ITTO990581A1

ITTO990581A1 - Dispositivo miscelatore termostatico con disposizione per incrementarela miscelazione.

Info

Publication number: ITTO990581A1
Application number: IT1999TO000581A
Authority: IT
Inventors: Francesco Knapp
Original assignee: Gevipi Ag
Priority date: 1999-07-06
Filing date: 1999-07-06
Publication date: 2001-01-06
Also published as: TW466390B; DE60023745D1; CN1367888A; AU6072300A; ATE308776T1; ES2250162T3; EP1244948A1; DK1244948T3; EP1244948B1; DE60023745T2; MXPA02000081A; WO2001002923A1; EP1244948A4; CA2377400C; CN1229704C; IT1308789B1; CA2377400A1

Description

DESCRIZIONE

dell'Invenzione Industriale avente per titolo

DISPOSITIVO MISCELATORE TERMOSTATICO CON DISPOSIZIONE PER INCREMENTARE LA MISCELAZIONE

La presente invenzione ha per oggetto un dispositivo miscelatore termostatico presentante particolari conformazioni destinate ad incrementare la miscelazione tra l'acqua fredda e l'acqua calda alimentate al dispositivo miscelatore.

Affinché un dispositivo miscelatore termostatico esplichi nel miglior modo la sua funzione, è necessario che tra l'acqua fredda e l'acqua calda alimentate al dispositivo miscelatore avvenga una efficace miscelazione prima che l'acqua così miscelata giunga a lambire l’elemento termometrico che controlla il funzionamento del dispositivo termostatico, elemento che nella maggior parte dei casi è costituito da una cosiddetta "pillola", cioè un dispositivo comprendente un involucro ed un pistone che viene spostato dalla dilatazione termica di un materiale ceroso. Pertanto, nei dispositivi miscelatori termostatici di migliore qualità vengono adottate particolari conformazioni destinate ad incrementare una precoce miscelazione tra l'acqua fredda e l'acqua calda alimentate al dispositivo miscelatore, prima che l'acqua miscelata giunga a lambire la pillola.

Secondo il brevetto tedesco n° 4.423.240, questo scopo viene perseguito montando sull'involucro della pillola un disco, la cui periferìa si dispone in vicinanza delle aperture di ingresso per l'acqua calda praticate nella parete della camera di miscelazione, mentre l'acqua fredda penetra nella camera di miscelazione attraverso uno stretto interstizio lasciato libero dal disco tra la propria periferìa e la parete della camera di miscelazione. In questo modo, le due correnti di acqua fredda e di acqua calda si incontrano ortogonalmente, e ciò ne favorisce la miscelazione. Tuttavia questo dispositivo presenta alcuni inconvenienti.

Innanzi tutto, il disco citato rappresenta un elemento addizionale che aumenta il costo di fabbricazione e complica il montaggio del dispositivo miscelatore termostatico. Inoltre, la necessità che il disco lasci libero un interstizio stretto e regolare rispetto alla parete della camera di miscelazione costringe al rispetto di certe tolleranze, specialmente per quanto riguarda il suo centramento. Ancora, la necessità che detto interstizio sia stretto, affinché esso sia efficace, dà luogo ad una indesiderabile riduzione della portata massima ammessa dal dispositivo miscelatore. Infine, la caduta di pressione dovuta al passaggio dell'acqua fredda attraverso detto interstizio stretto fa insorgere una forza che applica al disco un trascinamento dinamico, agendo contro la molla del sistema termostatico, disturbandone il funzionamento e, in certe condizioni, dando luogo ad instabilità.

In vista di quanto precede, uno scopo della presente invenzione è quello di realizzare una disposizione atta ad incrementare efficacemente la precoce miscelazione tra l'acqua fredda e l'acqua calda alimentate ad un dispositivo miscelatore, la quale non comporti l'impiego di alcun elemento aggiuntivo, ma soltanto una particolare conformazione di elementi in ogni caso esistenti. Un altro scopo dell'invenzione è quello di realizzare una tale disposizione che non implichi la necessità di rispettare particolari tolleranze di fabbricazione. Ancora uno scopo dell'invenzione è quello di realizzare una tale disposizione che non ponga limiti ristretti alla portata massima ammessa dal dispositivo miscelatore. Uno scopo dell'invenzione è anche quello di ridurre, sino a renderlo trascurabile, il fenomeno di trascinamento dinam co. È infine uno scopo dell'invenzione quello di realizzare una tale disposizion senza apprezzabilmente aumentare il costo di produzione di un dispositivo misc latore termostatico.

