ITTO20130408A1 - Macchina di rilevazione fughe con camera a vuoto a lunghezza variabile - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

“MACCHINA DI RILEVAZIONE FUGHE CON CAMERA A VUOTO A LUNGHEZZA VARIABILEâ€

La presente invenzione à ̈ relativa a una macchina di rilevazione fughe avente una camera a vuoto, ad esempio per rilevare le fughe in connessioni saldate o brasate di recipienti, eventualmente tubi, recipienti, recipienti in pressione e/o scambiatori di calore.

Un test tramite la macchina di rilevazione fughe prevede una fase preparatoria in cui un recipiente ad esempio di un materiale metallico o leghe metalliche, viene riempito di un gas tracciante e successivamente sigillato in modo che il gas sia intrappolato all’interno del recipiente. La sigillatura viene eseguita in modo rilasciabile cosicché un recipiente, dopo aver superato positivamente il test, possa essere utilizzato e/o commercializzato. Ad esempio, l’operazione di riempimento di gas tracciante del pezzo da testare e la relativa sigillatura sono eseguite all’interno della macchina di rilevazione fughe tramite apposite apparecchiature comandate a distanza e non oggetto della presente invenzione. Pertanto la rilevazione di fughe tramite la macchina con camera a vuoto à ̈ non-distruttiva.

Il recipiente così preparato viene alloggiato in una camera a vuoto della macchina di rilevazione dove la pressione viene abbassata rispetto a quella ambiente tramite l’azione di un’apposita pompa a vuoto. L’azione della pompa a vuoto può iniziare contemporaneamente alla fase di iniezione del fluido tracciante poiché quest’ultima viene generalmente eseguita quando il pezzo si trova già nella camera a vuoto, tramite le apparecchiature comandate a distanza sopra citate.

L’abbassamento di pressione all’interno della camera a vuoto circostante al pezzo da testare tende a richiamare il gas tracciante verso l’esterno del contenitore in modo che sia possibile determinare, ad esempio, la tenuta di saldature o brasature e rilevare relative porosità.

Una macchina di rilevazione fughe può essere impiegata per eseguire test su pezzi e contenitori di svariate tipologie e dimensioni. Normalmente quindi la camera a vuoto presenta dimensioni relativamente elevate per adattarsi ai pezzi aventi le dimensioni maggiori.

Quando la pressione all’interno della camera a vuoto deve scendere molto al disotto della pressione ambiente e i pezzi da testare presentano dimensioni piccole rispetto a quelle della camera a vuoto, sono stati ideati alcuni accorgimenti per ridurre l’energia consumata dalla pompa a vuoto e i tempi per ottenere i valori di pressione desiderati.

Ad esempio una camera a vuoto può essere riempita parzialmente da un elemento di zavorra, ad esempio parallelepipedo, che sottrae un volume d’aria alle condizioni ambientali pari alle proprie dimensioni. In questo modo viene ridotta la quantità d’aria che la pompa a vuoto deve processare.

Tuttavia, quando il test richiede valori di pressione particolarmente bassi, ad esempio inferiori a 1 Pa, l’inserimento di uno o più elementi di zavorra diminuisce il volume ma aumenta la superficie a sfavore dell’efficacia della pompa a vuoto. Infatti la superficie interna della camera a vuoto aumenta almeno per quanto riguarda una o più superfici laterali dell’elemento parallelepipedo e ciò comporta fenomeni di degasaggio o adsorbimento che impattano negativamente sulla pompa a vuoto.

E’ nota una macchina di rilevazione fughe comprendente una camera a vuoto modulare. Tuttavia, i moduli sono movimentati manualmente e l’operazione richiede di norma tempi di attrezzaggio piuttosto lunghi; à ̈ inoltre possibile interporre tra i moduli delle valvole, che però oltre ad essere piuttosto costose richiedono anche un numero superiore di collegamenti tra i moduli con conseguente creazione di un maggior numero di zone di critiche per l’ingresso di gas dall’esterno.

