IT201800010288A1 - Apparecchiatura per la verifica di cartucce filtranti. - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

annessa a domanda di brevetto per INVENZIONE INDUSTRIALE dal titolo:

“APPARECCHIATURA PER LA VERIFICA DI CARTUCCE FILTRANTI”.

La presente invenzione si riferisce ad un’apparecchiatura per la verifica di cartucce filtranti particolarmente indicata per avere uno strumento che in modo totalmente automatico realizzi un test di collaudo per la verifica di integrità e determinazione del primo punto di bolla per cartucce fi ltranti. Come è noto, le cartucce filtranti vengono utilizzate per la filtrazione di polveri secche, nebbie, fumi oleosi e solventi chimici e devono poter preservare il più a lungo possibile una buona effic ienza di filtrazione per un ottimale utilizzo.

I materiali impiegati per la realizzazione delle cartucce filtranti sono principalmente cellulosa, poliestere, poliestere antistatico alluminizzato e metallo.

Le cartucce filtranti presentano in molti casi una forma cilindrica e sono costituite da media filtrante pieghettata in modo da aumentare il rendimento di filtrazione aumentando la superficie filtrante.

In aggiunta, le cartucce filtranti vengono utilizzate per filtrare anche liquidi e gas. Si tratta di elementi filtranti composti con l 'impiego di diversi materiali e si possono realizzare con diverse medie filtranti a seconda dell 'applicazione richiesta. Le medie filtranti vengono appositamente lavorate a seconda delle necessità in modo da aumentarne , ad esempio, l 'efficienza e la resistenza. Inoltre , le varie medie filtranti possono essere accoppiate in più strati e plissettate per raggiungere elevate performance di efficienza e capacità di accumulo. Ogni cartuccia, a seconda delle specifiche e delle condizioni di utilizzo, viene costruita con determinate caratteristiche meccaniche come , ad esempio, un supporto interno o una rete di protezione esterna per aumentarne la resistenza alla pressione differenziale. Il grado di filtrazione della cartuccia filtrante è stabilito in base al grado di pulizia o purezza del fluido richiesto dall 'impianto in cui verrà montata. Ogni media filtrante ha una sua efficienza di filtrazione a seconda delle caratteristiche del materiale che la compone.

Proprio per il tipo di operatività che viene richiesta alle cartucce queste devono rispondere a degli standard qualitativi e di resistenza ben definiti per evitare l’insorgere di problemi agli impianti nei quali vengono poi impiegate per cui, durante la lavorazione di confezionamento delle cartucce, per evitare successivi problemi, si eseguono delle verifiche sui componenti ovvero: se la carta è conforme a quella prescritta, se la colla che chiude la plissettatura t iene e se la piegatura della lamella è corretta. Inoltre, per verificare la corretta rispondenza della cartuccia filtrante ai requisiti di filtrazione si compiono tre test: uno ad inizio produzione , uno a metà ed uno alla fine in una produzione, ad esempio, di mille filtri. Se sono previste produzioni superiori (es. 10.000 pezzi) si eseguono più test fino a dieci.

Attualmente, la verifica di una cartuccia viene fatta manualmente da un operatore il quale immerge una cartuccia in una vaschetta piena d’olio e fa entrare aria all’interno della cartuccia ad una pressione di 9 millibar.

Questa modalità operativa è denominata “test di prima bolla”: se nell’olio non si vedono bolle d’aria significa che tutto è a posto ovvero il filtro svolge il compito per cui viene prodotto ed i materiali, le colle sono secondo le prescrizioni e l’assemblaggio dei componenti è corretto.

Se invece esce una bolla il filtro non va bene e l’operaio deputato al controllo cerca di vedere da dove esce l’aria per capire se è la colla sui fondelli che non tiene o se la bolla esce dalla carta vuol dire che non è del tipo rispondente alle prescrizioni dato che l’aria immessa è commisurata al tipo di carta impiegata e al livello di filt razione voluto.

In queste condizioni, viene fermata la produzione e si controlla tutto sostituendo ciò che non è conforme.

