ITVI20130080A1 - Dispositivo filtrante per liquidi - Google Patents

Description

DISPOSITIVO FILTRANTE PER LIQUIDI

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La presente invenzione si riferisce genericamente ad un dispositivo filtrante per liquidi.

Più in particolare, l’invenzione riguarda un dispositivo filtrante per liquidi, in particolare acqua potabile, atto alla separazione del liquido introdotto da impurità e/o sostanze nocive, nonché alla diretta erogazione del liquido appena filtrato all’interno di appositi contenitori; il dispositivo filtrante à ̈ altresì dotato di alcuni accorgimenti tecnici per permettere di ottimizzare l’utilizzo del materiale filtrante e garantire una portata ed una efficacia costante nel tempo.

Inoltre, grazie ad una particolarità costruttiva, à ̈ possibile avere un’azione di by-pass con diverse posizioni per regolare il grado di filtrazione.

Sono tuttora noti sistemi di separazione dell’acqua da impurità e/o sostanze nocive, ad uso domestico o industriale, che comprendono un involucro di supporto ed un materiale filtrante al suo interno.

Alcuni di tali sistemi, e in particolare quelli ad uso industriale, presentano una pressione molto alta dell’acqua, dovuta all’elevata portata del sistema idrico a cui sono connessi; per questo motivo, essi hanno uno sviluppo prevalentemente verticale, in modo da prolungare il più possibile il contatto dell’acqua con il materiale filtrante.

Tali sistemi, tuttavia, presentano l’inconveniente di creare dei percorsi preferenziali per il flusso d’acqua, facendo lavorare solo una parte del materiale filtrante inserito all’interno dell’involucro, e, di fatto, sprecando tutto il materiale circostante.

Altri sistemi, atti in particolare all’uso domestico, presentano uno sviluppo sostanzialmente orizzontale ed una suddivisione del flusso d’acqua in due all’interno dell’involucro stesso.

Tuttavia, tali sistemi presentano l’inconveniente di non garantire la costanza di portata e/o l’uniformità di distribuzione dell’acqua all’interno dell’involucro, né la conseguente uniformità di sfruttamento del materiale.

Un altro inconveniente riscontrato in alcuni sistemi noti à ̈ dato dalla (seppur minima) fuoriuscita di materiale filtrante all’interno del contenitore dell’acqua filtrata, con le ovvie conseguenze del caso. Scopo della presente invenzione à ̈, quindi, quello di ovviare agli inconvenienti dell’arte nota sopra menzionati e, in particolare, quello di realizzare un dispositivo filtrante per liquidi, che consenta di massimizzare il tempo di contatto tra il liquido ed il materiale filtrante, nonché una maggiore uniformità di distribuzione del liquido all’interno del materiale filtrante e lo sfruttamento del suddetto materiale.

Altro scopo dell’invenzione à ̈ quello di realizzare un dispositivo filtrante per liquidi, che sia atto a fornire le corrette perdite di carico per rallentare la portata di liquido e, al contempo, evitare che il materiale filtrante fuoriesca dal filtro stesso.

Ulteriore scopo della presente invenzione à ̈ quello di realizzare un dispositivo filtrante per liquidi, che fornisca altresì la possibilità all’utente di impostare un certo grado di filtraggio.

Questi ed altri scopi sono raggiunti da un dispositivo filtrante per liquidi, in particolare acqua potabile, secondo la rivendicazione 1 allegata; ulteriori caratteristiche di dettaglio sono riportate nelle rivendicazioni dipendenti successive.

In modo vantaggioso, il dispositivo filtrante secondo la presente invenzione presenta una struttura interna a settori radiali multipli, in modo da ottenere un percorso del liquido il più lungo possibile all’interno del materiale filtrante.

In particolare, la struttura a settori multipli proposta richiede che il materiale filtrante sia disposto come un letto; la suddivisione permette una maggiore uniformità di distribuzione del liquido, che passa nei settori in modo uniforme, senza creare percorsi preferenziali e rischiare così di far lavorare solo una parte del materiale filtrante.

La soluzione tecnica proposta migliora, quindi, l’uniformità di distribuzione e lo sfruttamento del materiale filtrante.

Inoltre, il dispositivo filtrante secondo l’invenzione presenta una bandella circolare appositamente rese elastica e deformabile in modo da inserire il dispositivo nell’apposita sede ed avere anche una tenuta al liquido, nonché garantire che la cartuccia stessa sia saldamente inserita nella propria sede.

Ulteriormente, tutti i settori convogliano radialmente in vari sfoghi centrali di uscita; anche questa soluzione tecnica contribuisce a massimizzare il tempo di contatto tra il liquido ed il materiale filtrante, lasciando che il materiale all’interno della cella lavori con efficacia e con portata uniforme.

