ITRM20130093A1 - Porta-sonda per sensore amperometrico - Google Patents

Description

PORTA-SONDA PER SENSORE AMPEROMETRICO

La presente invenzione riguarda un porta-sonda configurato per alloggiare un sensore amperometrico per rilevare la concentrazione di almeno una specifica sostanza eventualmente disciolta (e.g., il cloro) in un fluido, preferibilmente acqua, che fluisce nel porta-sonda, oltre eventualmente ad altre sonde di misura per rilevare parametri fisico-chimici del fluido, che consente di effettuare misure precise, efficienti ed affidabili della concentrazione di detta almeno una sostanza.

Nel seguito della presente descrizione, si farà riferimento principalmente ad un modulo porta-sonda per sensore amperometrico che costituisce una forma di realizzazione del porta-sonda per sensore amperometrico secondo l’invenzione, in cui il modulo porta-sonda per sensore amperometrico à ̈ assemblato in un porta-sonde modulare applicato al trattamento delle acque.

Si deve tuttavia tenere presente che il porta-sonda per sensore amperometrico secondo l’invenzione può essere un differente porta-sonda, ad esempio un porta-sonde monolitico (i.e. non modulare) configurato per alloggiare solo un sensore amperometrico oppure configurato per alloggiare, oltre al sensore amperometrico, altre sonde di misura per rilevare parametri fisico-chimici del fluido, come ad esempio flussimetri, e che il porta-sonda per sensore amperometrico secondo l’invenzione può essere applicato in qualsiasi altro contesto tecnologico in cui debbano essere monitorati e/o controllati i parametri fisico-chimici di un qualsiasi fluido, anche differente dall’acqua, rimanendo sempre nell’ambito di protezione della presente invenzione come definito dalle rivendicazioni allegate.

E’ noto che nel trattamento delle acque à ̈ essenziale rilevare parametri fisico-chimici dell’acqua stessa, in particolare la concentrazione di specifiche sostanze eventualmente disciolte (e.g., il cloro), oltre ad altri parametri quali, ad esempio, la portata volumetrica del flusso od il valore del pH. A tale scopo, vengono utilizzate delle sonde di misura, che vengono disposte lungo un percorso di rilevazione in cui fluisce almeno parzialmente l’acqua da sottoporre a rilevazione.

In particolare, tali sonde di misura sono alloggiate in un comparto dedicato di un porta-sonde monolitico, usualmente in materiale plastico, provvisto di un ingresso e di un’uscita, che fa parte di tale percorso di rilevazione.

Gli inventori hanno sviluppato un porta-sonde modulare composto da due o più moduli porta-sonda, in riferimento al quale verrà nel seguito illustrata l’invenzione.

Per misurare la concentrazione di specifiche sostanze eventualmente disciolte nel fluido, vengono comunemente utilizzati dei sensori amperometrici, come illustrato ad esempio dai documenti della tecnica anteriore WO 02/101400 A1 e WO 2012/085641 A1.

Tuttavia, le soluzioni proposte nella tecnica anteriore soffrono di alcuni inconvenienti dovuti principalmente alla non efficiente agitazione del soluto nel fluido in corrispondenza del sensore amperometrico, che fa sì che la misura non sia del tutto precisa, efficiente ed affidabile.

Lo scopo della presente invenzione à ̈, pertanto, quello di consentire di effettuare misure precise, efficienti ed affidabili della concentrazione di almeno una sostanza eventualmente disciolta in un fluido, preferibilmente acqua.

Forma oggetto specifico della presente invenzione un porta-sonde, avente una prima ed una seconda parete laterale, configurato per alloggiare un sensore amperometrico in una sede cava laterale, il porta-sonda comprendendo un ingresso ed una uscita ed un condotto longitudinale collegato a valle della sede cava laterale, il porta-sonda essendo configurato per ricevere un flusso di un fluido dall’ingresso all’uscita, il porta-sonda comprendendo altresì uno spazio collegato a valle dell’ingresso ed a monte della sede cava laterale, il porta-sonda essendo caratterizzato dal fatto che lo spazio à ̈ collegato alla sede cava laterale tramite una pluralità di due o più condotti interni tubolari inclinati di un angoloï ¡ di inclinazione rispetto ad un piano trasversale che attraversa la prima e la seconda parete laterale del porta-sonda.

Secondo un altro aspetto dell’invenzione, l’angolo ï ¡ di inclinazione di ogni condotto interno tubolare rispetto a detto piano trasversale può essere variabile da 20° a 30°.

Secondo un ulteriore aspetto dell’invenzione, l’angoloï ¡ di inclinazione di ogni condotto interno tubolare rispetto a detto piano trasversale può essere pari a 25°.

Secondo un aspetto aggiuntivo dell’invenzione, la sede cava laterale può essere collegata al condotto longitudinale tramite uno o più condotti planari orientati parallelamente ad un asse longitudinale del condotto verticale.

Secondo un altro aspetto dell’invenzione, detti uno o più condotti planari possono essere orientati ortogonalmente a detto piano trasversale che attraversa le pareti laterali destra e sinistra del porta-sonda.

Secondo un ulteriore aspetto dell’invenzione, lo spazio può comprendere una bocca, preferibilmente filettata, comunicante con l’esterno.

Secondo un aspetto aggiuntivo dell’invenzione, la bocca può essere collegata con l’ingresso tramite un condotto trasversale.

Secondo un altro aspetto dell’invenzione, il porta-sonda può comprendere altresì un condotto trasversale collegato tra l’ingresso del porta-sonda ed il condotto longitudinale, per cui il condotto trasversale à ̈ configurato per operare da by-pass per aria miscelata a detto fluido in ingresso al porta-sonda.

