ITPE20120002A1 - Rubinetto elettronico con sensore ad infrarossi - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

RUBINETTO ELETTRONICO CON SENSORE AD INFRAROSSI

La presente invenzione riguarda un rubinetto elettronico con sensore ottico ad infrarossi.

Sono noti rubinetti elettronici dotati di mezzi quali fotocellule, sensori di prossimità, ecc.. che consentono di azionare il getto dell’acqua solo quando rilevano la presenza di un utente o di un mezzo (es. bicchiere).

Il vantaggio di tali rubinetti à ̈ di consentire la fuoriuscita dell’acqua in modo agevole ad esempio quando si hanno le mani sporche consentendo non solo igiene e pulizia ma anche un risparmio di acqua.

Un inconveniente dei detti mezzi posti in commercio à ̈ che i sensori sono posizionati vicino al getto di uscita dell’acqua, e ciò non ne consente un utilizzo ottimale. Infatti, il sensore ha un campo d’azione troppo corto ed ai fini della fuoriuscita dell’acqua occorre avvicinare molto le mani o altro oggetto. Ciò causa schizzi dell’acqua al di fuori del lavello, con conseguenti disagi all’utilizzatore. Ovviamente, anche un raggio di azione lungo del sensore avrebbe altri svantaggi, in quanto la luce riflessa sul fondo del lavello (spesso in acciaio inox lucido o bianco)rischia di far azionare involontariamente il getto di uscita dell’acqua.

Altro svantaggio dell’arte nota à ̈ relativo ai rubinetti dotati di pulsanti che consentono la fuoriuscita continua dell’acqua, cioà ̈ premendo con la mano il pulsante, si attiva il getto di uscita dell’acqua e premendo nuovamente il pulsante, si arresta il getto di uscita dell’acqua. Tali pulsanti a tocco o a sfioramento, presentano lo svantaggio di dover essere toccati e come tale se si hanno per esempio le mani sporche, il pulsante si sporca e deve essere lavato.

Inoltre, i rubinetti “elettronici†tradizionali presenti in commercio presentano un alimentazione di tipo elettrico. Pertanto, à ̈ necessario un collegamento elettrico esterno, con conseguente maggiore complessità nell’installazione, maggiori costi di funzionamento e l’inconveniente di non poterli utilizzare in assenza di corrente elettrica.

Alla luce di quanto sopra, appare evidente la necessità di poter disporre di una soluzione che permetta di dotare un rubinetto “elettronico†di mezzi idonei alla fuoriuscita del getto dell’acqua in modo ottimale consentendo di superare gli svantaggi dell’arte nota.

In questo contesto viene ad inserirsi la soluzione secondo la presente invenzione, adattabile a diversi tipi di lavandini.

Scopo della presente invenzione à ̈ quindi quello di realizzare un rubinetto elettronico con sensore ottico ad infrarossi con funzionamento a pile (senza trasformatore di alimentazione), che permetta di superare i limiti delle soluzioni secondo la tecnologia nota e di ottenere un miglioramento dei risultati tecnici precedentemente descritti.

Ulteriore scopo dell’invenzione à ̈ che detto sistema possa essere realizzato con tempi e costi di installazione ridotti e costi di gestione contenuti.

Non ultimo scopo dell’invenzione à ̈ quello di realizzare un rubinetto elettronico che sia sostanzialmente semplice, sicuro ed affidabile.

Forma pertanto oggetto specifico della presente invenzione un rubinetto elettronico con sensore ottico ad infrarossi, funzionante a pile, dotato di sistema di “by pass†per il funzionamento manuale di emergenza.

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

- la figura 1 mostra una vista prospettica, scelta a titolo puramente esemplificativo, senza con ciò voler limitare l’ambito dell’invenzione a tale forma di rubinetto, in cui il rubinetto presenta un sensore verticale (1) ed un sensore frontale (2);

- la figura 2 mostra uno spaccato della realizzazione del rubinetto con tutti i componenti e con la relativa disposizione ottimale;

- le figure 3.1 e 3.2 mostrano due viste prospettiche della parte superiore del rubinetto in cui sono posizionate le pile, due sensori (frontale (2) e verticale (1)), ed i led (14) di segnalazione di funzionamento e delle pile scariche; - le figure 4 e 5 mostrano rispettivamente una vista prospettica sia dell’intero rubinetto che di una sezione della canna riguardante il “by-pass†(17) realizzato secondo la presente invenzione;

- la figura 6 mostra una vista prospettica della testina (20) per l’inserimento del sensore frontale e/o del sensore verticale, realizzato secondo la presente invenzione;

- la figura 7 mostra una vista prospettica, scelta a titolo puramente esemplificativo, in cui il rubinetto presenta solo il sensore frontale (2).