Uno o più fori di uscita, poi, sono integrati nella vaschetta della cartuccia filtrante ed il diametro degli stessi à ̈ calcolato affinché siano fornite le giuste perdite di carico per rallentare la portata dell’acqua.

Sul foro di uscita à ̈ altresì sovrapposta una rete micrometrica (con apertura da circa 150 micron) mediante una tecnica di co-stampaggio, che contribuisce a fornire le corrette perdite di carico per rallentare la portata dell’acqua e, allo stesso tempo, evitare che il materiale filtrante fuoriesca dalla cartuccia.

L’elemento di copertura presenta, inoltre, una serie di asole (anch’esse ottenute per co-stampaggio, con vantaggi di uniformità e ritenuta del materiale, oltre alla maggiore semplicità e precisione in fase di stampaggio plastico dell’elemento), le cui dimensioni e posizionamento sono atte a garantire un corretto ingresso dell’acqua con la giusta portata e distribuire uniformemente l’ingresso dell’acqua in tutte le zone del filtro, in particolare in corrispondenza dei settori realizzati con andamento a spirale.

La struttura a tronco di cono, poi, facilita la spinta dell’aria, durante la fase di riempimento del dispositivo con il liquido, nella zona centrale, nella quale à ̈ presente uno sfogo per l’uscita dell’aria stessa.

Infine, un sistema di by-pass integrato nel dispositivo filtrante fornisce la possibilità all’utente di impostare il grado di filtraggio desiderato semplicemente ruotando una maniglia posta al di sopra del camino; il sistema di by-pass, consentendo di allineare opportunamente dei fori o delle feritoie, permette di far transitare una parte d’acqua direttamente verso il foro di uscita del dispositivo filtrante senza incontrare il materiale attivo.

La linguetta ergonomica utilizzata per la regolazione del sistema di by-pass risulta inoltre utilizzabile come maniglia per impugnare la cartuccia filtrante ed inserirla o estrarla dalla propria sede.

Ulteriori scopi e vantaggi della presente invenzione risulteranno chiari dalla descrizione che segue, che si riferisce ad un esempio pratico di realizzazione, esemplificativo e preferito, ma non limitativo, del dispositivo filtrante per liquidi, oggetto della presente invenzione, e dai disegni annessi, nei quali:

- la figura 1 Ã ̈ una vista prospettica di un esempio realizzativo di un dispositivo filtrante per liquidi, secondo la presente invenzione;

- la figura 2 à ̈ una vista parzialmente in sezione di una cartuccia filtrante impiegata nel dispositivo di cui alla figura 1, secondo l’invenzione;

- la figura 3 Ã ̈ una vista in esploso della cartuccia filtrante di cui alla figura 2, secondo la presente invenzione;

- la figura 4 à ̈ una vista in pianta dall’alto della cartuccia filtrante di cui alla figura 2, secondo la presente invenzione;

- la figura 5 à ̈ una vista in pianta dall’alto della cella interna della cartuccia di cui alla figura 2, secondo la presente invenzione.

Con particolare riferimento alla figura 1 menzionata, il dispositivo filtrante per liquidi, secondo l’invenzione, à ̈ atto ad essere posizionato, in modalità operativa, superiormente ad un contenitore 15 di raccolta del liquido filtrato e comprende, come direttamente rilevabile dalla suddetta figura 1 allegata, una caraffa trasparente 10, dotata di manico 11 e coperchio 12 e posta superiormente ad una cartuccia filtrante 13, la quale, a sua volta, à ̈ connessa superiormente ad un elemento sagomato 14 di accoppiamento fra la cartuccia filtrante 13 ed il contenitore 15 di raccolta del liquido filtrato.

L’elemento sagomato 14 può disporre di una serie di alette radiali interne, atte ad inserirsi in rispettive sedi ricavate sul collo del contenitore 15, e può comprendere altresì una basetta recante un datario per una corretta sostituzione del materiale filtrante.

Il corpo di contenimento 16 della cartuccia filtrante 13 à ̈ riempito con materiale filtrante, in particolare comprendente carbone attivo argentizzato e resina a scambio ionico, con granulometria opportunamente scelta affinché i materiali possano essere opportunamente mescolati e formare un letto filtrante uniforme.

Con riferimento alle figure allegate da 2 a 5, la cartuccia filtrante 13 comprende un corpo di contenimento 16 con uno stelo centrale 17, attorno al quale à ̈ realizzata una struttura settoriale radiale composta da una serie di settori interni 18, posti in verticale in modo da avere un andamento complessivo a spirale, al fine di massimizzare l’efficacia di scambio della resina e la distribuzione del liquido all’interno del materiale filtrante, aumentandone così il più possibile il percorso ed il tempo di contatto.