Secondo un ulteriore aspetto dell’invenzione, il condotto longitudinale può essere verticale, la sede cava laterale può essere arrangiata inferiormente al condotto longitudinale e l’uscita del porta-sonda può essere arrangiata superiormente su una parete laterale selezionata tra la prima e la seconda parete laterale, per cui il condotto longitudinale à ̈ configurato per ricevere detto flusso di un fluido dal basso verso l’alto.

Risultano evidenti i vantaggi offerti dal porta-sonde modulare secondo l’invenzione.

In particolare, il porta-sonda configurato per alloggiare un sensore amperometrico secondo l’invenzione consente di agitare il soluto in modo efficiente in corrispondenza del sensore amperometrico per ottenere una misura di concentrazione affidabile e precisa.

Inoltre, alcune forme di realizzazione del porta-sonda per sensore amperometrico secondo l’invenzione sono provviste di un by-pass per l’aria miscelata al fluido in ingresso al porta-sonda, che consente di realizzare un degassaggio del fluido in ingresso che à ̈ particolarmente importante per evitare malfunzionamenti del sensore amperometrico; in particolare, la quantità di aria miscelata al fluido à ̈ maggiore quando il fluido inizia a fluire nel porta-sonda.

La presente invenzione verrà ora descritta, a titolo illustrativo, ma non limitativo, secondo sue preferite forme di realizzazione, con particolare riferimento alle Figure dei disegni allegati, in cui:

la Figura 1 mostra una vista laterale destra di un primo tipo di modulo porta-sonda (Fig. 1a), una vista frontale di un secondo tipo di modulo portasonda (Fig. 1b), una vista frontale di un terzo tipo di modulo porta-sonda (Fig. 1c), una vista frontale di un quarto tipo di modulo porta-sonda (Fig.1d), ed una vista frontale di un quinto tipo di modulo porta-sonda (Fig.1e) di un porta-sonde modulare cui à ̈ applicata una prima forma di realizzazione del porta-sonda per sensore amperometrico secondo l’invenzione;

la Figura 2 mostra una vista prospettica frontale del primo tipo di modulo porta-sonda (Fig.2a) ed una vista prospettica posteriore del quinto tipo di modulo porta-sonda (Fig.2b) di Figura 1;

la Figura 3 mostra una vista frontale (Fig. 3a) ed una vista in sezione secondo il piano AA di Figura 3a (Fig. 3b) di un primo assemblaggio di quattro dei moduli porta-sonda di Figura 1;

la Figura 4 mostra una prima vista in sezione (Fig.4a) ed una seconda vista in sezione (Fig. 4b) di un particolare di una zona di accoppiamento tra due moduli porta-sonda di Figura 1, in cui ogni vista rappresenta specifiche caratteristiche dell’accoppiamento;

la Figura 5 mostra una vista laterale sinistra del quinto tipo di modulo porta-sonda (Fig. 5a) di Figura 1 ed una vista in sezione (Fig.5b) di un particolare di una zona di accoppiamento tra due moduli porta-sonda di Figura 1;

la Figura 6 mostra una vista frontale (Fig. 6a) ed una vista in sezione se condo il piano BB di Figura 6a (Fig.6b) di un assemblaggio di quattro moduli porta-sonda di un altro porta-sonde modulare cui à ̈ applicata la prima forma di realizzazione del porta-sonda per sensore amperometrico secondo l’invenzione; la Figura 7 mostra una vista in sezione (Fig.7a) del primo assemblaggio di Figura 3 in cui ogni modulo porta-sonda alloggia una rispettiva sonda di misura, un ingrandimento della vista in sezione (Fig. 7b) ed una vista prospettica di un componente accoppiato al primo assemblaggio (Fig.7c);

la Figura 8 mostra una vista prospettica posteriore di un secondo assemblaggio di due dei moduli porta-sonda di Figura 1 in cui ogni modulo porta-sonda alloggia una rispettiva sonda di misura;

la Figura 9 mostra una vista in sezione del primo tipo di modulo portasonda di Figura 1; e

la Figura 10 mostra un ingrandimento di una porzione della sezione del primo assemblaggio di Figura 7 (Fig. 10a), una vista in sezione secondo il piano CC di Figura 10a (Fig.10b) e due ingrandimenti dello stesso particolare di Figura 10b (Fig.10c e Fig.10d), in cui ogni ingrandimento rappresenta specifiche caratteristiche del particolare.

Nelle Figure numeri di riferimento identici saranno utilizzati per elementi analoghi.

Con riferimento alle Figure 1 e 2, si può osservare che una prima forma di realizzazione del porta-sonda per sensore amperometrico secondo l’invenzione à ̈ un modulo porta-sonda per sensore amperometrico applicato ad un porta-sonde modulare che può essere composto da due o più moduli porta-sonda accoppiati tra loro il cui tipo à ̈ selezionato da un gruppo comprendente cinque tipi di moduli porta-sonda diversi, ognuno realizzato in un sol pezzo in plexiglass inscrivibile in un solido di forma sostanzialmente parallelepipeda, ed accoppiabili tra loro.

Un primo tipo di modulo porta-sonda 100, mostrato in Figure 1a e 2a, à ̈ configurato per alloggiare un flussimetro regolabile, preferibilmente in grado di misurare una portata volumetrica variabile da 10 a 100 litri/ora. Il primo modulo porta-sonda 100 comprende un condotto centrale longitudinale (i.e., un condotto centrale verticale) 110 che comunica con l’esterno tramite una bocca inferiore filettata 120, tramite una sede cava superiore filettata 125 e tramite una uscita superiore laterale destra filettata 130 (“laterale destra†rispetto alla vista anteriore del primo modulo porta-sonda 100) collegata al condotto centrale longitudinale 110 tramite un condotto superiore trasversale destro 135. Inoltre, il primo modulo porta-sonda 100 à ̈ provvisto di una sede cava laterale superiore sinistra 140 ed una sede cava posteriore 150.

