PT1381743E - Processo de filtração para piscinas com multiplicadores de débito de água. - Google Patents

Description

ΕΡ 1 381 743/ΡΤ

DESCRIÇÃO "Processo de filtração para piscinas com multiplicador de débito de água" 0 presente invento tem por objecto um processo de filtração para piscinas, que permite melhorar consideravelmente a eficácia da filtração, aumentando o débito de água filtrada sem, no entanto, aumentar a potência das bombas requeridas para colocação em circulação da água.

Inversamente, é possível por meio de bombas de potência reduzida, manter a mesma qualidade de filtração que a que era obtida com as bombas de potência superior. 0 documento US-4 826 591 descreve um processo de filtração para piscinas, o qual utiliza o débito da água de compressão de uma bomba de circulação, para a enviar para um multiplicador de débito, constituído, essencialmente, por uma agulheta convergente, seguida de uma agulheta divergente com, numa localização intermédia, uma admissão do débito da água da compressão da bomba. As agulhetas divergente e convergente estão separadas uma da outra. A entrada do lado da agulheta convergente comunica com uma admissão da água a filtrar, proveniente do tanque da piscina, a água que passa num filtro disposto a montante desta entrada e cuja saída do lado da agulheta divergente desemboca no tanque.

De acordo com a patente US n.° 4 501 659 foi tentada uma abordagem de utilizar o débito de compressão da bomba, quer dizer a água, a qual é reenviada depois da filtração para o tanque, para se acrescentar ao débito de aspiração da água admitida num ralo junto, que actua como escumadeira de superfície, conhecido mais geralmente na técnica com o nome de "skimmer". Esta abordagem, a qual está ilustrada nomeadamente na Fig. 7 desta patente, a qual é repetida esquematicamente para explicação na Fig. 8 do presente pedido, utiliza o efeito conhecido chamado de "Venturi", enviando o débito de compressão da bomba por uma tubagem, indicada por 117, que desemboca numa tubeira 119 num orifício 124 na base do receptáculo 113, no qual a água do tanque penetra por uma abertura 114. A compressão da água da bomba 2 ΕΡ 1 381 743/ΡΤ de circulação, se a mesma é feita, por exemplo, com um débito de 10 m3 vai engendrar, pelo accionamento do veio de água, um débito de, por exemplo, 25 m3 na saída do orifício 124. São portanto 15 m3 de água que vão ser aspirados pela abertura 114, em vez de 10 m3 apenas se toda a água de compressão da bomba devesse ser reaprovisionada pela abertura 114. Além do que o aumento do débito não é realmente significativo, este dispositivo tem um emprego incómodo, que não permite, nomeadamente, a localização nos melhores locais da compressão e da aspiração, os quais vão estar forçosamente sobrepostos. Por outro lado, não está em questão neste documento, uma filtração que fale propriamente da água, mas apenas de recolher no ralo, referenciado por 134, as partículas maiores tais como folhas que podem aparecer na superfície da água. Para melhor compreender o princípio de funcionamento desta patente, pode-se referir a Fig. 9, na qual está esquematizado o circuito geral de implantação na piscina, supondo, por exemplo, que a aspiração de água se faz por intermédio de uma bomba 10, ao nível de uma válvula de fundo 11, que passa por um filtro 12, com a compressão em 13 (correspondente ao orifício 124 da Fig. 8) e a aspiração em 14, imediatamente por cima (correspondente à abertura de admissão 114) para uma reciclagem nesta parte do tanque de uma corrente de água que atravessa o ralo 134.

Contrariamente à abordagem do documento explicado atrás, utiliza-se, de acordo com o invento, pelo menos, uma parte do débito da água de compressão da bomba de circulação para a enviar para, pelo menos, um multiplicador de débito, constituído essencialmente de uma agulheta convergente, seguida de uma agulheta divergente com, na localização intermédia, uma admissão do dito débito da água de compressão da bomba, comunicando a entrada do lado da agulheta convergente do multiplicador de débito com, pelo menos, uma admissão da água a filtrar, proveniente do tanque da piscina e que passa num filtro, disposto de modo conveniente a montante desta entrada, e cuja saída do lado da agulheta divergente desemboca no tanque, formando a descarga.