Questi scopi si raggiungono, secondo l'invenzione, in un dispositivo misc latore termostatico comprendente un corpo con un raccordo di ingresso per acq calda, un raccordo di ingresso per acqua frédda ed un raccordo di erogazione p acqua miscelata, una camera di miscelazione alloggiata in detto corpo e delimita da una parete periferica, un primo organo operativamente fisso ed un secondo o gano operativamente fisso, passaggi di ingresso per acqua fredda predisposti t detta parete periferica della camera di miscelazione e detto primo organo opera vamente fisso, passaggi di ingresso per acqua calda predisposti tra detta pare periferica della camera di miscelazione e detto secondo organo operativamente f so, un condotto formato in detto corpo e congiungente detto raccordo di ingres per acqua calda con detti passaggi di ingresso per acqua calda, un condotto fo mato in detto corpo e congiungente detto raccordo di ingresso per acqua fredd con detti passaggi di ingresso per acqua fredda, un cassetto mobile a tenuta spetto a detta parete periferica della camera di miscelazione e disposto per co trollare detti passaggi di ingresso per acqua calda o/e detti passaggi di ingresso p acqua fredda, un diaframma presentato da detto cassetto, una molla disposta t detto secondo organo operativamente fisso ed una parte connessa al cassetto, p sollecitare detto cassetto nel senso corrispondente all'aumento dell'apertura d passaggi di ingresso per acqua calda o/e alla riduzione dell'apertura dei passag di ingresso per acqua fredda, ed un organo termometrico funzionante per dilatazi ne termica, agente tra detto diaframma e detto primo corpo operativamente fis per sollecitare detto cassetto a spostarsi nel senso corrispondente alla riduzione dell'apertura dei passaggi di ingresso per acqua calda o/e all'aumento dell'apertura dei passaggi di ingresso per acqua fredda allorché detto organo termometrico subisce un aumento di dilatazione termica, caratterizzato dal fatto che detto diaframma presenta una pluralità di passaggi che lo attraversano in vicinanza della sua periferia, e che detto secondo organo operativamente fisso è conformato, airinterno della zona di esso che delimita i passaggi di ingresso per acqua calda, con una superficie inclinata rivolta verso l'interno della camera di miscelazione e verso detto diaframma.

Grazie a queste caratteristiche, l'acqua fredda che entra nei dispositivo, eventualmente sotto il controllo del cassetto mobile, viene immessa nella camera di miscelazione attraverso i passaggi periferici del diaframma, sotto forma di una pluralità di getti sostanzialmente paralleli e vicini alla parete perimetrale della camera di miscelazione, mentre l'acqua calda che entra nel dispositivo, eventualmente sotto il controllo del cassetto mobile, viene immessa nella camera di miscelazione lambendo la superficie inclinata del secondo organo operativamente stazionario, e pertanto secondo una direzione rivolta verso l'interno e verso il diaframma. In questo modo il flusso di acqua calda incontra il flusso di acqua fredda presentando una componente assiale di velocità opposta, cosicché si genera una elevata turbolenza che causa una miscelazione molto efficace dei flussi, prima che essi giungano a lambire l'elemento termometrico.

Questo effetto viene ottenuto senza introdurre alcun elemento aggiuntivo e senza causare alcun maggior onere costruttivo o di montaggio. Siccome i passaggi che attraversano il diaframma possono essere liberamente dimensionati, almeno entro certi limiti, la disposizione non causa alcuna diminuzione della portata massima ammessa dal dispositivo miscelatore termostatico, e l'acqua fredda incontra un

ridotto ostacolo a! suo passaggio e non dà luogo in modo apprezzabile ad un trascinamento dinamico disturbante. È poi chiaro che la disposizione secondo l'invenzione non implica alcuna posizione relativa critica di parti, cosicché non dà luogo

alla necessità di rispettare particolari tolleranze.

La superficie inclinata che dirige verso il diaframma il flusso di acqua calda

può essere sostanzialmente rettilinea in sezione, e quindi far parte di una superficie

sostanzialmente conica, oppure tale superficie inclinata può essere curvilinea in

sezione, e quindi far parte di una superficie toroidale, oppure essa può anche avere

altre forme differenti, purché comportanti una inclinazione diretta verso l'interno e

verso il diaframma.