Facendo riferimento alle figure, alla base della presente invenzione à ̈ proposto un rubinetto elettronico con sensore ottico ad infrarossi, funzionante a pile, dotato di sistema di “by pass†per il funzionamento manuale di emergenza.

In particolare, il rubinetto, in una preferibile forma realizzativa, à ̈ dotato di un sensore ottico ad infrarossi analoghi a quelli presente nell’arte nota posizionato in verticale (1), utilizzato ad esempio per riempire un bicchiere d’acqua, ovvero per operazioni piccole e semplici, di breve durata. Per tale funzione, il campo del sensore sarà ridotto, preferibilmente a 10/12 cm e tale da non subire interferenze dal fondo del lavello, che causerebbe la fuoriuscita involontaria dell’acqua. Il secondo sensore (2) che costituisce un elemento di innovazione del presente trovato, invece, à ̈ posto anteriormente cioà ̈ frontale, a circa 90 gradi dal sensore verticale, ove presente, e consente di ottenere il flusso continuo dell’acqua, sempre senza toccare nessuna parte del rubinetto.

Questo secondo sensore funziona quindi come sistema †onoff†cioà ̈ avvicinando la mano o un oggetto a circa 3/4 cm dal sensore stesso (2) si ottiene l’uscita immediata dell’acqua continua.

Avvicinando nuovamente la mano o l’oggetto davanti al sensore (2) l’acqua quindi smette di uscire.

Si evince che il secondo sensore funziona come un pulsante, ma senza toccare nulla.

Il grande vantaggio di questa novità consiste quindi nell’avere un rubinetto elettronico completo per tutti i tipi di utilizzi, sia brevi con il sensore verticale,ove previsto, che di lunga durata con il sensore frontale, senza mai toccare e quindi senza sporcare il rubinetto elettronico.

Grazie all’alimentazione a pile (vedi fig.2-rif.7), questo rubinetto elettronico può essere installato in tutti i lavelli senza alcun collegamento elettrico esterno.

L’elettronica moderna consente di ottenere circuiti elettronici ad infrarossi impulsivi, in grado di assorbire solo 10/15 uA (microAmpere). L’elettrovalvola (vedi fig.2-rif.8 e 9) à ̈ di tipo bistabile (on-off) e con filtri interni incorporati sotto la membrana.

La bobina magnetica (8) quindi assorbe energia dal cavetto (13) del circuito elettronico e dalle pile (7) solo per 20 ms (millisecondi) nel momento in cui l’acqua inizia ad uscire e per altri 20 ms, nel momento in cui l’acqua smette di uscire.

Mentre l’acqua esce quindi, il rubinetto elettronico non consuma nulla poiché l’elettrovalvola bistabile, rimane eccitata a causa del magnete permanente interno, che memorizza la posizione di aperta o chiusa.

Tutti questi accorgimenti tecnici permettono alle pile (preferibilmente 2 classiche alcaline da 1,5 Volt) di durare anche 4/5 anni a vantaggio di una lunga autonomia. Nella fig. 6 si vede come à ̈ possibile realizzare il complessivo del sensore frontale (2).

In questo preferibile ma non limitativo esempio di realizzazione, si vede un disco vetro con fondo neutro o colorato (15),dove viene realizzata una incisione (23) a laser o in sabbiatura, che diventa quindi trasparente nella zona incisa. Tale disco può essere realizzato dello stesso colore della canna.

Un portaled, solitamente di colore nero (22), per i sensori, viene applicato al vetro (15).

Il sensore (21) con il circuito elettronico di controllo viene poi a sua volta inserito nel portaled (22).

Il tutto viene fissato e tenuto insieme sul corpo porta testina (20).

I sensori ad infrarossi (21) pertanto possono funzionare perfettamente attraverso l’incisione (23) ottenendo il funzionamento “on-off†del rubinetto.