Além do que, como aparece mais claramente da descrição que se vai seguir, o multiplicador de débito, de acordo com o invento, é nitidamente mais eficaz que o dispositivo com 3 ΕΡ 1 381 743/ΡΤ accionamento por tubeira do documento US n.° 4 501 659, o processo do invento permite filtrar o débito de água multiplicado total e, por outro lado, permite reinjectar a água de compressão com o seu débito multiplicado em qualquer local apropriado do tanque. O invento refere-se portanto a um multiplicador de débito, de acordo com a reivindicação 1 e as reivindicações dependentes 2 a 4. O mesmo refere-se também a um processo de acordo com as reivindicações 5 a 8 e a uma piscina de acordo com a reivindicação 9. O invento e sua realização serão mas claramente salientados com o auxilio da descrição que se vai seguir, feita com referência aos desenhos anexos, nos quais: a Fig. 1 ilustra de modo esquemático um circuito clássico de filtração e circulação da água de uma piscina; a Fig. 2 ilustra em vista de topo o tanque da piscina, equipado com o circuito de filtração e circulação esquematizado na Fig. 1; a Fig. 3 ilustra, como a Fig. 1, um circuito de filtração e circulação da água de uma piscina, modificado de acordo com o principio do invento; a Fig. 4 ilustra em vista de topo o tanque da piscina, equipado com o circuito de filtração e de circulação esquematizado na Fig. 2; a Fig. 5 mostra, em corte transversal, um sistema de filtração de acordo com o invento, que utiliza uma admissão de água a filtrar, disposta na boca de um "skimmer"; a Fig. 6 ilustra em vista de topo um tanque de piscina equipado como a Fig. 4, mas com uma disposição algo pouco diferente dos débitos de aspiração e de compressão do sistema; a Fig. 7 ilustra em corte longitudinal um multiplicador de débito de água concebido de acordo com o invento; 4 ΕΡ 1 381 743/ΡΤ a Fig. 8 mostra em corte transversal, de modo semelhante à Fig. 5, um equipamento conhecido da técnica anterior; a Fig. 9 ilustra em vista de topo o tanque da piscina, equipado com um circuito de filtração e de circulação, que utiliza o dispositivo da Fig. 8, e a Fig. 10 mostra em escala maior o pormenor indicado por X na Fig. 7.

Faremos referência, em primeiro lugar, às Figs. 1 e 2 dos desenhos, as quais ilustram um esquema clássico de filtração e circulação, adaptado a uma piscina clássica de tipo familiar, que pode, por exemplo, ter dimensões de 5 m de largura e 10 m de comprimento, com uma escada na extremidade para acesso ao tanque numa zona de pequena profundidade e com um tanque mais profundo oposto com uma fossa de mergulho, na qual se situa, no centro e no ponto baixo, uma válvula de fundo.

Está também indicado por 10 nestes esquemas, um corpo de bomba accionada por um motor eléctrico 11, por 12 um filtro de areia ou de cartucho, por 13, 15, 16, 17 e 17', diversas válvulas, que permitem abrir ou obturar as tubagens, nas quais estas válvulas estão montadas. Encontra-se também indicado por 18 uma tubagem, a qual desemboca em 19 numa tomada para o dispositivo de varrimento, por 20 uma tubagem que desemboca na válvula de fundo 21, por 22 uma tubagem que desemboca num "skimmer" 23 ou por 22, 22' nos dois "skimmers" 23, 24. Todas estas tubagens estão ligadas através das válvulas 15, 16, 17 e 17' a uma tubagem 25, a qual comunica com o lado de aspiração da bomba 10. O lado da compressão da bomba 10 envia a água a filtrar por uma tubagem 26 para o filtro 12, sendo a água filtrada descarregada, através da válvula 13 aberta, para uma tubeira de compressão 27 ou mais em geral duas tubeiras de compressão 27, 28 para as tubagens 29, 29'.

