ITUB20154053A1 - Dispositivo filtrante a percolazione - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

Il trovato ha per oggetto un dispositivo filtrante a percolazione del tipo includente le caratteristiche menzionate nel preambolo della rivendicazione principale.

Nei dispositivi filtranti a percolazione il gradiente di pressione cui è assoggettato il fluido da filtrare è relativamente basso in quanto la filtrazione avviene essenzialmente per gravità. I mezzi filtranti normalmente contengono strati di carbone attivo, resine a scambio ionico e materiali simili che, per effetto delle rispettive tensioni superficiali, possono causare un intrappolamento dell’aria nello strato filtrante. Ciò a sua volta provoca alcuni inconvenienti. Un primo inconveniente è che, quando lo strato filtrante trattiene aria, si riduce la sezione di passaggio utile per il flusso di liquido da filtrare che viene conseguentemente rallentato. Ciò causa una bassa portata di acqua filtrata ed un conseguente allungamento del tempo necessario per la filtrazione.

Un secondo inconveniente, che aggrava il primo, è dovuto al fatto che le aree di strato filtrante che intrappolano aria non partecipano alla filtrazione con conseguente disomogeneo ( cattivo ) sfruttamento del materiale che forma il letto filtrante. Ciò comporta un esaurimento anticipato della cartuccia filtrante e/o un malfunzionamento della medesima verso la fine del suo ciclo di vita utile.

Tale problema è ancor più rilevante nelle soluzioni che prevedono l’utilizzo di un due differenti cartucce filtranti individualmente sostituibili, tipicamente destinate ad una doppia filtrazione, una prima rivolta ad effettuare un’aziona di scambio ionico ed una seconda per la riduzione della carica batterica.

Alla scopo di migliorare l’efflusso dell’acqua, la domanda di brevetto internazionale WO 2012/168896, a nome della medesima richiedente, suggerisce l’utilizzo di mezzi di ventilazione per sfiatare gas raccolti in una camera definita tra le due cartucce concorrentemente con il flusso di liquido da filtrare.

Seppur tale soluzione si riveli efficace nell’evitare che masse d’aria restino intrappolate all’interno del materiale filtrante e quindi migliorare la capacità di efflusso dell’acqua, la realizzazione dei mezzi di ventilazione si rivela in qualche modo complessa.

In particolare, in base ad una prima forma di realizzazione i mezzi di ventilazione sono realizzati tramite una canalizzazione formata sulla cartuccia a monte del percorso di efflusso.

È evidente che tale soluzione richiede la realizzazione di specifiche cartucce destinate ad essere utilizzate solamente in tali sistemi a doppia filtrazione. Una seconda forma realizzazione prevede invece l’utilizzo di un condotto che si estende lungo la parete che forma l’elemento partitore della caraffa. Tale condotto è ottenuto tramite una cannula che collega la camera definita tra le cartucce filtranti con l’esterno della caraffa.

Tuttavia durante le varie fasi di realizzazione della caraffa l'attacco della cannula alla camera intermedia che divide la prima dalla seconda cartuccia definisce una zona critica in termini di proprietà fisiche e meccaniche. Di conseguenza, qualora con il tempo si dovesse usurare, crepare, o subire un qualsiasi danneggiamento, si potrebbe avere un trafilamento diretto del liquido dalla camera intermedia al serbatoio inferiore. Se ciò dovesse avvenire il liquido non verrebbe regolarmente filtrato dal filtro ad azione antibatterica, con un conseguente rischio di contaminazione batterica.

Inoltre, soluzione è tuttavia piuttosto complessa dal punto di vista realizzativo e può comportare l’accumulo di sporcizia o altro materiale in corrispondenza del condotto di sfiato. Pertanto, anche tale soluzione si rivela poco adatta qualora la caraffa sia utilizzata con un’unica cartuccia filtrante, in quanto l’accumulo di carica batterica che può derivare dalla presenza del condotto non viene correttamente filtrato in assenza della seconda cartuccia. Pertanto, il problema alla base della presente invenzione è quello di mettere a disposizione un dispositivo filtrante strutturalmente e funzionalmente concepito per ovviare a tutti gli inconvenienti lamentati con riferimento alla tecnica nota citata. Questo problema è risolto dall’invenzione mediante un dispositivo filtrante realizzato in accordo con le rivendicazioni che seguono. Le caratteristiche ed i vantaggi dell’invenzione meglio risulteranno dalla descrizione dettagliata di alcuni suoi esempi di realizzazione illustrati, a titolo indicativo e non limitativo, con riferimento agli uniti disegni in cui:

la figura 1 è una laterale di un dispositivo filtrante secondo l’invenzione;

la figura 2 è una vista in pianta del dispositivo filtrante di figura 1 ; le figure 3 e 3A sono rispettivamente una vista laterale in sezione in sezione ed un relativo dettaglio di un elemento partitore ad imbuto particolare del dispositivo filtrante secondo l’invenzione; e

la figura 4 è una vista dall'alto dell'elemento partitore ad imbuto di figura 3.