Un secondo tipo di modulo porta-sonda 200, mostrato in Figura 1b, à ̈ configurato per alloggiare una sonda di misura e comprende un condotto centrale longitudinale 210 avente un primo diametro, preferibilmente pari a 12 mm, che comunica con l’esterno tramite una bocca inferiore filettata 220, tramite una sede cava superiore filettata 225 e tramite una uscita superiore laterale destra filettata 230 (“laterale destra†rispetto alla vista anteriore del secondo modulo porta-sonda 200) collegata al condotto centrale longitudinale 210 tramite un condotto superiore trasversale destro 235. Inoltre, il secondo modulo portasonda 200 à ̈ provvisto di una scanalatura 260 sulla parete laterale sinistra che comunica con il condotto centrale longitudinale 210 tramite un condotto inferiore trasversale sinistro 265.

Un terzo tipo di modulo porta-sonda 300, mostrato in Figura 1c, à ̈ configurato per alloggiare una sonda di misura e comprende un condotto centrale longitudinale 310 avente un secondo diametro maggiore del primo diametro, preferibilmente pari a 24 mm, che comunica con l’esterno tramite una bocca inferiore filettata 320, tramite una sede cava superiore filettata 325 e tramite una uscita superiore laterale destra filettata 330 (“laterale destra†rispetto alla vista anteriore del terzo modulo porta-sonda 300). Inoltre, il terzo modulo portasonda 300 à ̈ provvisto di una scanalatura 360 sulla parete laterale sinistra che comunica con il condotto centrale longitudinale 310 tramite un condotto inferiore trasversale sinistro 365.

Un quarto tipo di modulo porta-sonda 400, mostrato in Figura 1d, à ̈ configurato per alloggiare una sonda di misura e comprende un condotto centrale longitudinale 410 avente un terzo diametro maggiore del secondo diametro, preferibilmente pari a 35 mm, che comunica con l’esterno tramite una bocca inferiore filettata 420, tramite una sede cava superiore filettata 425 e tramite una uscita superiore laterale destra filettata 430 (“laterale destra†rispetto alla vista anteriore del quarto modulo porta-sonda 400). Inoltre, il quarto modulo portasonda 400 à ̈ provvisto di una scanalatura 460 sulla parete laterale sinistra che comunica con il condotto centrale longitudinale 410 tramite un condotto inferiore trasversale sinistro 465.

Il modulo porta-sonda per sensore amperometrico secondo l’invenzione à ̈ un quinto tipo di modulo porta-sonda 500, mostrato in Figure 1e e 2b, che à ̈ configurato per alloggiare un sensore amperometrico orizzontale in una sede cava laterale inferiore destra 570 comunicante inferiormente con una bocca inferiore filettata 520, a sua volta comunicante con l’esterno, e superiormente con un condotto longitudinale 510, a sua volta comunicante con l’esterno tramite una sede cava superiore filettata 525 e tramite una uscita superiore laterale destra filettata 530 (“laterale destra†rispetto alla vista anteriore del quinto modulo porta-sonda 500). Inoltre, il quinto modulo porta-sonda 500 à ̈ provvisto di una scanalatura 560 sulla parete laterale sinistra che comunica con la sede cava laterale inferiore destra 570 tramite un condotto inferiore trasversale sinistro 565.

Il fissaggio dei moduli porta-sonda à ̈ garantito da tiranti vincolati nei moduli porta-sonda azionati da grani filettati, consentendo l’accoppiamento tra moduli porta-sonda senza vincoli di consecutività ad eccezione del primo tipo di modulo porta-sonda 100 che, nei porta-sonde modulari mostrati nelle Figure cui à ̈ applicata la prima forma di realizzazione del porta-sonda per sensore amperometrico secondo l’invenzione, deve essere sempre il primo modulo della serie di moduli assemblati che formano il porta-sonde modulare e ad eccezione del quinto tipo di modulo porta-sonda 500 che nei porta-sonde modulari mostrati nelle Figure cui à ̈ applicata la prima forma di realizzazione del porta-sonda per sensore amperometrico secondo l’invenzione, deve essere sempre l’ultimo modulo della serie di moduli assemblati che formano il porta-sonde modulare.

A tale scopo, il secondo, il terzo ed il quarto tipo di modulo porta-sonda 200, 300 e 400 sono provvisti sulle pareti anteriore e posteriore di una coppia di fori filettati sinistri superiori 600 comunicanti con una coppia di rispettive sedi laterali sinistre superiori 650 comunicanti con l’esterno ed aventi asse longitudinale ortogonale all’asse del rispettivo foro filettato 600, una coppia di fori filettati destri superiori 610 comunicanti con una coppia di rispettive sedi laterali destre superiori 660 comunicanti con l’esterno ed aventi asse longitudinale ortogonale all’asse del rispettivo foro filettato 610, una coppia di fori filettati sinistri inferiori 620 comunicanti con una coppia di rispettive sedi laterali sinistre inferiori 670 comunicanti con l’esterno ed aventi asse longitudinale ortogonale all’asse del rispettivo foro filettato 620, ed una coppia di fori filettati destri inferiori 630 comunicanti con una coppia di rispettive sedi laterali destre inferiori 680 comunicanti con l’esterno ed aventi asse longitudinale ortogonale all’asse del rispettivo foro filettato 630; ognuno dei fori filettati à ̈ configurato per ricevere un grano filettato, mentre ognuna delle sedi comunicanti con i fori filettati à ̈ configurata per ricevere parzialmente un tirante.