Lo scopo della presente invenzione à ̈ di realizzare una macchina di rilevazione fughe adattabile a test su oggetti di varie dimensioni in grado di aumentare l’efficienza della pompa a vuoto pur mantenendo tempi di attrezzaggio ridotti.

Lo scopo della presente invenzione viene raggiunto tramite una macchina di rilevazione fughe secondo la rivendicazione 1.

L’invenzione verrà ora descritta con riferimento ai disegni annessi, che ne illustrano esempi di attuazione non limitativi e si riferiscono:

- Figura 1: a una vista prospettica schematica di una macchina di rilevazione fughe secondo la presente invenzione;

- Figura 2: Ã ̈ una vista prospettica schematica di una seconda forma di realizzazione della presente invenzione;

- Figura 3 Ã ̈ un particolare ingrandito in sezione di figura 1; e

- Figura 4 Ã ̈ una vista prospettica di una macchina secondo la presente invenzione.

In figura 1 Ã ̈ illustrata con 1 nel suo insieme una macchina di rilevazione fughe comprendente una pompa a vuoto 2 e una camera a vuoto 3 collegata alla pompa 2.

Preferibilmente la pompa a vuoto 2 à ̈ un gruppo comprendente un primo stadio e un secondo stadio, opportunamente collegati fra loro da valvole di controllo. Ad esempio uno dei due stadi comprende una pompa a palette e l’altro stadio comprende un compressore a lobi o Roots.

Inoltre, la camera a vuoto 3 presenta una struttura modulare comprendente un primo elemento 4 fisso e collegato alla pompa 2 tramite opportuni condotti in modo noto. Preferibilmente il primo elemento 4 comprende un portello 5 accessibile dall’esterno della macchina 1 da un utente per inserire un pezzo da testare all’interno della camera a vuoto 3. Il pezzo da testare può essere inserito dall’utente o manualmente, se di peso ridotto, oppure tramite carrelli o piccoli argani o altro in caso il pezzo da testare abbia peso o dimensioni non gestibili direttamente da un utente.

La camera a vuoto 3 comprende inoltre una pluralità di elementi mobili 6 combinabili al primo elemento 4 e fra loro per aumentare o diminuire il volume della camera a vuoto. In particolare, ciascun elemento mobile presenta almeno un’apertura 7 affacciata al primo elemento 4 o modulo 6 adiacente per consentire, se due moduli adiacenti sono debitamente accostati, di ottenere un volume interno definito dalla combinazione dei volumi interni del primo elemento 4 e/o di ciascun modulo 6.

Per consentire una elevata flessibilità d’uso, ciascun modulo 6 à ̈ movimentabile in modo relativo e indipendente dagli altri in modo che, ad esempio, se un modulo 6 à ̈ a contatto con il primo elemento 4, un ulteriore modulo 6 può rimanere distanziato dal modulo 6 disposto a contatto con il primo elemento 4 (figura 1b).

Allo scopo di sigillare completamente la camera a vuoto 3 nelle differenti configurazioni di volume interno ottenibili tramite la movimentazione relativa dei moduli 6 fra loro e rispetto al primo elemento 4, la macchina di rilevazione fughe 1 comprende inoltre portelli mobili 8 per chiudere una bocca 9 definita dal primo elemento 4 e dai moduli 6 allo scopo di realizzare una connessione rilasciabile a tenuta di fluido con l’apertura 7 adiacente. Quando un portello 8 à ̈ chiuso contro la rispettiva bocca 9 viene definito un volume interno avente una prima cubatura, quando tale portello 8 à ̈ aperto, due moduli adiacenti sono connessi a tenuta di fluido e si ottiene una seconda cubatura maggiore della prima cubatura.

