2 è fissato un elemento terminale indicato con 14 nelle figure 1, 2 e 4.

Fra l’elemento tubolare esterno 2 e l’elemento tubolare interno 13 risulta definito un interspazio indicato con 15 nelle figure 3 e 4.

Con riferimento alle figure 1 e 2, l’elemento terminale 14 presenta una pluralità di aperture 16, attraverso le quali nell’uso il liquido contenuto nel contenitore provvisto del dispositivo rilevatore di livello LS può penetrare nell’interspazio 15, per ivi raggiungere il medesimo livello di quello del liquido contenuto nel contenitore.

Con riferimento alla figura 3, all’interno del ricettacolo superiore 6 è alloggiata almeno una piastra circuitale 17, la quale nella realizzazione esemplificativamente illustrata è di forma essenzialmente circolare ed è disposta trasversalmente all’asse longitudinale del dispositivo rilevatore di livello LS. Peraltro, altre forme e disposizioni sono possibili.

La piastra 17 reca circuiti di controllo ed elaborazione, collegati al generatore/ricevitore di onde acustiche 10, il quale è ad esempio del tipo ad effetto magnetostrittivo.

Nell’interspazio 15 è montato un galleggiante anulare, scorrevole lungo la guida d’onda 11, intorno all’elemento tubolare interno 13.

Convenientemente tale galleggiante, che nell’utilizzo viene a contatto con il liquido di cui occorre rilevare il livello, è realizzato con un materiale polimerico a celle chiuse, così che esso non si imbibisca di detto liquido.

Il galleggiante 18 è ad esempio di materiale poliuretanico.

All’interno del galleggiante 18 è fissato un magnete permanente 19, parimenti di forma anulare, realizzato ad esempio con una ferrite.

Con riferimento alla figura 4, nell’estremità distale dell’elemento tubolare 2, ed in particolare all’interno dell’ulteriore elemento tubolare 13, in prossimità dell’elemento terminale 14 è disposto un sensore elettrico di temperatura 20 di tipo per sé noto (figura 4). Tale sensore di temperatura è collegato, in modo non illustrato, con i circuiti portati dalla piastra 17 montata nel ricettacolo superiore 6, tramite fili elettrici che si estendono fra la guaina 12 e l'elemento tubolare 13 e che attraversano l'elemento piastriforme 3 passando in un passaggio obliquo 3a (figura 3) realizzato in quest'ultimo, pervenendo nel ricettacolo 6. In tale ricettacolo detti fili si estendono convenientemente in un foro o passaggio longitudinale 10a del corpo del generatore/ricevitore 10, prossimo al passaggio obliquo 3a, per raggiungere poi la piastra circuitale 17.

Il dispositivo rilevatore di livello sopra descritto viene convenientemente montato presso un’apertura del contenitore o recipiente contenente il liquido di cui occorre monitorare il livello.

L'elemento tubolare 2 e la ghiera 8 presentano dimensioni trasversali sufficienti a consentirne l’introduzione nell'apertura del contenitore, e quest'ultima ha un diametro apprezzabilmente inferiore a quello dell’elemento piastriforme 3, il quale nella condizione montata del dispositivo LS risulta adiacente alla parete del contenitore o recipiente in cui detta apertura è stata realizzata.

Nella condizione installata l’elemento tubolare 2 si estende in direzione essenzialmente verticale ed è in buona parte immerso nel liquido contenuto in tale recipiente o contenitore, cosicché il galleggiante 18 con il magnete permanente 19 si dispone lungo la guida acustica 11 ad un livello corrispondente a quello del liquido nel recipiente o contenitore.

Nel funzionamento, sotto il controllo dei circuiti portati dalla piastra 17 il dispositivo generatore/ricevitore 10 genera onde acustiche che si propagano verso il basso lungo la guida 11. Tali onde raggiungono il galleggiante 18 ed il magnete 19, e vengono in parte retro-riflesse verso il generatore/ricevitore 10. Sulla base del tempo di propagazione delle onde riflesse ricevute, che dipende ovviamente dalla posizione del galleggiante 18 e del magnete 19 lungo la guida 11, e quindi dal livello del liquido nel contenitore o recipiente, i circuiti 17 forniscono in uscita segnali o dati indicativi del livello di tale liquido.