Il primo tipo di modulo porta-sonda 100 à ̈ provvisto sulle pareti anteriore e posteriore solo della coppia di fori filettati destri superiori 610 e della coppia di fori filettati destri inferiori 630, ognuno dei quali à ̈ pure configurato per ricevere un grano filettato, comunicanti con rispettive sedi laterali destre superiori 660 ed inferiori 680, ognuna delle quali à ̈ pure configurata per ricevere parzialmente un tirante.

Il quinto tipo di modulo porta-sonda 500 à ̈ provvisto sulle pareti anteriore e posteriore solo della coppia di fori filettati sinistri superiori 600 e della coppia di fori filettati sinistri inferiori 620, ognuno dei quali à ̈ ancora configurato per ricevere un grano filettato, comunicanti con rispettive sedi laterali sinistre superiori 650 ed inferiori 670, ognuna delle quali à ̈ pure configurata per ricevere parzialmente un tirante.

Tuttavia, si deve tenere presente che altre forme di realizzazione del porta-sonda per sensore amperometrico secondo l’invenzione possono consistere di un modulo porta-sonda per sensore amperometrico, ad esempio un sensore amperometrico orizzontale alloggiato in una sede cava frontale od un sensore amperometrico verticale alloggiato in una sede corrispondente, che può essere accoppiato ad altri moduli in qualsiasi posizione della serie di moduli assemblati che formano il porta-sonde modulare (i.e. non necessariamente collocati come ultimo modulo); in tal caso, tali moduli porta-sonda configurati per alloggiare sensori amperometrici sono provvisti dello stesso assieme di coppie di fori filettati 600, 610, 620 e 630 e di sedi comunicanti 650, 660, 670 e 680 di cui sono provvisti il secondo, il terzo ed il quarto tipo di modulo porta-sonda 200, 300 e 400.

Inoltre, altri porta-sonde modulari possono avere moduli porta-sonda configurati per alloggiare flussimetri che possono essere accoppiati ad altri moduli in qualsiasi posizione della serie di moduli assemblati che formano il portasonde modulare (i.e. non necessariamente collocati come primo modulo); anche tali moduli porta-sonda configurati per alloggiare flussimetri sono provvisti dello stesso assieme di coppie di fori filettati 600, 610, 620 e 630 e di sedi comunicanti 650, 660, 670 e 680 di cui sono provvisti il secondo, il terzo ed il quarto tipo di modulo porta-sonda 200, 300 e 400.

Con riferimento alla Figura 3, in cui a titolo esemplificativo e non limitativo à ̈ mostrato un porta-sonde modulare costituito da una serie ordinata di un primo tipo, un secondo tipo, un terzo tipo ed un quinto tipo di modulo portasonda 100, 200, 300 e 500, si può osservare che i tiranti 700 vengono inseriti nelle coppie di sedi laterali 650, 660, 670 e 680 affacciate di due moduli porta-sonda adiacenti e successivamente i grani filettati 710 sono avvitati nei fori filettati 600, 610, 620 e 630, facendo sì che i moduli porta-sonda adiacenti si avvicinino. Come detto, tale fissaggio à ̈ presente su entrambe le facce anteriore e posteriore dei moduli porta-sonda.

Per meglio comprendere il funzionamento dei grani 700 e dei tiranti 710 si può fare riferimento alla Figura 4, in cui à ̈ mostrato un ingrandimento di una sezione di una zona di accoppiamento di due moduli porta-sonda adiacenti (genericamente indicati con i numeri di riferimento 10 e 20) comprendente un tirante 700 inserito in una coppia di corrispondenti sedi laterali affacciate. Il tirante 700 comprende due fori 701 ognuno configurato per ricevere la punta 711 di un grano 710 avvitato in un rispettivo foro filettato (i fori filettati sono genericamente indicati con i numeri di riferimento 15 e 25). In particolare, la punta 711 di un grano ha una superficie laterale conica, preferibilmente con angolo al vertice pari a 90° (per cui la superficie laterale ha una inclinazione di 45° rispetto all’asse longitudinale del grano 710) ed il foro 701 del tirante 700 ha una corrispondente superficie inclinata di appoggio, preferibilmente con inclinazione di 45° rispetto all’asse longitudinale del foro 701.

L’area di contatto tra punta 711 del grano 710 e foro 701 del tirante 700 comprende solo la porzione della superficie inclinata di appoggio del foro 701 del tirante 700 più lontana dal modulo porta-sonda adiacente (20 o 10). A tale scopo, quando il tirante 700 à ̈ disposto simmetricamente nella coppia di corrispondenti sedi laterali affacciate, c’à ̈ un disassamento tra l’asse longitudinale di ognuno dei fori filettati 15 e 20 (coincidente con l’asse longitudinale del grano 710 inserito in tale foro filettato) e l’asse longitudinale del foro 701 del tirante 700; preferibilmente, quando i due moduli porta-sonda adiacenti 10 e 20 sono accoppiati, la distanza DA tra gli assi longitudinali dei due fori filettati 15 e 20 (comunicanti con la coppia di sedi laterali affacciate i due moduli porta-sonda adiacenti 10 e 20) à ̈ maggiore della distanza DB tra gli assi longitudinali dei fori 701 del tirante 700, preferibilmente per una quantità variabile dal 2% al 3%, più preferibilmente per una quantità pari al 2,5% (per cui DA=1,025*DB).