L’ingresso e l’uscita del liquido nella cartuccia filtrante 13 sono disposte radialmente opposte e, in particolare, l’ingresso del liquido à ̈ perimetrale, tramite una serie di aperture 19 (che, preferibilmente, sono sagomate a forma di asola), previste sul perimetro laterale del coperchio 20 del corpo di contenimento 16 (entro le quali fluisce il liquido inserito all’interno della caraffa 10), mentre l’uscita del liquido, che avviene tramite una o più aperture o fori 21 di diametro calibrato, risulta centrale, rispetto al fondo del corpo di contenimento 16, in modo da massimizzare il tempo di contatto del liquido, aumentandone il percorso all’interno del materiale filtrante.

Sia le aperture di ingresso 19 che le aperture di uscita 21 presentano dimensioni calibrate al fine di prevedere una determinata portata prestabilita e sono dotate di una rete micrometrica, in modo da introdurre delle perdite di carico e fare in modo che il materiale filtrante abbia il tempo di agire sul liquido.

La rete, inoltre, permette l’ingresso del liquido ed evita la fuoriuscita del materiale filtrante, oltre che a provvedere a realizzare un filtraggio meccanico per le impurità; la suddetta rete micrometrica à ̈ applicata durante la fase di stampaggio degli elementi, tramite un’operazione di co-stampaggio, che permette di risparmiare ulteriori processi.

Il coperchio 20 del corpo di contenimento 16 presenta, in modo vantaggioso, una struttura conica o piramidale, al centro della quale à ̈ realizzata una struttura circolare 22, dotata di aperture verticali circonferenziali 23, in grado di favorire lo sfogo dell’aria (con una sorta di effetto camino) all’interno della cartuccia filtrante 13 e, contemporaneamente, evitare che il materiale filtrante contenuto all’interno del corpo 16 venga espulso attraverso il coperchio 20 e fuoriesca nel liquido contenuto nella caraffa 10.

Sulla sommità del coperchio 20 ed in corrispondenza dell’apertura 24 individuata dalla struttura circolare 22 sul coperchio 20 à ̈ inserito un tappo 25, che presenta una manopola centrale 26 utilizzabile come maniglia per inserire e togliere la cartuccia filtrante 13 dalla sua sede.

La rotazione della manopola centrale 26 permette altresì all’utente di scegliere quanto liquido far passare all’interno del materiale filtrante della cartuccia 13 e quanto liquido, invece, far defluire direttamente verso l’uscita, all’interno dello stelo centrale 17, senza che lo stesso subisca il trattamento di filtrazione.

Ciò avviene in quanto sulla superficie del tappo 25 sono presenti delle zone microforate 28 (o aventi una rete co-stampata), che possono essere allineate, almeno parzialmente, tramite la rotazione della manopola centrale 26, con asole sottostanti 27 praticate su un corpo o tubo cilindrico interno allo stelo 17.

In tal modo à ̈ possibile regolare il flusso di liquido da filtrare e/o selezionare il flusso di liquido da deviare direttamente verso l’uscita, senza subire alcuna operazione di filtraggio; in particolare, le asole libere 27 rappresentano la vera uscita dell’acqua non trattata dal dispositivo filtrante.

Questo sistema integrato di by-pass permette al dispositivo filtrante secondo l’invenzione di adattarsi meglio alle condizioni del liquido (in particolare acqua) in ingresso e consente all’utente la possibilità di scegliere il grado di filtrazione desiderato.

La cartuccia filtrante 13 ha una capacità di filtraggio fino a circa 150 litri, con tempi di sostituzione che dipendono comunque dalla frequenza di utilizzo del dispositivo e dalla composizione chimica del liquido utilizzato e che possono arrivare fino a 1 mese (la tempistica à ̈ considerata come valore medio per una frequenza di utilizzo di una famiglia che consuma circa 3 litri al giorno di acqua potabile con composizione chimica rispondente ai limiti imposti dalle vigenti norme di legge).

Dalla descrizione effettuata risultano chiare le caratteristiche del dispositivo filtrante per liquidi, in particolare acqua potabile, che à ̈ oggetto della presente invenzione, così come chiari ne risultano i vantaggi.