Ciascun portello 8 chiude a tenuta di fluido e in modo rilasciabile una relativa bocca 9 ed à ̈ preferibilmente disposto all’interno della macchina 1 in modo non accessibile da parte di un utente durante il normale funzionamento della macchina; il portello 8 à ̈ tuttavia accessibile in caso di operazioni straordinarie come la manutenzione periodica oppure la riparazione di un danno. Anche le aperture 7 e le bocche 9 possono essere all’interno della macchina 1 e non accessibili da parte dell’utente.

Preferibilmente, ciascun portello 8 viene portato da un modulo 6 in modo che il movimento del modulo 6 contribuisce alla chiusura della bocca 9 cui il portello à ̈ dedicato. Inoltre, il portello 8, per semplificare la costruzione, può presentare un unico grado di libertà attuato o controllato rispetto al proprio modulo, ad esempio rotazionale (figura 1) o lineare (figura 2). I portelli 8 sono azionati in modo indipendente l’uno dall’altro. E’ possibile che il portello 8 presenti ulteriori gradi di libertà rispetto al modulo 6 ma questi non sono controllati tramite un attuatore specifico e consentono al portello di adattarsi alla geometria della macchina per recuperare i giochi costruttivi.

Preferibilmente, il portello 8 à ̈ collegato al relativo modulo 6 tramite una struttura rigida, ad esempio comprendente bracci 10 oscillanti. La struttura comprende inoltre dei supporti labili 11 che vengono compressi e bloccati quando il modulo 6 preme il portello 8 controllo la bocca 9 per chiudere il primo modulo 4 o un modulo 6 adiacente. I supporti labili 11 consentono alla struttura di portare con se il portello 8 nel movimento dalla posizione chiusa a quella aperta o viceversa e, allo stesso tempo, di adattare entro certi limiti la posizione del portello 8 per chiudere in modo efficace la bocca 9. In particolare, il supporto labile 11 à ̈ anche elastico e viene compresso quando il portello 8 viene premuto per chiudere la bocca 9. Preferibilmente, tale accoppiamento viene realizzato tramite un perno 12 fisso rispetto al braccio 10 e un foro 13 del portello 8 alloggiante con gioco radiale il perno 12. Il perno 12 comprende una testa di arresto 13 per evitare che il portello 8 si sfili dal perno 12 durante l’uso. Preferibilmente le tese di arresto 13 sono esterne all’impronta della bocca 9 sul portello 8 quando quest’ultimo à ̈ in posizione di chiusura.

Un collegamento labile à ̈ particolarmente utile quando le guarnizioni che circondano la bocca 9 sono di un materiale elastomerico sostanzialmente rigido e comprendono preferibilmente un cordone a o-ring. Le guarnizioni non hanno pertanto un’elevata capacità di deformazione per recuperare eventuali disallineamenti fra la bocca 9 e il portello 8.

Alternativamente, in particolare quando i portelli 8 sono di grandi dimensioni, Ã ̈ possibile prevedere che le bocche 9 siano delimitate tramite tenute a labbro e il portello 8 sia portato da guide fisse rispetto al pirmo modulo 4. Anche in questo caso il portello 8 viene spinto contro le tenute a labbro un carico applicato dal modulo 6 tramite attuatori ed eventuali disallineamenti fra la bocca 9 e il portello 8 sono recuperati tramite la cedevolezza della tenuta a labbro. In entrambi i casi, il carico applicato sul portello 8 Ã ̈ tale da chiudere le tenute e consentire alla pompa a vuoto 2 di iniziare correttamente ad aspirare aria dalla camera a vuoto 3. Quando la pressione nella camera a vuoto inizia a diminuire, Ã ̈ la pressione atmosferica esterna alla camera a vuoto 3 che applica il maggior carico sul portello 8 per comprimere le tenute intorno alla bocca 9.