Come illustrato in precedenza , attualmente, i controlli sono manuali ed unicamente eseguiti da un operaio che è l’unico che in base alla sua esperienza e capacità decreta la validità di una cartuccia filtrante.

Naturalmente, il fatto che sia una persona che esegue un controllo delicato ed importante innesca dei problemi che sono dovuti alla possibilità di errore umano. Infatti, con la ripetitività dei controlli su molte partite di cartucce di differenti tipologie possono aversi delle sviste dovute a lla stanchezza per la ripetitività dell’operazione, dovute alla difficoltà, a volte, di vedere una bolla e di capire da dove provenga esattamente.

In aggiunta a quanto sinora illustrato, vi è una normativa che prevede l’esecuzione di tre test in cui variano le modalità di immissione dell’aria all’interno del la cartuccia filtrante (filtro).

Il primo test prescrive che l’aria venga aumentata gr adatamente da 0 sino a 9 millibar ed il filtro deve compiere due/t re rotazioni complete su sé stesso in modo che l’operatore possa vedere se ci sono bolle in tutta la sua superficie.

Il secondo test prevede un incremento dell’aria in tre step : 3 millibar, 6 millibar e 9 millibar e sempre due rotazioni per ogni valore di pressione. Il terzo test prevede che la pressione dell’aria passi rapidamente da 0 a 9 millibar e sempre due giri di verifica.

In particolare, la normativa prescrive che il filtro venga solo parzialmente immerso nell’olio perché la pressione dell’olio potrebbe contrastare l’aria all’interno del filtro e le bolle non uscire.

Come può essere facilmente comprensibile vi sono svariati inconvenienti legati alle modalità di test delle cartucce in precedenza illustrati . Un primo inconveniente di rilievo è dovuto al fatto che per eseguire tutte le prove richieste, l’operatore impiega molto tempo per cui si rischiano dei fermi produzione in attesa dei risultati o , in alternativa, deve essere impiegato più personale che viene distaccato da altre lavorazioni con conseguenti rallentamenti in altri settori e costi per la presenza di più operatori.

Un altro inconveniente emerge per il fatto che il controllo è eseguito manualmente da un operatore il quale solo col tempo e l’esperienza acquisisce un “occhio” molto allenato in grado di rilevare una bolla d’aria dalla cartuccia da valutare. Inoltre, cambiando operatore si viene a modificare la modalità, la capacità, la precisione e si modificano per certi aspetti i parametri di valutazione dato che sono soggettivi e non oggettivi essendo rilevati da persone. Inoltre, risulta un’attività logorante e stressante per la continua attenzione che si deve porre nell’osservare il comportamento della cartuccia dato che non sono ammesse distrazioni neppure per pochi secondi.

Al giorno d’oggi è molto sentita la necessità di ottenere sempre migliori risultati nel campo della precisione e di alleviare il notevole sforzo degli operai che a lungo andare perdono in capacità visiv a risultando meno precisi e più lenti oltre a poter avere dei test standardizzati ed automatizzati.

Scopo della presente invenzione è sostanzialmente quello di risolvere i problemi della tecnica nota superando le sopra descritte difficoltà mediante un’apparecchiatura per la verifica di cartucce filtranti in grado di eseguire automaticamente i test di verifica valutando le caratteristiche del materiale filtrante con la determinazione del primo punto di bolla e le eventuali perdite della cartuccia finita con la prova di integrità .

Un secondo scopo del la presente invenzione è quello di realizzare un’apparecchiatura per la verifica di cartucce filtranti in grado di memorizzare e replicare i test secondo un protocollo di test codificato per ogni tipologia di cartuccia.

Un terzo scopo della presente invenzione è quello di avere un’apparecchiatura per la verifica di cartucce filtranti che permetta di adattarsi facilmente a qualsiasi tipo, modello e dimensione di cartuccia da verificare.

Un altro scopo del la presente invenzione è quello di avere un’apparecchiatura per la verifica di cartucce filtranti in grado di generare automaticamente un report in formato elettronico per la tracciabilità del lotto e delle relative caratteristiche .