Infine, la superficie interna del secondo corpo operativamente stazionario

può essere a sua volta inclinata nel senso di presentare in ogni punto un aumento

della distanza dall'asse del dispositivo man mano che aumenta la distanza dal dia

framma. Questa conformazione causa una cavitazione che, a sua volta, aumenta

ulteriormente la turbolenza, a vantaggio dell'efficacia della miscelazione.

Queste ed altre caratteristiche, scopi e vantaggi dell'oggetto della presente

invenzione appariranno più chiaramente dalla seguente descrizione di alcune forme

di realizzazione, costituenti degli esempi non limitativi, con riferimento ai disegni

allegati, nei quali:

Fig. 1 illustra una porzione di un dispositivo miscelatore termostatico presentante le conformazioni caratteristiche secondo l'invenzione, in una prima forma

di realizzazione;

Fig. 2 illustra in scala maggiore la porzione del dispositivo contenuta nella

regione circoscritta dalla linea designata con A nella figura 1 ;

Fig. 3 illustra la regione circoscritta dalla linea designata con A nella figura 1 , in un'altra forma di realizzazione dell'invenzione; e

Fig. 4 illustra ancora la regione circoscritta dalla linea designata con A nella figura 1 , in una ulteriore forma di realizzazione dell'invenzione.

Nella figura 1 è illustrata solamente una parte di un dispositivo miscelatore termostatico, e precisamente la parte nella quale trova applicazione l'invenzione La parte mancante superiormente comporta gli organi di manovra e di sicurezza che possono essere di qualunque tipo, mentre organi non rappresentati possono essere presenti nella parte inferiore nei casi in cui il dispositivo miscelatore termo statico deve avere anche funzione di rubinetto.

Nella forma esemplificata, il dispositivo presenta un corpo 1 con un raccor do 2 di ingresso per l'acqua calda, un raccordo 3 di ingresso per l'acqua fredda, un raccordo 4 per l'erogazione di acqua miscelata a temperatura regolata, e condotti 5 e 6 che si dipartono dai raccordi 2 e 3 per convogliare l'acqua calda e l’acqua fred da verso una camera di miscelazione 7.

La camera di miscelazione 7 è delimitata da una parete perimetrale 8, al l'interno della quale può scorrere a tenuta un cassetto 9 che presenta un diaframma 10. Inoltre il dispositivo termostatico comporta un primo organo operativamente stazionario 12 ed un secondo organo operativamente stazionario 13. Nelle condi zioni di funzionamento, gli organi operativamente stazionari 12 e 13 e la parete perimetrale 8 della camera di miscelazione 7 sono resi tutti solidali tra loro e col corpo 1. Uno degli organi stazionari 12 e 13 può eventualmente essere costruttivamente realizzato in un sol pezzo con la parete perimetrale 8 della camera di miscelazione Tra le varie parti descritte sono interposte in modo per sé noto delle guarnizioni di tenuta, rappresentate ma non designate.

La parete perimetrale 8 della camera di miscelazione ed i due organi operativamente stazionari possono essere tra loro collegati, stabilmente o smontabilmente, in modo da costituire una cartuccia introdotta nel corpo 1 , della quale la parete 8 costituisce l'involucro, come nelle forme di realizzazione rappresentate. Alternativamente. le varie parti possono anche essere montate direttamente nel corpo 1 , ed in questo caso la parete periferica 8 della camera di miscelazione può essere costituita dal corpo 1 stesso.

Tra il primo organo stazionario 12 e la parete perimetrale 8 sono predisposti dei passaggi 16 che permettono all'acqua fredda di fluire dal condotto 5 verso l'interno della camera di miscelazione 7, e tra il secondo organo stazionario 13 e la parete perimetrale 8 sono predisposti dei passaggi 17 che permettono all'acqua calda di fluire dal condotto 6 verso l'interno della camera di miscelazione 7. L'ampiezza libera offerta al flusso d'acqua dai passaggi 16 per l'acqua fredda, oppure dai passaggi 17 per l'acqua calda, oppure ancora da entrambi i passaggi 16 e 17, è controllata, in modo per sé noto, dalle estremità del cassetto 9, l’una o l’altra delle alternative indicate corrispondendo a diversi criteri di funzionamento, per sé noti, del dispositivo termostatico.