Quando un grano 710 à ̈ avvitato nel rispettivo foro filettato (15 o 25), esso avanza longitudinalmente (lungo la direzione della freccia A) imprimendo una forza (lungo la direzione della freccia B) perpendicolare alla superficie di appoggio del rispettivo foro 701 del tirante 700. Il preferito angolo di inclinazione della superficie laterale della punta 711 del grano, pari a 45°, massimizza l’area di contatto tra punta 711 del grano 710 e foro 701 del tirante 700 dedicata alla trasmissione delle forze. La componente orizzontale di tale forza produce una reazione vincolare (lungo la direzione della freccia C) sulla porzione della superficie del foro filettato (15 o 25) più vicina al modulo porta-sonda adiacente (20 o 10), facendo sì che i due moduli porta-sonda adiacenti 10 e 20 si avvicinino tra loro.

Con riferimento alle Figure 2b e 5a, in cui a titolo esemplificativo e non limitativo à ̈ mostrato un modulo porta-sonda 500 del quinto tipo configurato per alloggiare un sensore amperometrico (che costituisce la prima forma di realizzazione del porta-sonda per sensore amperometrico secondo l’invenzione), si può osservare che sulla parete laterale sinistra dei moduli porta-sonda à ̈ presente una scanalatura 800 di tenuta arrangiata in modo da circondare la scanalatura 560 del modulo porta-sonda 500 e, quando questo à ̈ accoppiato con un modulo porta-sonde adiacente (100, 200, 300 o 400), anche l’uscita superiore laterale sinistra (130, 230, 330 o 430) sulla parete laterale sinistra del modulo porta-sonde adiacente (100, 200, 300 o 400). La scanalatura 800 di tenuta à ̈ configurata per alloggiare una guarnizione o-ring 810 in materiale elastico, preferibilmente in elastomero fluorurato noto come FPM o FKM, a sezione preferibilmente circolare, per cui la guarnizione 810 à ̈ in grado di assicurare la tenuta dell’accoppiamento tra moduli porta-sonda adiacenti in quanto avvolge il percorso del fluido nel passaggio da uno all’altro dei due moduli porta-sonda adiacenti.

Come mostrato in Figura 5b, in cui à ̈ mostrato un ingrandimento di una sezione di una zona di accoppiamento di due moduli porta-sonda adiacenti (genericamente indicati con i numeri di riferimento 10 e 20) comprendente una scanalatura 800 che alloggia una guarnizione 810. La geometria e le dimensioni della scanalatura 800 e della guarnizione 810 sono tali da garantire lo schiacciamento della guarnizione 810 quando i due moduli porta-sonda adiacenti 10 e 20 siano accoppiati, in modo tale da compensare gli errori di planarità (i.e. le irregolarità delle superfici contrapposte) delle pareti affiancate dei due moduli portasonda adiacenti 10 e 20. In tal modo, la guarnizione 810 assicura il funzionamento corretto del porta-sonde modulare sia con fluido in condizioni statiche che con flusso in movimento a varie condizioni di esercizio, ad esempio ad una prima condizione con temperatura del fluido di 25°C e pressione del fluido di 10 bar e ad una seconda condizione con temperatura del fluido di 70°C e pressione del fluido di 7 bar. Vantaggiosamente, la deformazione della guarnizione 810 interessa principalmente la direzione ortogonale alle pareti di contatto di due moduli porta-sonda adiacenti 10 e 20, rappresentata dalla freccia S in Figura 5b. Preferibilmente, la scanalatura 800 ha sezione rettangolare, con profondità p ed ampiezza w pari al diametro w della guarnizione 810 a sezione circolare, in cui p à ̈ variabile dal 65% al 75% di w (per cui 0.65*w ≤ p ≤ 0,7*w), p essendo più preferibilmente pari al 70% di w (per cui p=0,7*w). In tal caso, anche quando i singoli moduli porta-sonda provvisti della guarnizione alloggiata nella scanalatura sono disassemblati, la guarnizione rimane stabilmente nella scanalatura anche se il modulo viene trasportato. In altre parole, l’effetto di tenuta à ̈ dato dalla deformazione della guarnizione 810 durante il serraggio due moduli porta-sonda adiacenti 10 e 20. La coppia specifica di serraggio dei grani 710 e l’assenza di vibrazioni durante il funzionamento del porta-sonde modulare non rendono necessario l’utilizzo di dispositivi anti-svitamento e garantiscono lo schiacciamento imposto alla guarnizione 810 per tutta la vita utile del porta-sonde modulare. Preferibilmente, la durezza della guarnizione à ̈ non inferiore a 50 shore A (SHA), più preferibilmente non inferiore a 60 SHA, allo scopo di evitare che la guarnizione sia estrusa tra le pareti dei due moduli porta-sonda adiacenti 10 e 20.

Nei porta-sonde modulari mostrati nelle Figure cui à ̈ applicata la prima forma di realizzazione del porta-sonda per sensore amperometrico secondo l’invenzione, poiché il primo tipo di modulo porta-sonda 100 à ̈ il primo modulo della serie di moduli assemblati che formano il porta-sonde modulare, tale primo tipo di modulo porta-sonda 100 non à ̈ provvisto sulla parete laterale sinistra della scanalatura 800 di tenuta.

Altri porta-sonde modulari possono avere i moduli porta-sonda che presentano una scanalatura di tenuta sulla parete laterale destra, anziché sulla parete laterale sinistra, ancora arrangiata in modo da avvolgere il percorso del fluido nel passaggio da uno all’altro di due moduli porta-sonda adiacenti. Nel caso in cui il quinto tipo di modulo porta-sonda 500 fosse ancora sempre l’ultimo modulo della serie di moduli assemblati che formano un porta-sonde modulare, tale quinto tipo di modulo porta-sonda 500 non sarebbe provvisto sulla parete laterale destra di tale scanalatura di tenuta.