Supõe-se, por exemplo, que o débito da bomba 10 é de 10 m3/h com uma pressão de cerca de 1 bar, isto é que se trata de uma bomba normalizada clássica, (seguidamente dir-se-á simplesmente 10 m3), os débitos na aspiração e na 5 ΕΡ 1 381 743/ΡΤ compressão são tais como indicado nos esquemas e, por exemplo, no caso de duas compressões por tubeiras 27, 28 e de três aspirações, respectivamente, na válvula de fundo 21, e nos "skimmers" 23, 24, teremos um débito de compressão de 5 m3 por cada tubeira 27, 28, um débito de aspiração, por exemplo, de 5 m3 na válvula de fundo 21, e dois débitos de aspiração, respectivamente, de 2,5 m3 nos dois "skimmers" 23 e 24.

Se pretendermos passar o dispositivo de varrimento ligado à tomada 19, fecham-se as válvulas aspiração 16, 17 e 17' e abre-se a válvula 15 do dispositivo de varrimento. Dispõe-se assim de um débito de aspiração de 10 m3 (o débito da bomba 10) para passar o dispositivo de varrimento nas condições mais eficazes. Vão ser agora referidos os esquemas das Figs. 3 e 4, nos quais foram utilizadas as mesmas referências numéricas que nas Figs. 1 e 2, para designar os elementos semelhantes que se encontram nas duas instalações. Encontra-se de novo também a bomba 10 com o seu bloco de motor 11, o filtro 12, a tubagem 20 de ligação à válvula de fundo 21, a tubagem 18 de ligação à tomada de dispositivo de varrimento 19, e as válvulas 15 e 16, previstas nas tubagens 18 e 20.

Contrariamente ao esquema das instalações clássicas, a água de compressão que sai do filtro 12 pela tubagem 29 não é enviada para uma tubeira de compressão no tanque da piscina. Este débito de água filtrada (de 10 m3 no exemplo escolhido da bomba 10) é enviado para um multiplicador de débito, concebido de modo específico para os objectivos do invento. A construção deste multiplicador de débito será explicitada com pormenor a seguir em relação à Fig. 7.

Brevemente descrito, este multiplicador de débito, referenciado por 30 no seu conjunto, é constituído pela montagem topo a topo de duas agulhetas, respectivamente, convergente à entrada e divergente à saída (fazendo referencia ao sentido de circulação da água nas agulhetas) e de um anel disposto ao nível do estrangulamento de comunicação das duas agulhetas, que rodeia a secção estreitada, anel para o qual é levada a água de compressão da 6 ΕΡ 1 381 743/ΡΤ bomba, a qual desemboca por uma fenda anelar no início da agulheta divergente.

Este multiplicador de débito produz assim uma aspiração na agulheta de admissão (a agulheta convergente) com um débito multiplicado por um factor compreendido entre 2 e 3, precisamente no exemplo de realização, ilustrado e realizado de 2,6. Assim, quando se admite um débito de 10 m3 no anel de aceleração do débito, é um débito de 26 m3, o qual é aspirado ao nível da entrada do dispositivo e, portanto, um débito de 36 m3, o qual é descarregado à saída.

De acordo com o invento esta disposição é utilizada, de modo vantajoso, pondo a entrada do lado da agulheta convergente do multiplicador 30 com, pelo menos, uma admissão de água a filtrar, proveniente do tanque da piscina e que vai ser enviada para um filtro, disposto de modo conveniente a montante desta entrada, enquanto que a saída do lado da agulheta divergente vai desembocar no tanque, formando a descarga no local mais apropriado para a colocação em circulação da água do tanque. No exemplo ilustrado, o qual constitui uma realização perfeitamente apropriada, a admissão de água a filtrar é constituída por uma boca do "skimmer". Assim, nos esquemas das Figs. 3 e 4 encontra-se a boca do "skimmer" 23.