Si ottiene quindi un sensore ottico invisibile e soprattutto, esente da problemi di graffi e conseguenti malfunzionamenti poiché il vetro à ̈ resistentissimo, a differenza dei sensori tradizionali presenti in commercio Una nota importantissima del sensore ottico frontale, consiste nell’ottenere un aspetto estetico molto gradevole, poiché il vetro colorato (15), può essere realizzato perfettamente della stessa intonazione del colore della canna di uscita acqua.

Nella fig. 6 si evince il led ad es. rosso (14) che serve per segnalare l’avvenuto rilevamento della mano o di un oggetto e dell’uscita dell’acqua oppure per segnalare che le pile (7) si stanno esaurendo.

Questo led può anche essere sostituito con un sistema di retroilluminazione (vedi fig.3.1 e 3.2 e rif.16) che rende ancora più gradevole ed accattivante il sensore frontale. In questo caso il portaled (22) di fig. 6 conterrà più led (14) che accendendosi insieme realizzano un effetto soft e grafico, molto moderno.

Come sopra illustrato, il campo d’azione del sensore verticale (1), ove previsto, deve essere di circa 10/12 cm massimo. Ciò aiuta il rubinetto ad ottenere un ottimo funzionamento per piccole e rapide operazioni (riempire un bicchiere, lavare un piatto od un panno, lavarsi le mani, ecc). Quindi il rubinetto à ̈ esente da interferenze col fondo del lavello che possono far azionare involontariamente il rubinetto.

Questo consente di fare rubinetti elettronici più bassi che quindi non fanno schizzare l’acqua intorno e fuori dal lavello. Cioà ̈ più à ̈ alta la canna del rubinetto (fig.1-rif.4), più gli schizzi d’acqua si spandono nel lavello e soprattutto fuori.

Il sensore frontale (2) invece può avere un campo d’azione fisso (3/4 cm) poiché non ha interferenze con l’ambiente esterno. Tuttavia si può inserire un potenziometro del tipo illustrato in fig. 3.1-rif.24, per aumentare o diminuire questo campo d’azione.

Infatti, se ad esempio il lavello à ̈ estremamente lucido,e quindi causerebbe forti riflessioni, con questo dispositivo, si può adattare il rubinetto al tipo di lavello. La regolazione à ̈ elettronica preferibilmente per mezzo di un piccolo potenziometro o trimmer interno che agisce direttamente sul circuito elettronico principale. Ulteriore innovazione del presente trovato à ̈ costituito dalla possibilità, quando le pile si esauriscono ed il rubinetto non può più funzionare, far uscire acqua in maniera manuale e di momentanea emergenza.

Sulle figg. 4 e 5 si nota la vite (17) che ruotata di mezzo giro con un giravite (19) o una monetina, agisce come “by-pass†dell’acqua funzionando in parallelo alla elettrovalvola (9).

Basta infatti girare la canna (4) ed agire sulla vite (17) posta dietro alla canna stessa.

La vite (17) agisce quindi come “by-pass†al posto della bobina magnetica (8) che, per mancanza di corrente a causa delle pile scariche, non può funzionare. La membrana interna alla elettrovalvola (9) si solleva e a questo punto, l’acqua esce sempre.

Per interrompere il flusso d’acqua à ̈ sufficiente agire sulla manopola (5) del miscelatore, come specificato in fig. 4.

Si à ̈ ottenuto quindi un funzionamento di emergenza fin che non si sostituiranno le vecchie pile (7) con le nuove.

Un’ulteriore utilità del presente trovato à ̈ costituito dall’inserimento di una anello (25) preferibilmente fra la canna (4) ed il corpo miscelatore (6) che potrà essere realizzato preferibilmente in materiale fotoluminescente o equivalente. Tale materiale assorbe luce di giorno e la rilascia di notte, consentendo di poter individuare il rubinetto anche al buio.

Nella fig. 2 Ã ̈ illustrata una forma di realizzazione esemplificativa ma non limitativa del trovato, in cui sono visibili tutte le componenti nelle posizioni corrette che consentono di avere il rubinetto elettronico sin qui illustrato.

A seconda di quello che si vuole avere, cioà ̈ getto semplice a richiesta (sensore 1) o getto fisso continuo (sensore 2), il rubinetto può essere predisposto per entrambe le funzioni.