Preferibilmente, inoltre, i moduli 6 si accostano al primo modulo 4 o ad altri moduli 6 in una direzione di accostamento lineare che coincide con la direzione di accostamento di apertura / chiusura del portello 8 contro le tenute della corrispondente bocca 9. La connessione fra i moduli 6 e un telaio fisso della macchina à ̈ cedevole almeno in caso di scoppio all’interno della camera a vuoto 3 quando à ̈ in corso una prova e la camera stessa à ̈ sigillata. A tale scopo, il carico di compressione applicato al portello 8 non supera una soglia predeterminata in modo che, come misura di sicurezza, in caso di scoppio all’interno della camera a vuoto 3 il portello 8 si può aprire, in particolare può arretrare, e consentire lo sfogo dei gas residui verso l’ambiente esterno fuori dalla camera a vuoto. Ad esempio, gli attuatori possono essere disinseriti e tali da essere reversibili quando disinseriti. Oppure, il circuito fluidico di attuazione degli attuatori viene rilasciato in caso di raggiungimento di una soglia massima di pressione. Oppure gli attuatori sono collegati al rispettivo modulo 6 tramite elementi elastici opportunamente precaricati che, in caso di scoppio, consentono al portello 8 di arretrare e quindi l’apertura della camera a vuoto 3. Quando il portello 8 si apre, i gas sfiatano verso l’ambiente esterno in una zona protetta dall’involucro esterno della macchina 1 in modo da non investire direttamente eventuali utenti disposti ad esempio davanti al portello 5, che invece anche in caso di scoppio rimane chiuso.

Secondo quando illustrato in figura 4, la macchina 1 comprende il telaio 20 fissato ad esempio al pavimento di un’officina o di una camera prove, un involucro esterno 21 per racchiudere i componenti della macchina 1 e definente una finestra per il portello 5. All’interno dell’involucro 22, la pompa 2 e gli attuatori dei moduli 6 sono disposti in modo tale da lasciare libero almeno un lato del modulo 6, in particolare del modulo 6 ultimo nella serie (in figura 4 la camera a vuoto 3 comprende un unico modulo 6 in aggiunta al primo modulo 4). In questo modo à ̈ possibile aggiungere ulteriori moduli 6 anche dopo la consegna della macchina. Ad esempio, la pompa 2 può essere disposta sotto, sopra o lateralmente al modulo 6. Una parte posteriore 23 del modulo 6 à ̈ invece affacciata ad una porta 24 dell’involucro 21 o a una finestra del telaio 20.

I vantaggi che la macchina di rilevazione fughe 1 secondo la presente invenzione consente di ottenere sono i seguenti.

Il volume interno della camera a vuoto 3 Ã ̈ modificabile in modo da mantenere un rapporto volume/superficie adatto a ridurre i consumi energetici e velocizzare i processi di misura.

Risulta infine chiaro che alla macchina di rilevazione fughe qui descritta e illustrata à ̈ possibile apportare modifiche o varianti senza per questo uscire dall’ambito di tutela come definito dalla rivendicazioni allegate.

La macchina di rilevazione fughe 1 può presentare moduli 6 in linea come illustrato oppure anche lungo un percorso chiuso. Inoltre, i moduli 6 si possono sviluppare sia su un piano orizzontale che anche in direzione verticale. I moduli 6 possono avere dimensioni e caratteristiche differenti fra loro. Tale flessibilità nella forma del volume interno della camera a vuoto 3 à ̈ utile per adattarsi alle numerose forme dei prodotti che occorre alloggiare nella camera a vuoto 3 per eseguire i test. Solo nella configurazione più semplice i moduli 6 sono mobili in modo rettilineo fra loro e rispetto al primo elemento 4.