Un altro scopo del la presente invenzione è quello di avere un’apparecchiatura per la verifica di cartucce filtranti in grado di sveltire i tempi di verifica delle cartucce, contenere i costi di tali verifiche permettendo una migliore gestione dei lotti di produzione ed eliminare completamente tutte le imprecisioni e gli errori dovuti al personale.

Un ulteriore scopo della presente invenzione è quello di avere un’apparecchiatura per la verifica di cartucce filtranti che sia in grado di replicare automaticamente la determinazione del primo punto di bolla del media filtrante fornendo un grafico delle pressioni in funzione del tempo utile per saggiare il comportamento dei diversi materiali che presentano caratteristiche di coalescenza.

Non ultimo scopo della presente invenzione è quello di avere un’apparecchiatura per la verifica di cartucce filtranti che risulti strutturalmente semplice , di agevole manutenzione oltre che di dimensioni compatte risultando molto funzionale,

Questi scopi ed altri ancora, che meglio appariranno nel corso de lla presente descrizione, vengono sostanzialmente raggiunti da un’apparecchiatura per la verifica di cartucce filtranti , come di seguito rivendicato.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi appariranno maggiormente dalla descrizione dettagliata di un’apparecchiatura per la verifica di cartucce filtranti , secondo la presente invenzione, fatta qui di seguito con riferimento agli uniti disegni, forniti a solo scopo indicativo e pertanto non limitativo, nei quali:

- la figura 1 mostra, in modo schematico ed in v ista frontale, un’apparecchiatura per la verifica di cartucce filtranti oggetto della presente invenzione;

- la figura 2 mostra, in modo schematico , l’apparecchiatura di figura 1 in condizione di pre-verifica;

- la figura 3 mostra, in modo schematico , l’apparecchiatura di figura 1 in condizione di verifica;

- la figura 4 mostra, in modo schematico , un particolare dell’apparecchiatura in oggetto.

Con riferimento alle figure citate, ed in particolare alla figura 1, con 1 è stata complessivamente indicata un’apparecchiatura per la verifica di cartucce filtranti , secondo la presente invenzione.

Per meglio comprendere l’operatività dell’apparecchiatura , si illustra la tipologia dei test che si devono eseguire per verificare la rispondenza della cartuccia a quanto prescritto dalla normativa.

La normativa richiede che venga verificata l’integrità di fabbricazione di una cartuccia attraverso la verifica di assenza di bolle ad un determinato valore di pressione che corrisponde a quello di esercizio e la localizzazione del poro massimo del materiale filtrante attraverso la determinazione del primo punto di bolla. Per meglio comprendere, in assenza di difetti di fabbricazione, il primo punto di bolla è indicativo del poro massimo presente nel materiale filtrante e tale dato è caratteristico del tipo di materiale che compone l’elemento filtrante della cartuccia .

L’apparecchiatura per la verifica di cartucce filtranti 1 in oggetto è sostanzialmente composta da una struttu ra di contenimento 2 suddivisa in diversi settori comprendenti una camera di test 20 dove vengono eseguiti i test su di una cartuccia , una prima camera tecnica 21 posta inferiormente alla camera di test che accoglie una vasca 3 ed una seconda camera tecnica posta posteriormente alle altre due camere 20 e 21 e predisposta ad alloggiare la componentistica deputata al funzionamento dell’apparecchiatura stessa.

Maggiormente in dettaglio, la camera di test 20 è chiusa da porte 20a che permettono di isolare l’ambiente interno in modo che non possa subire interferenze di qualsiasi tipo provenienti dall’esterno durante l’esecuzione dei test.