Al diaframma 10 del cassetto 9 è applicato un elemento termometrico 18 del tipo funzionante a dilatazione termica, che in questo esempio è del tipo detto pillola. Il suo elemento mobile o pistone, non rappresentato, agisce contro il primo organo stazionario 12 attraverso elementi di sicurezza ed eventualmente di regolazione, i quali possono essere di qualunque genere, sono per sé ben noti e per questo motivo non sono stati rappresentati. L'elemento termometrico 18 si estende nella camera di miscelazione 7 e pertanto assume la temperatura dell'acqua miscelata che vi si trova, e si dilata corrispondentemente. Con l'aumento della propria dilatazione, causata da un aumento della temperatura dell'acqua miscelata che lo lambisce, l'elemento termometrico 18 causa uno spostamento del cassetto 9 al v

cui diaframma 10 esso è applicato, e precisamente nel senso di ridurre l'ampiezza libera dei passaggi di ingresso per l'acqua calda o/e di aumentare l'ampiezza libera dei passaggi di ingresso per l'acqua fredda, così da contrastare l'aumento della temperatura dell'acqua miscelata, e pertanto stabilizzare questa temperatura.

Una molla 19, inserita tra il secondo organo stazionario 13 ed il diaframma 10, sollecita il cassetto 9 nel senso opposto all'azione dell’elemento termometrico 18, per operare la regolazione inversa di quella ora descritta, quando la temperatura dell'acqua miscelata tende a diminuire. In altre forme di realizzazione possibili, la molla 19 può agire, anziché sul diaframma del cassetto, su qualunque altra parte connessa al cassetto, per esempio sullo stesso elemento termometrico.

Nel diaframma 10 del cassetto 9 sono praticati perifericamente dei passaggi attraversanti 11, che devono essere percorsi dall'acqua fredda proveniente dai passaggi di ingresso 16 per giungere alla camera di miscelazione 7. Pertanto l'acqua fredda entra nella camera di miscelazione sotto forma di una pluralità di getti sostanzialmente paralleli e vicini alla parete perimetrale 8, animati da una velocità diretta assialmente in allontanamento dal diaframma 10.

La superficie del secondo organo stazionario 13 che delimita i passaggi di ingresso 17 per l'acqua calda presenta almeno una porzione interna 14 che è inclinata verso l'interno della camera di miscelazione 7 e verso il diaframma 10. A causa di questa conformazione, il flusso di acqua calda che penetra nella camera di miscelazione 7 viene orientata da questa superficie inclinata e perciò possiede una componente di velocità diretta radialmente verso l'interno ed una componente di velocità diretta assialmente verso il diaframma 10.

Il flusso di acqua calda così diretto incontra dunque il flusso di acqua fredda entrante dai passaggi 11 , la cui velocità è diretta assialmente in senso contrario alla componente assiale di velocità del flusso di acqua calda. Questo incontro dà perciò origine ad una energica turbolenza e, pertanto, ad una miscelazione assai efficace, che ha luogo nella regione periferica della camera di miscelazione 7, prima che l'acqua così miscelata giunga a lambire l'elemento termometrico 18. È così assicurato il miglior funzionamento del miscelatore termostatico.

La porzione di superficie inclinata 14 del secondo organo stazionario 13 può essere, in sezione, sostanzialmente rettilinea, come mostrano le figure 1, 2 e 4, di modo che tale superficie inclinata fa parte di una superficie sostanzialmente conica. Alternativamente, la porzione di superficie inclinata 14 del secondo organo stazionario 13 può essere, in sezione, curvilinea, come mostra la figura 3, di modo che tale superficie inclinata fa parte di una superficie sostanzialmente torica. Ma, in effetti, la porzione di superficie 14 può anche avere qualunque altra conformazione, purché essa presenti una inclinazione verso l'interno della camera di miscelazione 7 e verso il diaframma 10.

La figura 4 illustra un mezzo per intensificare ulteriormente la 'turbolenza nella regione di miscelazione, e quindi l'efficacia della miscelazione tra acqua calda ed acqua fredda che si ottiene. Ciò viene ottenuto assegnando, alla parete interna 15 del secondo organo operativamente stazionario 13, una inclinazione nel senso di presentare in ogni punto un aumento della distanza dall’asse del dispositivo man mano che aumenta la distanza dal diaframma.

Tale conformazione causa, nel flusso di acqua miscelata che dopo di essere penetrato nella camera di miscelazione 7 si dirige verso il raccordo di erogazione 4, una cavitazione, con conseguente aumento della turbolenza e dell'efficacia della miscelazione. Come già si è detto della superfìcie inclinata 14, anche la superficie inclinata 15 può essere sostanzialmente rettilinea in sezione, come rappresentata nella figura 4, oppure può essere curvilinea od altrimenti conformata nel rispetto della condizione esposta.