Ulteriori porta-sonde modulari possono avere i moduli porta-sonda che presentano una scanalatura di tenuta sia sulla parete laterale sinistra che sulla parete laterale destra, configurate in modo da non sovrapporsi con le scanalatura di tenuta rispettivamente sulla parete laterale destra e sulla parete laterale sinistra di due altri moduli adiacenti, entrambe le scanalature di tenuta sulle due pareti laterali essendo entrambe arrangiate in modo da avvolgere il percorso del fluido nel passaggio da uno all’altro di due moduli porta-sonda adiacenti.

Si deve tenere presente che lo specifico arrangiamento della scanalatura di tenuta configurata per alloggiare una guarnizione o-ring, illustrato con riferimento alle Figure 2b e 5, non à ̈ una caratteristica essenziale per il porta-sonda per sensore amperometrico secondo l’invenzione, che può essere realizzato come porta-sonda monolitico configurato per alloggiare soltanto un sensore amperometrico oppure per alloggiare un sensore amperometrico ed uno o più ulteriori sonde di misura, preferibilmente in rispettivi alloggiamenti comunicanti tra loro.

Si deve altresì tenere presente che i mezzi meccanici di accoppiamento tra due moduli porta-sonda non sono caratteristiche essenziali per il porta-sonda per sensore amperometrico secondo l’invenzione, e possono essere differenti da quelli illustrati con riferimento alle Figure anche in funzione del tipo, della forma e delle dimensioni dei moduli che devono essere accoppiati. A titolo puramente esemplificativo, e non a titolo limitativo, tali mezzi meccanici di accoppiamento possono anche comprendere o consistere di almeno una flangia e/o di rivetti e/o di viti e bulloni.

A titolo esemplificativo, con riferimento alla Figura 6, si può osservare che i mezzi meccanici di accoppiamento utilizzati in un altro porta-sonde modulare, cui à ̈ applicata la prima forma di realizzazione del porta-sonde per sensore amperometrico secondo l’invenzione, comprendono, anziché grani e tiranti, dei prigionieri filettati 750 avvitati in appositi fori passanti trasversali (operanti da sedi laterali) accessibili sulle pareti laterali dei singoli moduli porta-sonda. A differenza della soluzione adottata nel porta-sonde modulare mostrato in Figure 3 e 4, l’accoppiamento mediante prigionieri filettati 750 impone che, per poter accedere ad un modulo porta-sonda di una serie di moduli assemblati che formano il porta-sonde modulare, à ̈ necessario disassemblare tutti i moduli porta-sonda successivi.

La Figura 7, in cui a titolo esemplificativo e non limitativo à ̈ mostrato un porta-sonde modulare costituito da una serie ordinata di un primo tipo, un secondo tipo, un terzo tipo ed un quinto tipo di modulo porta-sonda 100, 200, 300, e 500 (illustrati con riferimento alle Figure 1 e 2) ognuno dei quali alloggia una rispettiva sonda di misura, mostra il percorso del flusso d’acqua (rappresentato schematicamente dalle frecce in Figura 7) nel porta-sonde modulare cui à ̈ applicata la prima forma di realizzazione del porta-sonda per sensore amperometrico secondo l’invenzione. In particolare, l’ingresso del flusso d’acqua nel porta-sonde modulare avviene attraverso un porta-tubo 900 accoppiato nella bocca inferiore filettata 120 del primo modulo porta-sonda 100. I condotti longitudinali 110, 210, 310 e 510 dei moduli porta-sonda 100, 200, 300, e 500 garantiscono che il fluido sia movimentato dal basso verso l’alto all’interno di ogni modulo portasonda e che abbia una velocità costante lungo tutto il modulo porta-sonda. L’uscita del flusso da ogni modulo porta-sonda avviene sempre dalla parete destra del modulo stesso, in particolare dalle uscite superiori laterali destre 130, 230, 330 e 530 dei moduli porta-sonda 100, 200, 300, e 500. Il percorso del fluido nel passaggio dal precedente al successivo di due moduli porta-sonda adiacenti avviene lungo le scanalature sulle pareti laterali sinistre 260, 360 e 560 del modulo porta-sonda successivo, come mostrato dal particolare ingrandito di Figura 7b relativo al passaggio dal secondo modulo porta-sonda 200 al terzo modulo porta-sonda 300. Il flusso uscente dall’ultimo modulo porta-sonda della serie, che in Figura 7 à ̈ il quinto modulo porta-sonda 500, à ̈ canalizzato avvitando un porta-tubo 910 (mostrato ingrandito in Figura 7c) nell’uscita superiore laterale destra. Le bocche inferiori filettate 220, 320 e 520 del secondo, terzo e quinto modulo porta-sonda 200, 300, e 500, così come le bocche superiori filettate 125, 225, 325 e 525 di tutti i moduli porta-sonda 100, 200, 300, e 500 sono chiuse da tappi 920 e altri dispositivi 930 e 940 (e.g. elettrodi e rubinetti), per cui non forniscono altre vie d’uscita al flusso mostrato in Figura 7.

Tornando a far riferimento alle Figure 1 e 2, tutti i moduli porta-sonda sono provvisti, sulla parete posteriore, di una coppia di fori filettati posteriori superiori 850 e di una coppia di fori filettati posteriori inferiori 860 configurati per ricevere una vite per il fissaggio di staffe posteriori che consentano il fissaggio del porta-sonde modulare ad una parete o ad una piastra di supporto. Tali staffe posteriori sono fissate ai moduli porta-sonda di estremità della serie di moduli assemblati che formano il porta-sonde modulare. A titolo esemplificativo, e non limitativo, la Figura 8 mostra un porta-sonde modulare costituito da un primo tipo ed un quinto tipo di modulo porta-sonda 100 e 500 al quale sono state fissate due staffe posteriori 950 mediante viti 960 inserite nei fori filettati posteriori 850 e 860; le staffe posteriori 950 sono provviste di fori 955 per il fissaggio tramite mezzi convenzionali, come ad esempio tasselli Fisher, ad una parete o ad una piastra di supporto.