Tali segnali possono essere ad esempio segnali del tipo PWM, con una larghezza di impulso indicativa del livello del liquido.

Tali segnali possono essere addotti ad un dispositivo di I/O link che, su un filo di uscita, fornisce un segnale ad impulsi codificato, indicativo del livello di liquido rilevato.

L'utilizzo di un tale sistema di comunicazione (I/O-link) di tipo standard consente una drastica riduzione dei costi rispetto all'utilizzo di dispositivi di I/O discreti e paralleli, ed un notevolissimo incremento della quantità di informazione trasmissibile.

Ai circuiti 17 pervengono inoltre i segnali forniti dal sensore di temperatura 20 ubicato presso l’estremità distale dell’elemento tubolare 2. Il dispositivo rilevatore LS è quindi in grado di fornire in uscita non solo segnali o dati indicativi del livello del liquido, ma anche segnali indicativi della sua temperatura. Con ciò il dispositivo secondo il trovato con un hardware estremamente compatto e robusto, consente il controllo integrato del livello e della temperatura ovvero dei parametri principali per la sorveglianza del comportamento di centraline idrauliche.

Convenientemente, nella condizione installata l’elemento piastriforme 3 e la parte di base 6a del ricettacolo 6 formano una sorta di barriera termica atta a limitare la trasmissione di calore dal contenitore o serbatoio verso l’interno del ricettacolo 6. Inoltre, la parete termo-conduttiva 6c di tale ricettacolo 6 consente un’efficace dispersione verso l’esterno del calore che altrimenti tenderebbe ad accumularsi in tale ricettacolo.

La regione immediatamente sottostante all'apertura 4 dell'elemento piastriforme 3 forma una sorta di camera d'aria che contribuisce a migliorare l'isolamento e il disaccoppiamento termico.

Convenientemente, al fine di migliorare il disaccoppiamento termico fra la regione interna al ricettacolo 6 e il contenitore cui il dispositivo rilevatore di livello è accoppiato, la parte di base 6a del ricettacolo 6 si raccorda con l’elemento piastriforme 3 attraverso una porzione radialmente rientrante 6e (figura 3), tale per cui fra l’elemento piastriforme e detta parte di base 6a risulta definito un interstizio o gap di separazione 21.

I circuiti portati dalla piastra 17 possono comprendere un micro-processore, il quale può presentare ingressi aggiuntivi per poter operare anche con sonde di tipo diverso da quello sopra descritto, ad esempio con una sonda di tipo capacitivo oppure una sonda a micro-reed a segnale analogico. Quest'ultimo tipo di sonda può essere convenientemente avvitato sulla filettatura interna della protuberanza anulare 5 dell'elemento piastriforme 3.

Il dispositivo secondo il trovato presenta numerosi vantaggi, alcuni dei quali sono già stati presentati più sopra.

La misura del livello può essere realizzata con elevata risoluzione (fino a 0,2 mm) e consente la rilevazione di perdite anche minime.

Il dispositivo è inoltre caratterizzato da un design termico accurato che lo rende idoneo ad operare in un ampio range di temperature di esercizio (oltre 100°C in serbatoio e fino a 70°C sulla parete di appoggio).

Inoltre la disposizione dell'elettronica all'interno della struttura del dispositivo riduce la complessità dei collegamenti e la sensibilità ai disturbi EMC.

Naturalmente, fermo restando il principio del trovato, le forme di attuazione ed i particolari di realizzazione potranno essere ampiamente variati rispetto a quanto è stato descritto ed illustrato a puro titolo di esempio non limitativo, il trovato estendendosi a tutte le realizzazioni che conseguono pari utilità grazie agli stessi concetti innovativi.