Secondo la presente forma di realizzazione, la vasca 3 è prevista per contenere un fluido di test 4 che, nella maggior parte dei casi, è olio a base paraffinica il quale viene fil trato in continuo mediante un dispositivo di filtraggio 40 composto da un filtro idraulico 40a gestito da una pompa 40b in modo da garantire la pulizia ed evitare alterazioni e l’intasamento d i una cartuccia 5 in prova con un conseguente errato feedback de l valore di pressione a cui appare la prima bolla che è una caratteristica specifica del materiale filtrante utilizzato. In aggiunta, nel dispositivo di filtraggio 40 è presente un rubinetto 40c previsto per scaricare i l fluido di test 4 quando devono essere eseguite particolari manutenzioni o deve essere svuotata la vasca 3.

Infatti, è particolarmente importante mantenere il fluido di test 4 in condizioni idonee e ottimali per poter avere risultati corretti e rendere comparabili i risultati delle verifi che sulle cartucce.

A tal proposito, l’apparecchiatura prevede un sistema di controllo della temperatura 6 del fluido di test in modo da mantenere un valore di viscosità costante e quindi poter avere risultati di prove che s iano comparabili. Per mantenere la viscosità costante, il fluido di test 4 deve presentare una temperatura compresa in un prestabilito range di valori (22±5)°C per cui immersa nella vasca è presente una serpentina 60 controllata da una coppia di sonde 61 e 62 e deputata al riscaldamento del fluido. In particolare, la seconda sonda è prevista per entrare in funzione solo se la prima ha problemi e non funziona. Infatti, se le condizioni di temperatura non sono rispettate la prova non viene avviata in alcuna modalità.

Nella presente forma di realizzazione , l’apparecchiatura prevede un sistema di controllo del livello 7 del fluido di test 4 nella vasca 3 che comprende un sensore 7a che legge l’altezza del livello del fluido nella vasca e segnala la necessità d i rabbocco eventuale e/o un rabbocco automatico dello stesso. Infatti, quando il livello del fluido risulta troppo basso rispetto ai parametri preimpostati, il sistema non concede l’opzione di inizio prova. Inoltre, è previsto un galleggiante 70 con il compito di troppo pieno e conseguente stop ad una pompa 71 che è preposta al rabbocco del fluido contenuto in un serbatoio 72.

Secondo la presente invenzione, l’apparecchiatura presenta un gruppo di supporto cartuccia comprendente una guida 8 orizzontale che accoglie un supporto 80 scorrevole e regolabile previsto per sostenere un elemento di ancoraggio 9 della cartuccia 5.

Maggiormente in dettaglio e come mostrato in figura 4 , l’elemento di ancoraggio 9 presenta tre perni 90 che si muovono all’interno di rispettive guide 90a per gestire la regolazione e la movimentazione di corrispondenti staffe 91 che si aprono e si chiudono per alloggiare e vincolare la cartuccia 5 indipendentemente dal suo diametro. In particolare, il supporto 80 che si muove lungo la guida 8 permette che possa essere posizionata e vincolata una cartuccia di qualsiasi lunghezza mentre l’elemento di ancoraggio 9 vincola cartucce di diversi diametri . In questo modo, l’apparecchiatura riesce ad accogliere e testare cartucce di di fferenti dimensioni senza problemi.

In aggiunta a quanto sinora illustrato, dalla parte opposta rispetto all’elemento di ancoraggio 9 vi è un elemento 10 di entrata dell’aria connesso ad un compressore posto nella seconda camera tecnica . In particolare, l’elemento 10 è un cono siliconico che è in grado di adattars i ad entrare in qualsiasi cartuccia sia perché è morbido sia perché aumenta di diametro.

In aggiunta, l’apparecchiatura presenta una catena 12 protetta da un carter e movimentata da un motore elettrico 120 che ha il compito di movimentare la cartuccia e farla ruotare su sé stessa attraverso un alberino 120a che entra all’interno della cartuccia , come mostrato in figura 2 .

Maggiormente in dettaglio, la catena 12 è ancorata ad un sostegno previsto per traslare verticalmente lungo due guide allocate nella parete posteriore della camera di test 20. Il sostegno è movimentato da un motore posto nella seconda camera tecnica.