Con riferimento inizialmente alla figura 1 , un dispositivo filtrante a percolazione è indicato nel suo complesso con il numero di riferimento 1. Il dispositivo filtrante 1 comprende un involucro esterno 2, ad esempio conformato a caraffa, nel quale è alloggiato, preferibilmente appeso mediante un supporto flangiato 3, un elemento partitore ad imbuto 4, questi ultimi meglio illustrati in Figura 3.

Sarà comunque apprezzato che l’invenzione è altresì applicabile a sistemi diversi quali, ad esempio, bollitori, caffettiere, filtri in linea e simili e più in generale a tutti i dispositivi filtranti a percolazione portatili. Si noti anche che nel contesto della presente invenzione il termine portatile indica un dispositivo che può essere facilmente trasportato a mano da una persona. L’elemento partitore ad imbuto 4 è destinato alla raccolta dell’acqua da filtrare e, una volta alloggiato nell’involucro esterno 2 definisce un bacino 6 ad esso sottostante per la raccolta dell’acqua filtrata.

Nell’elemento partitore 4 è individuato un percorso di flusso 7 dell’acqua da filtrare che si estende da monte a valle dell’elemento partitore 4 attraverso primi e secondi mezzi filtranti 10, 11 disposti in sequenza ed attraversati per gravità.

Preferibilmente, il dispositivo 1 comprende inoltre un coperchio 9 che copre l’involucro esterno 2 e, conseguentemente, l’elemento partitore 4. Secondo una forma di realizzazione preferita, sul coperchio 9 è definita un’apertura 90 per il passaggio dell’acqua verso l’interno dell’involucro 2 e, specificatamente, verso l’elemento partitore 4. Preferibilmente sono inoltre presenti mezzi per la determinazione dei cicli di filtrazione effettuati e/o per l’indicazione del livello di esaurimento della capacità filtrante dei primi e/o secondi mezzi filtranti 10,11 , di tipo in sé noto.

Secondo una forma di realizzazione preferita, i primi mezzi filtranti 10 comprendono un filtro a cartuccia sostituibile 101 che, in alcuni almeno degli esempi di realizzazione di seguito descritti, può essere di tipo tradizionalmente noto, ad esempio del tipo noto dalla descrizione delle domande di brevetto WO 2009/000374 o WO 2010/115643 della stessa richiedente, il cui contenuto è incorporato alla presente descrizione a titolo di riferimento. Nel presente esempio di realizzazione, il filtro a cartuccia 101 comprende una parte superiore 12 ed una parte inferiore 13 unite tra loro in corrispondenza di un bordo perimetrale 14 sporgente radialmente verso l’esterno e costituente guarnizione con cui il filtro a cartuccia 10 è accoppiato a tenuta in una imboccatura 16 di una sede 17 ricavata alla base dell’elemento partitore 4. L’imboccatura 16 con la parte superiore 12 della cartuccia, provvista di fori, non illustrati in figura, definisce un’apertura di ingresso dell’acqua da filtrare nel percorso di flusso. Nella parte inferiore 13 è contenuto un letto filtrante, non visibile in figura, che può essere composto in modo di per sé noto da una miscela di materiali scelti tra carboni attivi, sali, resine a scambio ionico e simili.

L’accoppiamento a tenuta tra il filtro a cartuccia 101 e la sede 17 ha luogo in corrispondenza di una porzione di accoppiamento 18 di quest’ultima, preferibilmente definita da un regione anulare di una camicia che forma la parete perimetrale della sede 17.

Quando il filtro a cartuccia 101 è inserito nella sede 17 dell’elemento partitore 4, rimane definita una camera 21 tra la sede 17 e l’involucro della parte inferiore 13 del filtro a cartuccia.

Nella sede 17 è inoltre ricavata un’apertura di efflusso 30 attraverso la quale passa l’acqua filtrata dai primi mezzi filtranti 10.

L’apertura di efflusso è inoltre preposta all’alloggiamento rimovibile dei secondi mezzi filtranti 11.

In questo modo, l’acqua filtrata dai primi mezzi filtranti IO è inviata per gravità verso i secondi mezzi filtranti 11.