Claims (12)

1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo (LS) rilevatore del livello del liquido in un contenitore, in particolare per sistemi per la prevenzione di incendi, comprendente una struttura di supporto (1) destinata ad essere montata presso un’apertura del contenitore e recante una sonda (9) includente superiormente un generatore/ricevitore di onde acustiche (10) ed inferiormente una guida d’onda astiforme (11) che è connessa a detto generatore/ricevitore (10) ed operativamente si estende in direzione verticale nel contenitore; mezzi circuitali di controllo ed elaborazione (17) collegati a detto generatore/ricevitore (10); un elemento tubolare (2) connesso alla struttura di supporto (1) e disposto intorno a detta guida d’onda (11) in modo tale da definire intorno ad essa un interspazio anulare (15) che nell’uso è in comunicazione idraulica con il contenitore ed accoglie una quantità di detto liquido il cui livello corrisponde a quello del liquido nel contenitore; ed un galleggiante (18) di materiale polimerico a celle chiuse, montato scorrevole lungo la guida d’onda (11) in detto interspazio (15) e recante un magnete permanente (19), per riflettere nell’uso onde acustiche verso detto generatore/ricevitore (10) con un tempo di propagazione correlato al livello del liquido in detto interspazio (15); detti mezzi circuitali (17) essendo predisposti per fornire in uscita segnali o dati indicativi del livello del liquido determinato sulla base di detto tempo di propagazione.
2. 2. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, in cui presso l’estremità distale di detto elemento tubolare (2) è disposto un sensore elettrico di temperatura (20) destinato ad essere immerso nel funzionamento in detto liquido per fornire segnali elettrici indicativi della sua temperatura ai suddetti mezzi circuitali di controllo ed elaborazione (17).
3. 3. Dispositivo secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui detta struttura di supporto (1) comprende un elemento piastriforme (3) di materiale termicamente isolante, preferibilmente a forma di disco, destinato ad estendersi all’esterno del contenitore, presso ed intorno a detta apertura del contenitore, e un ricettacolo chiuso (6) adiacente a detto elemento piastriforme (3) e in cui sono alloggiati detto generatore/ricevitore (10) e i mezzi circuitali di comando ed elaborazione (17).
4. 4. Dispositivo secondo la rivendicazione 3, in cui detto ricettacolo (6) comprende una parte di base (6a) di materiale termicamente isolante, preferibilmente integrale con detto elemento piastriforme (3).
5. 5. Dispositivo secondo la rivendicazione 4, in cui detto ricettacolo (6) comprende una parte superiore (6b) di materiale termicamente conduttore, preferibilmente alluminio, connessa a detta parte di base (6a).
6. 6. Dispositivo secondo la rivendicazione 4 o 5, in cui la parte di base (6a) di detto ricettacolo (6) si raccorda con detto elemento piastriforme (3) attraverso una porzione radialmente rientrante (6e), in modo tale per cui fra l’elemento piastriforme (3) e detta parte di base (6a) risulta definito un interstizio di separazione (21).
7. 7. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni da 3 a 6, in cui detto elemento tubolare (2) è connesso ad una protuberanza centrale (5) di detto elemento piastriforme (3), ed è preferibilmente di ottone.
8. 8. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui detta guida d’onda astiforme (11) è contenuta all’interno di una guaina (12), preferibilmente di materia plastica.
9. 9. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui detta guida d’onda astiforme (11) si estende all’interno di un ulteriore elemento tubolare (13), preferibilmente coassiale con detto elemento tubolare (2).
10. 10. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui all’estremità distale di detto elemento tubolare (2) è connesso un elemento terminale (14) presentante almeno un’apertura per il passaggio di detto liquido.
11. 11. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui detti mezzi circuitali di controllo ed elaborazione (17) sono alloggiati all'interno di detto ricettacolo (6).
12. 12. Dispositivo rilevatore del livello di un liquido in un contenitore, in particolare per sistemi per la prevenzione di incendi, sostanzialmente secondo quanto descritto ed illustrato e per gli scopi specificati.