No entanto, contrariamente a uma entrada de "skimmer" clássica, imediatamente a jusante da boca 23, está disposto um filtro, por exemplo, de cartucho 31. A disposição deste filtro em relação ao tanque da piscina está ilustrada com mais pormenor a seguir na Fig. 5. Com esta disposição, a instalação vai permitir filtrar não apenas os 10 m3 de água que chegam pela tubagem 26 ao filtro 12, mas 26 m3 suplementares que chegam pelo "skimmer" 23 e que passam no filtro 31. Paralelamente, a saída do dispositivo multiplicador de débito desemboca numa conduta de diâmetro apropriado 32, a qual termina numa tubeira de compressão 33, disposta no tanque da piscina num local apropriado, para realizar melhor a colocação em circulação da água do tanque.

Bem entendido, a instalação do dispositivo multiplicador permite todas as variantes possíveis e imagináveis da 7 ΕΡ 1 381 743/ΡΤ disposição. Como mostrado, por exemplo, na Fig. 6, os 36 m3 do débito de água descarregados à saída do dispositivo multiplicador podem ser enviados, como no esquema clássico da disposição da Fig. 2, por as duas tubeiras, tais como 27 e 28, mas as quais receberão cada uma delas um débito de 18 m3 em vez dos 5 m3 obtidos no esquema clássico à partir de uma bomba da mesma potência. E de modo semelhante, a aspiração no dispositivo multiplicador pode ser feita por intermédio dos dois "skimmers" 23 e 24 da disposição da Fig. 2, mas com um débito de aspiração desta vez de 13 m3 em vez dos 2,5 m3 obtidos no esquema clássico. Por outro lado, cada um dos dois "skimmers" 23 e 24 estará equipado, vantajosamente, com um filtro, por exemplo, do tipo descrito a seguir na Fig. 5. A comparação dos esquemas das Figs. 2 e 6 faz salientar imediatamente as vantagens consideráveis obtidas, quando se utiliza o processo aperfeiçoado do invento, o qual permite com a potência do motor constante, aumentar de modo muito considerável o débito de água filtrada e a eficácia da colocação em circulação da água do tanque. Inversamente, é possível de reduzir a potência do motor para se obter, pela utilização de um multiplicador de débito, de acordo com o invento, uma filtração tão eficaz como com uma instalação clássica, equipada com um motor mais potente.

As vantagens que daqui resultam encontram-se, portanto, ao nível do consumo de corrente para accionar o motor, ao nível do consumo dos produtos para manter a qualidade da água das piscinas, ao nível da eficácia da colocação em circulação da água e, em particular, de uma limpeza muito mais eficaz da água superficial.

Referimos agora a Fig. 5, na qual está ilustrado um modo de realização possível de uma admissão de água a filtrar, proveniente do tanque da piscina e a qual vai ser aspirada pelo multiplicador de débito, de acordo com o invento.

De acordo com o modo de realização esquematizado no desenho, foi ilustrado em 34 a parede do tanque, a qual retém a água até ao nível indicado por 35 na piscina. Através da parede 34, na sua parte alta, está prevista uma abertura 36, a qual desemboca de modo clássico por detrás da parede 34 num 8 ΕΡ 1 381 743/ΡΤ volume retirado 37, ο qual recebe a água, como indicado pela seta, admitida através da abertura 36, em cuja entrada se vê uma aba articulada 48 clássica. No volume 37 encontra-se um ralo igualmente clássico 38, susceptivel de reter os detritos flutuantes importantes, tais como, por exemplo, as folhas. Assim, a água sem estes detritos é normalmente reciclada para a bomba 10 por uma tubagem tal como a 22, ilustrada nas Figs. 1 e 2.