Questo rubinetto offre le stesse funzionalità di un rubinetto manuale (getto continuo) con un risparmio di acqua grazie all’uso col sensore (1) e con una igiene assoluta grazie ai due sensori ottici (1 e 2) poiché non bisogna né toccare né sfiorare nulla.

Ulteriore elemento di novità à ̈ costituito dalla presenza di una funzione anti-allagamento e anti-consumo. Infatti, à ̈ previsto un timer che interrompe il flusso dell’acqua dopo preferibilmente tre minuti di uso continuo (calcolato per lavabi con capienza di circa 30 litri di acqua). Tale tempo può essere ad esempio raddoppiato se la mano o altro mezzo permane davanti al sensore frontale per un certo numero di secondi in più.

Ovviamente, in un’ulteriore ma non limitativa, preferibile forma realizzativa, come mostrato in Fig. 7, il rubinetto potrà essere realizzato, a seconda di quello che si vuole avere, anche solo con il sensore frontale (2), mantenendo inalterate le sue caratteristiche di funzionamento ed utilità sopra descritte.

Sopra à ̈ stato spiegato il funzionamento dell’elettronica, della elettrovalvola e del “by-pass†d’emergenza.

Questo rubinetto elettronico può funzionare con le pile del tipo alcalina da 1,5 Volt che sono le più economiche e diffuse al mondo e che sono incorporate all’interno della canna, poste nella zona superiore adiacente ai sensori; quindi in posizione comoda per essere sostituite.

Può essere installato in tutti i tipi di lavelli , sia nuovi che esistenti grazie alle dimensioni di compattezza (diametro da 35/40 mm) e offre la possibilità di avere il sensore frontale della stessa colorazione della canna e/o del corpo miscelatore del rubinetto.

Può essere realizzato con o senza miscelatore o con miscelatore dell’acqua laterale o sotto-lavello.

La canna (4) del rubinetto può ruotare di 360° su se stessa poiché elettronica ed elettrovalvola sono contenute completamente sulla canna del rubinetto.

La forma della canna può essere sia tonda che quadrata od ovale; grazie alla disposizione dei vari componenti, come da fig. 2, anche altre forme diverse si prestano per realizzare un rubinetto elettronico con le caratteristiche fin qui illustrate.

Inoltre all’interno del rubinetto non ci sono cavi che si possono attorcigliare e rompersi, come avviene per certi rubinetti esistenti che funzionano con il classico trasformatore di alimentazione.

La facilità di montaggio si evince in fig.2 e si completa nei particolari (10) flessibili, (11) valvole di non ritorno e (12) rubinetti d’arresto con filtri ispezionabili per le impurità dell’acqua.

Sono di immediata evidenza le l’utilità di questa soluzione.

La presente invenzione à ̈ stata descritta a titolo illustrativo, ma non limitativo, secondo sue forme preferite di realizzazione, ma à ̈ da intendersi che variazioni e/o modifiche potranno essere apportate dagli esperti nel ramo senza per questo uscire dal relativo ambito di protezione, come definito dalle rivendicazioni allegate.

Claims (1)