Si deve intendere che l'invenzione non è limitata alle forme di realizzazione descritte ed illustrate come esempi. Vare modificazioni sono state descritte, ed altre sono alla portata del tecnico del ramo. Queste ed altre modificazioni ed ogni sostituzione con equivalenti tecnici possono essere apportate a quanto descritto ed illustrato, senza per questo dipartirsi dal'ambito dell'invenzione e dalla portata del presente brevetto.

Claims

RIVENDICAZIONI 1 . Dispositivo miscelatore termostatico comprendente un corpo con un raccordo di ingresso per acqua calda, un raccordo di ingresso per acqua fredda ed un raccordo di erogazione per acqua miscelata, una camera di miscelazione alloggiata in detto corpo e delimitata da una parete periferica, un primo organo operativamente fisso ed un secondo organo operativamente fisso, passaggi di ingresso per acqua fredda predisposti tra detta parete periferica della camera di miscelazione e detto primo organo operativamente fisso, passaggi di ingresso per acqua calda predisposti tra detta parete periferica della camera di miscelazione e detto secondo organo operativamente fisso, un condotto formato in detto corpo e congiungente detto raccordo di ingresso per acqua calda con detti passaggi di ingresso per acqua calda, un condotto formato in detto corpo e congiungente detto raccordo di ingresso per acqua fredda con detti passaggi di ingresso per acqua fredda, un cassetto mobile a tenuta rispetto a detta parete periferica della camera di miscelazione e disposto per controllare detti passaggi di ingresso per acqua calda o/e detti passaggi di ingresso per acqua fredda, un diaframma presentato da detto cassetto, una molla disposta tra secondo organo operativamente fisso ed una parte connessa al cassetto, per sollecitare detto cassetto nel senso corrispondente all'aumento dell’apertura dei passaggi di ingresso per acqua calda o/e alla riduzione dell’apertura dei passaggi di ingresso per acqua fredda, ed un organo termometrico funzionante per dilatazione termica, agente tra detto diaframma e detto primo corpo operativamente fisso per sollecitare detto cassetto a spostarsi nel senso corrispondente alla riduzione dell’apertura dei passaggi di ingresso per acqua calda o/e all'aumento dell'apertura dei passaggi di ingresso per acqua fredda allorché detto organo termometrico subisce un aumento di dilatazione termica, caratterizzato dal fatto che detto diaframma presenta una pluralità di passaggi che lo attraversano in vicinanza della sua periferìa, e che detto secondo organo operativamente fisso è conformato, all'interno della zona di esso che delimita i passaggi di ingresso- per acqua calda, con una superficie inclinata rivolta verso l'interno della camera di miscelazione e verso detto diaframma.
2 . Dispositivo miscelatore termostatico secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta superficie inclinata del secondo corpo operativamente stazionario è sostanzialmente rettilinea in sezione e fa parte di una superficie sostanzialmente conica.
3 . Dispositivo miscelatore termostatico sefcondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta superficie inclinata del secondo corpo operativamente stazionario è curvilinea in sezione e fa parte di una superficie toroidale.
4 . Dispositivo miscelatore termostatico secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la superficie interna del secondo corpo operativamente stazionario è inclinata nel senso di presentare in ogni punto un aumento della distanza dall'asse del dispositivo man mano che aumenta la distanza dal diaframma.
5 . Dispositivo miscelatore termostatico secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che i vari componenti che lo costituiscono sono assiemati nella parete perimetrale della camera di miscelazione, formando una cartuccia della quale detta parete perimetrale costituisce l'involucro.
6 . Dispositivo miscelatore termostatico secondo la rivendicazione 1 , .caratterizzato da! fatto che i vari componenti che lo costituiscono sono assiemati direttamente nel corpo del dispositivo, il quale può esso stesso costituire la parete perimetrale della camera di miscelazione.
7 . Dispositivo miscelatore termostatico con disposizione per incrementare la miscelazione 1 , caratterizzato dalle particolarità, disposizioni e funzionamento, quali appaiono dalla descrizione sopraestesa e dai disegni annessi, o sostituiti da loro equivalenti tecnici, presi nel loro insieme, nelle loro varie combinazioni o separatamente.