De acordo com o invento, por debaixo do ralo 38 o volume 37 prolonga-se por um comprimento suficiente para receber um filtro 39, por exemplo, do tipo com cartucho. A água sem os seus detritos maiores, os quais foram recolhidos na superfície do tanque e os quais ficaram no ralo 38, atravessa o filtro 39 e assim filtrada na base por uma tubagem 40, de secção e de perfil apropriados (os quais não foram ilustrados aqui, mas que serão calculados em função, nomeadamente, dos débitos de passagem), cuja tubagem está ligada à entrada do multiplicador de débito 30 do invento. Este aparelho funciona, como será em seguida explicado em pormenor em relação à Fig. 7, sendo alimentado por um anel de admissão situado na junção das agulhetas, respectivamente, convergente e divergente do aparelho, cujo anel recebe o débito de compressão proveniente da bomba 10 pela tubagem 29. Na saída do aparelho 30 a soma do débito de água, aspirado através do "skimmer" e do débito de água comprimido pela bomba para a tubagem 29, encontra-se na conduta de saída 32 para ser dirigida, como ilustrado nas Figs. 3, 4 ou 6 para a tubeira de compressão 33, ou para as tubeiras de compressão 27, 28.

Será agora referida a Fig. 7, na qual foi ilustrado um multiplicador de débito de água, concebido de acordo com o invento. O aparelho ou dispositivo, referenciado no seu conjunto por 30, é composto, essencialmente, como já indicado mais acima, por uma agulheta convergente de admissão da água 41, a qual se prolonga por uma agulheta divergente de evacuação da água 43, as duas agulhetas ligam-se, na sua região de estreitamento, comunicando com um anel 42 por intermédio de uma fenda 44, dirigida paralelamente ao eixo y'y do aparelho e na direcção de jusante, quer dizer na direcção de y'y. 9 ΕΡ 1 381 743/ΡΤ

Como já indicado, a água de compressão da bomba de circulação 10 da piscina chega por uma tubagem 29, que penetra no volume do anel 42. É esta injecção de água no anel 42 pelo intervalo da direcção da fenda 44, que assegura a aspiração da água na agulheta convergente de entrada 41 e a sua aceleração para se evacuar pela agulheta divergente 43. Observa-se que o anel 42 inclui uma parte com secção transversal essencialmente circular, excepto numa parte interna indicada por 45, a qual vem em plano inclinado ligar-se com um ângulo obtuso à fenda 44. O ângulo de convergência α da agulheta 41 é, vantajosamente, da ordem de 15 graus, enquanto que o ângulo de divergência β da agulheta 43 é vantajosamente da ordem de 7 graus.

Como indicado no desenho, para um fabrico prático, o anel de recolha de água proveniente da bomba e as duas agulhetas são, vantajosamente, formados por moldação em material de plástico em duas peças reunidas ao longo de plano de junção médio do anel. Cada uma das duas peças em questão pode ela mesma ser formada em duas metades longitudinais simétricas, reunidas segundo um plano de junção médio longitudinal. Em cada extremidade da agulheta convergente e da agulheta divergente estão formados ressaltos, nos quais se vão ligar, com diâmetro constante, os respectivos bocais 40 de admissão de água vinda do filtro 39, e 32 de compressão da água para o tanque. O desenho cotado proporciona as dimensões, as quais fornecerão toda a satisfação nas condições indicadas do débito da bomba de circulação e do diâmetro dos bocais. Salienta-se também um diâmetro interior de 100 mm para o bocal 40, um diâmetro interior de 120 mm para o bocal 43, um comprimento de 37,32 mm para a agulheta convergente 41 propriamente dita, um comprimento de 133,57 mm para a agulheta divergente propriamente dita, um diâmetro interior de 80 mm ao nivel da parede da fenda do lado interno e um diâmetro de 84,30 mm ao nivel da parede da fenda do lado externo com uma largura de fenda da ordem de 1,45 mm ([87,20 - 84,30]/2). Observa-se igualmente que a extremidade 47 da parede 46 da fenda 44 (ver nomeadamente a Fig. 10) é 10 ΕΡ 1 381 743/ΡΤ ligeiramente arredondada e virada para o interior para um rendimento máximo do multiplicador. Com uma tal construção, quando a bomba de compressão envia para o volume do anel 42 um débito de 10 m3, observa-se um débito de aspiração a regime constante para a entrada 41 de 26 m3 e, por conseguinte, um débito de compressão de 36 m3 no bocal 32.