Secondo una forma di realizzazione preferita, l’apertura 30 è provvista di un filtro addizionale 31 , ad esempio del tipo a retina, che serve a trattenere eventuali granuli di letto filtrante sfuggiti dai primi mezzi filtranti nella camera 21.

Preferibilmente l’apertura 30 è anche provvista, in uscita dall’elemento partitore 4, di un collare 32, in corrispondenza del quale vengono innestati i secondi mezzi filtranti 11.

Secondo una forma di realizzazione preferita, i secondi mezzi filtranti 11 comprendono quindi un involucro 33 suscettibile di accoppiamento rapido con il collare 32, ad esempio del tipo a vite od a baionetta, od anche semplicemente ad interferenza, così da consentire la rimozione individuale dei secondi mezzi filtranti 11 dall’elemento partitore 4.

I secondi mezzi filtranti 11 sono preferibilmente del tipo a filtrazione batterica.

Un primo esempio di tali mezzi filtranti è rappresentato da un filtro a fibre cave 35, quale quello descritto in CA2350292, che consente un microfiltraggio dell’acqua trattata, ad esempio per osmosi inversa.

Sarà comunque apprezzato che in alternativa alle fibre cave potranno essere anche utilizzate tecnologie di filtrazione diverse, quali un sistema a membrana, una cartuccia ad elementi battericidi chimici ( ad esempio iodio, bromina ) o altre soluzioni del tipo a nanomembrane o soluzioni con carica elettrica che interviene come biocida.

Normalmente la durata dei secondi mezzi filtranti è sostanzialmente maggiore della durata utile dei primi mezzi filtranti e, con la struttura sopra indicata, ne è possibile la sostituzione individuale.

II dispositivo 1 comprende inoltre un’apertura di ventilazione 22 che mette in comunicazione la sede con l’esterno dell’involucro esterno 2, per sfiatare l’aria od i gas intrappolati nella camera 21 e migliorare così il flusso dell’acqua attraverso il letto filtrante del filtro a cartuccia 10.

L’apertura di ventilazione 22 si apre nella sede 17 a valle lungo detto percorso di efflusso rispetto alla porzione di accoppiamento 18.

In altre parole, l’apertura di ventilazione 22 è disposta sottostante al bordo perimetrale 14 quando il filtro a cartuccia 11 è alloggiato nella sede 17. Nel dispositivo 1 secondo la presente invenzione l’apertura di ventilazione 22 si allarga in corrispondenza di un’intercapedine 23 definita tra una prima parete periferica 24 ed una seconda parete periferica 25 dell’elemento partitore ad imbuto 4.

Pertanto, l’intercapedine 23 che definisce un allargamento dell’apertura di ventilazione 22.

Preferibilmente, l’intercapedine 23 si sviluppa in direzione verticale lungo l’elemento partitore ad imbuto 4.

Inoltre, secondo una forma di realizzazione preferita, una porzione della prima parete perimetrale 24 definisce parte di un ulteriore bacino 5 per la raccolta dell'acqua da filtrare mentre la seconda parete perimetrale 25 si affaccia all’involucro esterno 2.

Si noti anche che, preferibilmente, la prima parete perimetrale si estende longitudinalmente con sezione trasversale ad U, come si può osservare dalla figura 4.

Inoltre, preferibilmente, la seconda parete perimetrale 25 si raccorda al supporto flangiato 3 mediante il quale l’elemento partitore 4 è appeso all’involucro esterno 2.

Preferibilmente, il dispositivo 1 comprende inoltre una maniglia 8 connessa all’involucro esterno 2. In base a tale forma di realizzazione, l’intercapedine 23 è realizzata in corrispondenza di una porzione dell’elemento partitore 4 adiacente alla maniglia 8.

Secondo un’ulteriore forma di realizzazione preferita, in cui l’intercapedine 23 comprende inoltre un tappo amovibile 26, che consente di evitare l’ingresso accidentale di acqua o altro materiale all’interno dell’intercapedine, in particolare nei casi in cui sono utilizzati unicamente i primi mezzi filtranti 10.

Secondo una forma di realizzazione preferita, la sede 17 e l’apertura di efflusso 30 sono collocate sfalsate rispetto ad un piano mediano dell’involucro esterno 2.

Preferibilmente, in questo modo, la sede 17 e l’apertura di efflusso 30 sono realizzate sull’elemento partitore 4 rivolte dal medesimo lato dell’apertura di ventilazione 22 e dell’intercapedine 23.