1. RIVENDICAZIONI RUBINETTO ELETTRONICO CON SENSORE AD INFRAROSSI 1) Rubinetto elettronico caratterizzato dal fatto di comprendere: - almeno un sensore ottico frontale (2) ad infrarossi per azionare la fuoriuscita dell’acqua; - almeno un’unità di funzionamento (20) contenente le pile (7), atta al funzionamento dei sensori ottici e dei led; - almeno un’unità per il funzionamento manuale di emergenza(17), in assenza di alimentazione a pile; - almeno un potenziometro (24) per la regolazione della sensibilità dei sensori; - almeno un disco di vetro (15)atto a contenere i led (21) ed il porta led (22); - almeno un’elettrovalvola (8 e 9) per il funzionamento; - in via opzionale anche un anello (25) fotoluminescente per individuare il rubinetto al buio; - in via opzionale anche un sensore ottico verticale (1) per azionare la fuoriuscita dell’acqua. )Rubinetto elettronico come dalla rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il sensore ottico ad infrarossi à ̈ posizionato frontalmente, consentendo di ottenere un flusso d’acqua continuo, senza toccare nessuna parte del rubinetto. 3)Rubinetto elettronico come dalla rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto di funzionare come un pulsante “on-off†cioà ̈ avvicinando la mano si ottiene l’uscita dell’acqua ed avvicinando nuovamente la mano si arresta l’uscita dell’acqua, senza mai toccare il rubinetto e quindi senza sporcarlo. 4) Rubinetto elettronico come dalla rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che l’unità di funzionamento (20) contenente le pile (7), atta al funzionamento dei sensori ottici e dei led, può essere installato in tutti i lavelli senza alcun collegamento elettrico esterno. 5) Rubinetto elettronico come dalla rivendicazione 4, caratterizzato da un’unità per il funzionamento manuale (17), in assenza di alimentazione a pile, in cui ruotando di mezzo giro con un giravite o una monetina la vite (17)si attiva un meccanismo di †by pass†che si sostituisce alla bobina magnetica (8), la quale, a causa delle pile scariche non può funzionare. La membrana interna alla elettrovalvola (9), pertanto, si solleva consentendo all’acqua di uscire sempre. Per interrompere la fuoriuscita dell’acqua à ̈ sufficiente agire sulla manopola (5) del miscelatore. 6) Rubinetto elettronico come dalla rivendicazione 1, caratterizzato preferibilmente da un potenziometro o trimmer (24) interno al circuito elettronico principale per la regolazione della sensibilità dei sensori a mezzo ad esempio di una chiavetta, che consente di ridurre o di aumentare la sensibilità di rilevamento e quindi il raggio d’azione del sensore, rendendo adattabile il rubinetto a qualsiasi tipo di lavello; 7) Rubinetto elettronico come dalla rivendicazione 1, caratterizzato da un disco preferibilmente di vetro (15) o altro materiale equivalente, atto a contenere i led (21) ed il porta led (22), sulla cui superficie viene realizzata un’incisione (23) preferibilmente a laser o in sabbiatura, che diventa quindi trasparente nella zona incisa. Al vetro viene applicato un portaled (22) per i sensori. I sensori con il circuito elettrico vengono a loro volta inseriti nel portaled (22). Il tutto viene poi fissato sul corpo porta testina (20). In tal modo, i sensori possono funzionare perfettamente attraverso l’incisione (23) segnalando l’accensione/spegnimento del rubinetto. Ciò consente di avere un sensore ottico invisibile, esente da problemi di graffi e conseguente malfunzionamento, a cui sono soggetti i sensori classici 8) Rubinetto elettronico come dalla rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che il led (14) contenuto nel disco di vetro (15)può essere sostituito da un sistema di retroilluminazione (16) contenente più led, che conferiscono un’illuminazione diffusa a tutto il disco di vetro. 9) Rubinetto elettronico secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il funzionamento del rubinetto avviene attraverso un’elettrovalvola (8 e 9) di tipo bistabile (on-off) e con filtri interni incorporati sotto la membrana. La bobina magnetica (8)assorbe energia dal cavetto (13) del circuito elettronico e dalle pile (7) solo per preferibilmente 20 ms nel momento in cui l’acqua comincia ad uscire e per altri 20 ms, nel momento in cui l’acqua smette di uscire. Mentre l’acqua esce, quindi, il rubinetto non consuma nulla, poiché l’elettrovalvola bistabile (8 e 9)rimane eccitata a causa del magnete permanente interno, che memorizza la posizione di aperta o chiusa. 10) Rubinetto elettronico secondo la rivendicazione 9) caratterizzato dal fatto che grazie a tali accorgimenti tecnici à ̈ possibile ottenere il funzionamento del rubinetto con delle semplici pile classiche (preferibilmente 2 pile da 1,5 volt), che potranno durare anche 4/5 anni con conseguente lunga autonomia. 11) Rubinetto elettronico secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto di poter comprendere oltre al sensore ad infrarossi frontale (2) per ottenere il flusso d’acqua continuo secondo le funzionalità ed utilità già evidenziate, anche un sensore ad infrarossi verticale (1) per brevi fuoriuscite di acqua, che congiuntamente al sensore frontale (2), ottimizzano e completano le prestazioni e le utilità già ampiamente descritte. 12) Rubinetto elettronico secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto di poter comprendere anche un anello (25) posizionato preferibilmente fra la canna (4) ed il corpo miscelatore (6) che potrà essere realizzato preferibilmente in materiale fotoluminescente o equivalente. Tale materiale assorbe luce di giorno e la rilascia di notte, consentendo di poter individuare il rubinetto anche al buio.