Ogni movimento è gestito e controllato da mezzi di gestione e controllo 18 in modo elettronico per garantire il movimento della cartuccia sia quando viene immersa che dopo il test quando viene estratta dalla vasca 3. In particolare, è presente un fine corsa idraulico che impedisce ogni spostamento verticale della cartuccia durante il test , inoltre, dei sensori sono previsti per garantire la corretta immersione della cartuccia e rilevare eventuali vibrazioni della cartuccia stessa in modo che le prove vengano effettuate in totale assenza di vibrazioni.

In accordo con la presente invenzione, l’apparecchiatura prese nta un gruppo di rilevazione delle pressioni costituito da due sistemi di rilevazione. Il primo sistema 13 è basato sul principio della colonna di acqua ad U che è posta sulla parete posteriore della camera di test 20 al di fuori della vasca, come mostrato in figu ra 3.

Il secondo sistema 14 di rilevazione delle pressioni è posto posteriormente alla camera di test nella seconda camera tecnica e comprende trasmettitori di pressione che rilevano i parametri dell’aria commutandoli in valori numerici. In questo modo, un elettroattuatore controllato in maniera digitale permette di ottenere in uscita una pressione che è nei range richiesti per l’esecuzione dei test. In aggiunta, i l sistema digitale è integrato nei mezzi di gestione e controllo 18 che lo gestiscono attraverso un software dedicato.

L’apparecchiatura secondo la presente invenzione, è in grado di operare in modo semiautomatico in cui un operatore gestisce parte delle operazioni ed in modo totalmente automatico tranne che per il posizionamento della cartuccia sul l’elemento di ancoraggio 9.

Duran te il funzionamento, l’apparecchiatura , in caso di non rispondenza di qualche parametro rispetto a quelli impostati, segnala sia visivamente che acusticamente un’anomalia interrompendo la procedura di test.

Come accennato in precedenza, l’apparecchiatura opera con una pressione regolata elettronicamente attraverso un gruppo di regolazione che comprende una catena di componenti elettropneumatici in grado di ottenere regolazioni micrometriche delle pressioni.

La tassativa necessità di poter apprezzare il mbar nasce dalla necessità di dover determinare con esattezza il primo punto di bolla caratteristico di ogni materiale filtrante. Una piccola variazione determina una notevole variazione di performance del media filtrante in termini di poro medio e quindi di reale filtrazione. Inoltre, anche la prova di integrità lavora sempre su questi ordini di grandezza, inferiori ovviamente al primo punto di bolla.

Infatti, all’interno della catena elettropneumatica di regolazione sono previste quattro valvole per il vuoto che necessitano di una protezione attraverso una filtrazione a 5 µ m (micron) assoluti.

Le quattro valvole sono poste posteriormente alla camera test nella seconda camera tecnica. Maggiormente in dettaglio, la prima valvola è prevista per gestire i dati su manometri visibili su un pannello di controllo , come mostrato in figura 2, la seconda gestisce l’afflusso di aria all’interno della cartuccia mentre la terza gestisce e fornisce l’aria alla colonna U ed, infine, la quarta gestisce lo scarico dell’aria a fine test.

Dati i bassissimi valori delle pressioni di test in gioco è necessario che l’intero circuito pneumatico sia ermetico in quanto anche una lievissima perdita di aria farebbe compromettere l’affidabilità ed il va lore del l’intero test.

Infatti, prima di iniziare qualsiasi verifica su di una cartuccia , l’apparecchiatura è predisposta ad eseguire, in modo autonomo, una verifica di ermeticità garantendo in questo modo l’assenza di eventuali errate segnalazioni di non conformità della cartuccia.

La prima fase di verifica dell’ermeticità è rappresentata dalla equalizzazione (per mezzo di un micrometrico scarico di aria) delle pressioni fuori e dentro la cartuccia attraverso l’interazione di due delle valvole elettropneumatiche presenti nel circuito. Segue una fase di stabilizzazione che dipende dal tipo di cartuccia/filtro, dalle dimensioni e caratteristiche. Il tempo necessario alla stabilizzazione è presente ed archiviato nella “ricetta” (scheda delle caratteristiche) della cartuccia in esame che è inserita nel database del sistema di gestione e controllo 18 dell’apparecchiatura .