Si apprezzerà che un dispositivo filtrante così realizzato si presta non solo ad equipaggiare mezzi filtranti a sostituibili, quali quelli descritti, ma anche dispositivi in cui i secondi mezzi filtranti sono di tipo non rimovibile, e/o non sono presenti.

In questo modo è possibile produrre dispositivi filtranti e cartucce standardizzate che possano essere utilizzati sia come dispositivi filtranti con filtri multipli come sopra descritto sia come dispositivi tradizionali in cui sia previsto un unico mezzo filtrante, costituito dal filtro a cartuccia sostituibile 10.

Non da ultimi i suddetti vantaggi sono ottenuti senza modifiche radicali dell’architettura dei dispositivi filtranti tradizionali e/o dei filtri a cartuccia sostituibile, a tutto vantaggio dell’economia di produzione.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo filtrante a percolazione (1) comprendente: un involucro esterno (2); un elemento partitore ad imbuto (4) per la raccolta dell’acqua da filtrare alloggiato o alloggiabile in detto involucro esterno (2) e che definisce un bacino (6) ad esso sottostante per la raccolta dell'acqua filtrata, detto elemento partitore ad imbuto (4) essendo atto a definire un percorso di flusso (7) dell’acqua da filtrare; una sede ( 17), ricavata in detto elemento partitore ad imbuto (4) in corrispondenza di detto percorso di flusso (7), per l’alloggiamento rimovibile di primi mezzi filtranti ( IO), detti primi mezzi filtranti (IO) comprendendo un filtro a cartuccia sostituibile (101); un’apertura di efflusso (30) dell’acqua filtrata da detti primi mezzi filtranti (10) ricavata in detta sede (17) ed atta all'alloggiamento rimovibile di secondi mezzi filtranti (11); in cui una porzione di accoppiamento (18) è definita in detta sede ( 17) in corrispondenza del quale detto filtro a cartuccia (101) è accoppiato a tenuta in detta sede (17); un'apertura di ventilazione (22) che mette in comunicazione detta sede (17) con l'esterno di detto involucro esterno (1); caratterizzato dal fatto che detta apertura di ventilazione (22) si apre in detta sede (17) a valle lungo detto percorso di efflusso rispetto a detta porzione di accoppiamento (18) e dal fatto che detto elemento partitore ad imbuto (4) comprende una prima parete periferica (24) ed una seconda parete periferica (25) tra le quali è definita un'intercapedine (23) che definisce un allargamento di detta apertura di ventilazione (22).
2. 2. Dispositivo filtrante (1) secondo la rivendicazione 1, in cui detta camera (21) è definita tra un involucro esterno (13) di detto filtro a cartuccia (101) e detta sede (17) quando detta cartuccia è alloggiata nella sede (17), detta camera (21) essendo disposta tra detti mezzi filtranti ( 10, 11) e detta apertura di ventilazione (22) essendo affacciata a detta camera (21).
3. 3. Dispositivo filtrante (1) secondo la rivendicazione 1 o 2, comprendente secondi mezzi filtranti (11) disposti in corrispondenza di detta apertura di efflusso (30).
4. 4. Dispositivo filtrante (1) secondo la rivendicazione 3, in cui in detti secondi mezzi filtranti (11) comprendono un filtro amovibile (35) sono innestabile su un collare (32) di detta apertura di efflusso (30).
5. 5. Dispositivo filtrante (1) secondo la rivendicazione 3 o 4, in cui detti secondi mezzi filtranti (11) comprendono un filtro a fibre cave (35).
6. 6. Dispositivo filtrante ( 1) secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui una porzione di prima parete perimetrale (24) definisce parte di un ulteriore bacino (5) per la raccolta dell'acqua da filtrare e detta seconda parete perimetrale (25) si affaccia a detto involucro esterno (2).
7. 7. Dispositivo filtrante ( 1) secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui detta seconda parete perimetrale (25) si raccorda ad un supporto flangiato (3) mediante il quale detto elemento partitore (4) è appeso a detto involucro esterno (2).
8. 8. Dispositivo filtrante ( 1) secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui detta intercapedine (23) comprende un tappo amovibile (26).
9. 9. Dispositivo filtrante ( 1) secondo una delle rivendicazioni precedenti, comprendente ulteriormente una maniglia (8) connessa a detto involucro esterno (2) detta intercapedine essendo realizzata in corrispondenza di una porzione di detto elemento partitore ad imbuto (4) che si affaccia a detta maniglia (8).
10. 10. Dispositivo filtrante ( 1) secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui detta sede (17) e detta apertura di efflusso (30) sono collocate sfalsate rispetto ad un piano mediano di detto involucro esterno (2).