I moduli porta-sonda consentono di realizzare porta-sonde modulari aventi una qualsiasi configurazione.

Il modulo porta-sonda 100 del primo tipo à ̈ configurato per alloggiare un flussimetro dedicato alla misura di portata volumetrica, preferibilmente indicata da una scala graduata appositamente tarata presente sulla parete anteriore del modulo porta-sonda 100. Facendo riferimento alla Figura 9, si può osservare che nel condotto centrale longitudinale 110 à ̈ vantaggiosamente inserito un galleggiante 1100, preferibilmente in materiale plastico, provvisto di un magnete permanente 1110 configurato per interagire con un sensore Reed 1120 alloggiato nella sede cava posteriore 150 del modulo porta-sonda 100; in particolare, il sensore Reed 1120 viene attivato dal magnete permanente 1110 (che à ̈ inserito nel galleggiante 1100) quando la portata volumetrica ha un valore in un intervallo prestabilito, preferibilmente variabile da 60 l/h a 80 l/h.

Altri porta-sonde modulari secondo l’invenzione possono comprendere, invece del sensore Reed 1120, un differente sensore di prossimità interagente con il galleggiante 1100, come ad esempio un sensore ad effetto Hall, che rilevi quando la portata volumetrica di ingresso nel porta-sonde modulare non rientra in un intervallo prestabilito anche differente da quello variabile da 60 l/h a 80 l/h, preferibilmente un intervallo prestabilito variabile da 60 l/h a 100 l/h.

Come mostrato in Figure 10a e 10b, il modulo porta-sonda 500 del quinto tipo, che costituisce la prima forma di realizzazione del porta-sonda per sensore amperometrico secondo l’invenzione, à ̈ configurato per alloggiare un sensore amperometrico orizzontale 970 nella sede cava laterale inferiore destra 570, avente una sezione trasversale circolare o ellissoidale (come mostrato in Figura 10b), che comunica inferiormente con la bocca inferiore filettata 520 tramite una pluralità di condotti interni tubolari 575 (nella prima forma di realizzazione di Figura 10, tali condotti interni tubolari 575 sono sette, disposti lungo due file visibili allineati lateralmente in Figure 10c e 10d, di cui in Figura 10a sono visibili le bocche 975 di uscita nella sede cava laterale inferiore destra 570), il cui diametro (preferibilmente pari a 2 mm) à ̈ significativamente inferiore della sua lunghezza (preferibilmente pari a 12 mm).

Il modulo porta-sonda 500, che costituisce la prima forma di realizzazione del porta-sonda per sensore amperometrico secondo l’invenzione, à ̈ provvisto di un condotto superiore trasversale sinistro 580 (preferibilmente tubolare) che, in corrispondenza dell’uscita superiore laterale destra filettata 330 del modulo adiacente 300, mette in comunicazione la porzione superiore della scanalatura 560 sulla parete laterale sinistra con la porzione superiore del condotto longitudinale 510. Tale condotto superiore trasversale sinistro 580 consente l’eliminazione dell’aria presente nel fluido che si immette nella scanalatura 560 sulla parete laterale sinistra per effetto venturi; in altre parole, il condotto superiore trasversale sinistro 580 opera da by-pass per l’aria miscelata al fluido in ingresso al quinto modulo porta-sonda 500. In tal modo, il condotto superiore trasversale sinistro 580 realizza un degassaggio del fluido in ingresso al quinto mo dulo porta-sonda 500 che à ̈ particolarmente importante per evitare malfunzionamenti del sensore amperometrico 970; in particolare, la quantità di aria miscelata al fluido à ̈ maggiore quando il fluido inizia a fluire nel porta-sonde modulare.

Come mostrato in maggiore dettaglio in Figure 10c e 10d, il flusso d’acqua (rappresentato schematicamente in Figura 10d dalle frecce) nel modulo portasonda 500 (che costituisce la prima forma di realizzazione del porta-sonda per sensore amperometrico secondo l’invenzione) viene canalizzato dal basso verso l’alto nella sede cava laterale inferiore destra 570 attraverso i condotti interni tubolari 575 ognuno avente un angoloï ¡ di inclinazione, rispetto al piano trasversale che attraversa le pareti laterali destra e sinistra del modulo porta-sonda 500, preferibilmente variabile da 20° a 30°, più preferibilmente pari a 25°. Questa canalizzazione, accelerando il flusso, consente di agitare il soluto e garantisce altresì il trascinamento delle sfere (preferibilmente in plastica, vetro o ceramica, non mostrate) alloggiate nella sede cava laterale inferiore destra 570 per pulire l’elettrodo del sensore amperometrico. Inoltre, la sede cava laterale inferiore destra 570 comunica superiormente con il condotto longitudinale 510, tramite una pluralità (in Figura 13 ne sono mostrati tre) di condotti planari 515 (i.e. aventi una dimensione molto inferiore alle altre due), orientati parallelamente all’asse longitudinale del condotto longitudinale 510 (e preferibilmente ortogonalmente al piano trasversale che attraversa le pareti laterali destra e sinistra del modulo porta-sonda 500).

In particolare, l’orientazione del condotto longitudinale 510 in direzione verticale non à ̈ una caratteristica essenziale del porta-sonda per sensore amperometrico secondo l’invenzione.