De modo mais geral, pensa-se que as dimensões do aparelho multiplicador de débito serão função dos débitos de água previstos, e que, de modo geral, será suficiente efectuar uma homotetia para adaptar o aparelho a débitos maiores ou a débitos menores.

Uma vantagem do invento é que a sua aplicação permite uma muito grande flexibilidade de emprego, em particular, ao nivel da repartição, em torno do tanque, das aspirações e compressões. Por exemplo, pode-se imaginar, nomeadamente, no caso de uma piscina colectiva, dispor as aspirações filtradas numa extremidade do bordo do tanque e as compressões opostas, criando assim um efeito de rio na superfície da água.

Ainda que tenha sido indicado acima que se dispunha o filtro «convenientemente» a montante da entrada de água admitida no multiplicador de débito, parece que o filtro poderia ser disposto algures no circuito de água multiplicada, mas a disposição a montante preconizada parece, em geral, preferível.

Do mesmo modo, nos esquemas, mostrou-se o filtro 12 clássico disposto a jusante da bomba de circulação; a sua localização poderia, no entanto, ser diferente, ou seja, este filtro poderia ser suprimido.

Lisboa,

Claims (9)

1. ΕΡ 1 381 743/ΡΤ 1/2 REIVINDICAÇÕES 1 - Multiplicador de débito de água para a realização de um processo de filtração de água de piscina, a qual circula sob a acção de uma bomba (10), do tipo que compreende uma agulheta convergente (41), disposta de um lado de aspiração e uma agulheta divergente (43), disposta de um lado de compressão, caracterizado por compreender ainda um estrangulamento de secção, disposto entre as agulhetas divergente e convergente, e, ao nivel do estrangulamento e entre as duas agulhetas, as quais se ligam, um anel (42) que rodeia a secção estreitada, sendo a água de compressão da bomba (10) levada para dentro do anel, o qual desemboca por uma fenda anelar (44) no inicio da agulheta divergente (43).
2. 2 - Multiplicador de débito de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a agulheta convergente (41) fazer um ângulo de cerca de 15° e a agulheta divergente (43) fazer um ângulo de cerca de 7o.
3. 3 - Multiplicador de débito de acordo com uma das reivindicações 1 e 2, caracterizado por o anel (42) ter uma secção sensivelmente circular excepto numa parte interna (45) ou o mesmo ir em plano inclinado ligar-se com um ângulo obtuso à fenda anelar (44) de injecção de água.
4. 4 - Multiplicador de débito de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por o anel e as duas agulhetas serem formados por duas peças, obtidas por moldação e reunidas ao longo de um plano de junção médio do anel.
5. 5 - Processo de filtração para piscinas pela utilização de um multiplicador de débito de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por compreender a colocação em comunicação da entrada da agulheta convergente com, pelo menos, uma admissão de água a filtrar, proveniente de um tanque da piscina, circulando a água num filtro (31), disposto a montante desta entrada, formando a colocação em comunicação da saida da agulheta divergente com o tanque da piscina uma compressão, e a transmissão de, pelo menos, uma ΕΡ 1 381 743/ΡΤ 2/2 parte do débito da água de compressão da bomba de circulação (10) no anel do multiplicador de débito (30).
6. 6 - Processo de filtração para piscinas de acordo com a reivindicação 5, caracterizado por compreender a circulação de, pelo menos, uma corrente de água, escolhida entre a água da admissão de água a filtrar e a dita parte do débito de água da bomba, numa boca (36) do "skimmer".
7. 7 - Processo de filtração para piscinas de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por compreender a montagem do filtro (31), disposto a montante da entrada da agulheta convergente (41) imediatamente por debaixo de um ralo (38) colocado na entrada do "skimmer".
8. 8 - Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 a 7, caracterizado por compreender a colocação em comunicação da saida da agulheta divergente (43) com diversas compressões (33, 27, 28), repartidas convenientemente no tanque para assegurar a circulação da água.
9. 9 - Piscina caracterizada por a mesma estar equipada com um multiplicador de débito de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4 para a realização de um processo de filtração de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 a 8. Lisboa,