Il primo modulo 4 e gli altri moduli 6 si muovono rispettivamente lungo una direzione di accostamento lineare ma non à ̈ escluso che il movimento relativo, sia possibile con altre traiettorie, ad esempio tramite rotazione intorno a perni. Quando il portello di figura 2 si accosta alle tenute, il movimento à ̈ lineare in una direzione trasversale a quella di accostamento fra due moduli 4, 6 oppure un effetto analogo à ̈ ottenuto incernierando il portello 8 intorno a un asse parallelo alla direzione di accostamento fra i due moduli 4, 6.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Macchina di rilevazione fughe (1) comprendente una camera a vuoto (3) accessibile tramite un primo portello (5) e una pompa (2) collegata alla detta camera a vuoto (3) per portare un volume interno sigillato della detta camera a vuoto (3) in depressione rispetto alla pressione ambiente, caratterizzata dal fatto di comprendere almeno un primo e un secondo elemento (4, 6) mobili relativamente in una prima posizione in cui il detto volume interno presenta una prima cubatura definita tramite uno dei detti primo e secondo elemento (4; 6), e una seconda posizione in cui il detto volume interno presenta una seconda cubatura maggiore della detta prima cubatura e definita tramite la combinazione dei detti primo e secondo elemento (4, 6), essendo previsti almeno un secondo portello (8) differente dal detto primo portello (5) e mobile in una terza posizione nella quale il secondo portello (8) Ã ̈ interposto fra il detto primo e secondo elemento (4, 6) per definire la detta prima cubatura e una quarta posizione in cui i detti primo e secondo elemento (4, 6) sono collegati fra loro a tenuta di fluido definiscono la detta seconda cubatura.
2. 2. Macchina secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che il detto portello (8) chiude una bocca (9) di uno dei detti primo e secondo elemento (4, 6) circondata da una tenuta e dal fatto che il detto secondo portello (8) viene premuto contro la detta tenuta dall’altro dei detti primo e secondo elemento (4, 6) quando il detto volume interno presenta la detta prima cubatura.
3. 3. Macchina secondo la rivendicazione 2, caratterizzata caratterizzato dal fatto che il detto secondo portello (8) à ̈ portato da un supporto (10, 11) che definisce almeno la posizione del detto secondo portello (8) in una direzione trasversale rispetto a una direzione di accostamento fra i detti primo e secondo elemento (4, 6) quando il detto secondo portello (8) à ̈ scostato dalle dette tenute, il detto supporto (10, 11) essendo labile in modo che gli altri gradi di libertà del detto secondo portello (8) sono bloccati quando il detto secondo portello (8) viene premuto contro la detta tenuta.
4. 4. Macchina secondo la rivendicazione 3, caratterizzata dal fatto che il detto supporto (10, 11) comprende un elemento elastico (11) caricato quando il detto secondo portello (8) viene premuto contro la detta tenuta.
5. 5. Macchina secondo la rivendicazione 4, caratterizzata dal fatto che il detto supporto (11) comprende un perno (12) alloggiato con gioco in un foro (13) per movimentare il detto secondo portello (8) fra le dette terza e quarta posizione e definire la detta posizione trasversale rispetto alla direzione di accostamento.
6. 6. Macchina secondo una qualsiasi delle rivendicazioni dalla 2 alla 5, caratterizzata dal fatto che la detta tenuta à ̈ o un o-ring oppure una tenuta a labbro.
7. 7. Macchina secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto di comprendere almeno un attuatore per movimentare lungo una direzione di accostamento lineare uno dei detto primo e secondo elemento (4; 6) verso l’altro, il detto attuatore applicando un carico predeterminato per premere il detto secondo portello (8) sulla detta tenuta, il detto secondo portello (8) potendosi aprire se il detto carico predeterminato viene superato all’interno della detta camera a vuoto (3).
8. 8. Macchina secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che i detti primo e secondo elemento (4, 6) si accostano lungo una direzione lineare.
9. 9. Macchina secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto di comprendere un involucro esterno (21) alloggiante il detto primo e secondo elemento (4, 6) e la detta pompa (2), una parete (23) di uno dei detti primo e secondo elemento (4, 6) essendo affacciata al detto involucro esterno (21).
10. 10. Macchina secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che il detto secondo portello (8) Ã ̈ portato da uno dei detti primo o secondo elemento (4, 6).