Il condotto superiore trasversale sinistro 580 non à ̈ una caratteristica essenziale per il porta-sonda per sensore amperometrico secondo l’invenzione. In particolare, il porta-sonda per sensore amperometrico secondo l’invenzione può comprendere un qualsiasi condotto trasversale, collegato tra un ingresso del porta-sonda ed il condotto longitudinale, che opera da by-pass per l’aria miscelata al fluido in ingresso al porta-sonda.

Analogamente, i condotti planari 515 non sono una caratteristica essenziale per il porta-sonda per sensore amperometrico secondo l’invenzione, e possono essere sostituiti da qualsiasi altra struttura di condotti.

Ancora, lo specifico arrangiamento della scanalatura 560, del condotto inferiore trasversale sinistro 565 e della bocca inferiore filettata 520, tra loro comunicanti, non à ̈ una caratteristica essenziale per il porta-sonda per sensore amperometrico secondo l’invenzione. In particolare, tale specifico arrangiamento può essere generalizzato come un qualsiasi spazio (che può anche comprendere o consistere di uno o più condotti comunque sagomati) collegato a valle di un ingresso del porta-sonda per sensore amperometrico secondo l’invenzione ed a monte di una sede cava laterale (che può essere posizionata a destra, a sinistra o anche frontalmente), che sia configurata per alloggiare un sensore amperometrico, con la quale sede cava laterale comunica attraverso condotti interni tubolari simili ai condotti 575 che collegano la bocca inferiore filettata 520 alla sede cava laterale inferiore 570 mostrate in Figura 10.

Ulteriormente, la scanalatura 560 non à ̈ una caratteristica essenziale per il porta-sonda per sensore amperometrico secondo l’invenzione, e può essere sostituita da un qualsiasi tipo di ingresso.

Nuovamente, si deve tenere presente che lo specifico arrangiamento dei condotti interni tubolari 575, illustrato con riferimento alla Figura 10, à ̈ applicabile (anche indipendentemente dall’arrangiamento del condotto superiore trasversale sinistro 580) anche ad altre forme di realizzazione del porta-sonda per sensore amperometrico secondo l’invenzione differenti dalla prima forma di realizzazione mostrata nelle Figure. A titolo esemplificativo, e non a titolo limitativo, tale arrangiamento dei condotti interni tubolari 575 può essere applicato in un porta-sonda monolitico per sensore amperometrico, che sia configurato per alloggiare soltanto un sensore amperometrico oppure per alloggiare un sensore amperometrico ed uno o più ulteriori sonde di misura, preferibilmente in rispettivi alloggiamenti comunicanti tra loro.

In quel che precede sono state descritte le preferite forme di realizzazio ne e sono state suggerite delle varianti della presente invenzione, ma à ̈ da intendersi che gli esperti del ramo potranno apportare modificazioni e cambiamenti senza con ciò uscire dal relativo ambito di protezione, come definito dalle rivendicazioni allegate.

Claims (9)

1. RIVENDICAZIONI 1. Porta-sonda (500), avente una prima ed una seconda parete laterale, configurato per alloggiare un sensore amperometrico (970) in una sede cava laterale (570), il porta-sonda comprendendo un ingresso (560) ed una uscita (530) ed un condotto longitudinale (510) collegato a valle della sede cava laterale (570), il porta-sonda (500) essendo configurato per ricevere un flusso di un fluido dall’ingresso (560) all’uscita (530), il porta-sonda (500) comprendendo altresì uno spazio (520) collegato a valle dell’ingresso (560) ed a monte della sede cava laterale (570), il porta-sonda (500) essendo caratterizzato dal fatto che lo spazio (520) à ̈ collegato alla sede cava laterale (570) tramite una pluralità di due o più condotti interni tubolari (575) inclinati di un angolo α di inclinazione rispetto ad un piano trasversale che attraversa la prima e la seconda parete laterale del porta-sonda (500).
2. 2. Porta-sonda (500) secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che l’angolo α di inclinazione di ogni condotto interno tubolare (575) rispetto a detto piano trasversale à ̈ variabile da 20° a 30°.
3. 3. Porta-sonda (500) secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che l’angolo α di inclinazione di ogni condotto interno tubolare (575) rispetto a detto piano trasversale à ̈ pari a 25°.
4. 4. Porta-sonda (500) secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che la sede cava laterale (570) à ̈ collegata al condotto longitudinale (510) tramite uno o più condotti planari (515) orientati parallelamente ad un asse longitudinale del condotto verticale (510).
5. 5. Porta-sonda (500) secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che detti uno o più condotti planari (515) sono orientati ortogonalmente a detto piano trasversale che attraversa le pareti laterali destra e sinistra del porta-sonda (500).
6. 6. Porta-sonda (500) secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che lo spazio comprende una bocca (520), preferibilmente filettata, comunicante con l’esterno.
7. 7. Porta-sonda (500) secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che la bocca (520) à ̈ collegata con l’ingresso (560) tramite un condotto trasversale (565).
8. 8. Porta-sonda (500) secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto di comprendere altresì un condotto trasversale (580) collegato tra l’ingresso del porta-sonda ed il condotto longitudinale (510), per cui il condotto trasversale (580) à ̈ configurato per operare da by-pass per aria miscelata a detto fluido in ingresso al porta-sonda (500).
9. 9. Porta-sonda (500) secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto il condotto longitudinale (510) à ̈ verticale, la sede cava laterale (570) à ̈ arrangiata inferiormente al condotto longitudinale (510) e l’uscita (530) del porta-sonda (500) à ̈ arrangiata superiormente su una parete laterale selezionata tra la prima e la seconda parete laterale, per cui il condotto longitudinale (510) à ̈ configurato per ricevere detto flusso di un fluido dal basso verso l’alto.