In particolare, essi sono rappresentati da:

- massimizzazione del percorso ed uniformità di distribuzione del liquido all’interno del materiale filtrante grazie alla presenza di una struttura interna a settori radiali multipli;

- integrazione dei fori di uscita nel corpo di contenimento della cartuccia filtrante;

- ottenimento delle corrette perdite di carico per rallentare la portata di liquido ed evitare che il materiale filtrante fuoriesca dalla cartuccia;

- corretto ingresso del liquido con la giusta portata e distribuzione uniforme dello stesso in tutte le zone della cartuccia filtrante;

- spinta dell’aria facilitata durante la fase di riempimento con il liquido;

- uniformità e ritenuta del materiale impiegato;

- maggiore semplicità e precisione in fase di stampaggio plastico degli elementi co-stampati; - utilizzo di un sistema di by-pass, secondo cui l’utente à ̈ in grado di impostare il grado di filtraggio semplicemente ruotando una linguetta posta su un tappo al di sopra del coperchio “a camino†della cartuccia filtrante;

- utilizzo della medesima linguetta quale maniglia per impugnare la cartuccia filtrante, al fine di inserirla o estrarla dalla propria sede.

E’ chiaro infine che numerose altre varianti possono essere apportate al dispositivo filtrante in questione, senza per questo uscire dai principi di novità dell’idea inventiva, così come à ̈ chiaro che, nella pratica attuazione dell’invenzione, i materiali, le forme e le dimensioni dei dettagli illustrati possono essere qualsiasi a seconda delle esigenze e gli stessi possono essere sostituiti con altri tecnicamente equivalenti.

Claims (11)

1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo filtrante per liquidi, atto ad essere posizionato, in modalità operativa, superiormente ad almeno un contenitore (15) di raccolta di liquido filtrato, caratterizzato dal fatto di comprendere una caraffa (10), all’interno della quale viene versato il liquido da filtrare, che à ̈ posta superiormente ad una cartuccia filtrante (13), la quale, a sua volta, à ̈ connessa superiormente ad un elemento sagomato (14) di accoppiamento fra detta cartuccia filtrante (13) e detto contenitore (15) di raccolta di liquido filtrato.
2. 2. Dispositivo filtrante come alla rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto elemento sagomato (14) e detto contenitore (15) presentano reciproci mezzi di accoppiamento semi-amovibile.
3. 3. Dispositivo filtrante come ad almeno una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto elemento sagomato (14) comprende almeno una basetta recante un datario per una corretta sostituzione di detta cartuccia filtrante (13).
4. 4. Dispositivo filtrante come ad almeno una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta cartuccia filtrante (13) comprende un corpo di contenimento (16), riempito con materiale filtrante, che presenta una struttura settoriale radiale composta da una serie di settori interni (18) verticali e posizionati secondo un andamento a spirale.
5. 5. Dispositivo filtrante come ad almeno una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta cartuccia filtrante (13) include un coperchio (20) di detto corpo di contenimento (16), su cui sono praticate una serie di aperture perimetrali (19) di ingresso, dalle quali il liquido entra nella cartuccia (13).
6. 6. Dispositivo filtrante come ad almeno una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il liquido filtrato esce da detta cartuccia (13) tramite una o più aperture (21) di uscita, realizzate centralmente e sul fondo di detto corpo di contenimento (16).
7. 7. Dispositivo filtrante come ad almeno una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che dette aperture perimetrali (19) di ingresso e dette aperture di uscita (21) sono dotate di una rete micrometrica, realizzata per co-stampaggio.
8. 8. Dispositivo filtrante come ad almeno una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto coperchio (20) del corpo di contenimento (16) presenta una struttura conica, al centro della quale à ̈ realizzata una struttura circolare (22), dotata di aperture circonferenziali (23), che sono atte a favorire lo sfogo dell’aria all’interno della cartuccia filtrante (13).
9. 9. Dispositivo filtrante come ad almeno una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che sulla sommità del coperchio (20) ed in corrispondenza di detta struttura circolare (22) realizzata sul coperchio (20) à ̈ inserito un tappo (25), che presenta una manopola (26) utilizzabile per inserire e togliere la cartuccia filtrante (13) dalla sua sede.
10. 10. Dispositivo filtrante come ad almeno una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che una rotazione di detta manopola (26) permette all’utente di scegliere quanto liquido far passare all’interno del materiale filtrante della cartuccia (13) e quanto liquido far defluire direttamente verso l’uscita.
11. 11. Dispositivo filtrante come ad almeno una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che sulla superficie di detto tappo (25) sono presenti zone microforate o con rete co-stampata (28), che possono essere allineate, almeno parzialmente, tramite una rotazione di detta manopola (26), con aperture sottostanti (27) praticate su un corpo cilindrico interno a detto corpo di contenimento (16) della cartuccia filtrante (13), in modo da regolare il flusso di liquido da filtrare e/o selezionare il flusso di liquido da deviare direttamente verso l’uscita.