Chiusa una di queste ed aperte tutte le altre valvole elettropneumatiche che sono gestite e controllate elettronicamente da un apposito software, inizia la vera e propria iniezione di aria.

L’iniezione di aria prosegue sino al raggiungimento del valore di pressione impostato attraverso l’utilizzo di un regolatore elettropneumatico in serie ad un regolatore di pressione tarato al decimo di bar. Il tutto è retro fittato da un trasmettitore di pressione digitale controllato con un sistema elettronico ed in grado di regolare costantemente passo passo, ed in modo algebrico, il valore di pressione sino al raggiungimento e mantenimento del valore impostato a pannello. La chiusura automatica della valvola principale, con conseguente realizzazione di una condizione di ermeticità, permette l’analisi della cartuccia secondo quanto richiesto dalla normati va. Il sistema è in grado di rappresentare a pannello e registrare tutti i dati relativi alla variazione della pressione di tutti i vari step della prova al variare del tempo. Di fatto viene riportato in grafico il reale andamento delle pressioni con la conseguente possibilità di comparare graficamente il comportamento di diversi materiali filtranti a parità di condizioni di utilizzo. Questa caratteristica diviene uno strumento di comparazione tecnica in funzione del materiale filtrante, della pressione e del tempo di applicazione della pressione stessa.

I mezzi di gestione e controllo 18 dell’apparecchiatura permettono di avere in uscita un report in formato elettronico con interfaccia grafica nel quale viene riportato per ogni tipo di cartuccia il lotto e la data di prova in modo da fornire opportuna tracciabilità in tempo reale.

L’apparecchiatura è in grado di replicare la prova in accordo ai valori impostati sul pannello di controllo.

Una volta eseguite le fasi preliminari di controllo, l’apparecchiatura è nelle condizioni per poter testare la cartuccia.

Prima di iniziare la sua operatività di verifica, è necessario che un operatore prenda e posizioni la cartuccia da testare impegnandola al supporto inserendo un’estremità nel cono 10 di entrata aria e l’altra sul l’elemento di ancoraggio 9 chiudendo i tre perni allentati in precedenza così da bloccare l’estremità.

Una volta sistemata la cartuccia vengono chiuse le porte della struttura di contenimento 2 in modo che nulla dell’ambiente circostante possa interferire con l’ambiente di verifica della camera di test .

Attraverso i mezzi di gestione e controllo 18 ed il quadro di comando 15, l’operatore inserisce un codice identificativo della tipologia di filtro che permette all’apparecchiatura di riconoscere le caratteristiche sia dimensionali che struttura li (tipo di carta) del fi ltro.

I dati sono inseriti a priori nella memoria così da essere disponibili le caratteristiche di moltissimi tipi di filtro.

A questo punto, può iniziare il test della cartuccia che viene fatta scendere sino a completa immersione tenendola circa ad 1,5 cm dal pelo del fluido di test .

La cartuccia viene lasciata per un tempo di circa 20 -40 sec immersa nella vasca per dare il tempo al fluido di entrare nel materiale filtrante che compone la cartuccia.

Nel periodo di tempo in cui tut te le fibre della cartuccia vengono imbibite, l’apparecchiatura esegue il test di ermeticità dove viene controllato che non vi siano perdite nel circuito elettropneumatico del sistema.

A questo punto tutte le operazioni preparatorie al test vero e proprio sono completate e può iniziare il primo test sulla cartuccia.

Dal compressore viene mandata aria attraverso il cono 10 nel filtro con pressione da 0 a 9 mbar lentamente e gradatamente e nel frattempo il filtro compie due rotazioni mosso dalla cinghia 12.

Se tutto è regolare si procede con il secondo test in cui nel cono 10 viene immessa aria in tre step con pressioni di 3 mbar, poi 6 mbar per finire con 9 mbar e la cartuccia compie sempre due rotazioni su sé stessa . Segue poi il terzo test in cui la pressione viene velocemente portata da 0 a 9 mbar e la cartuccia ruota sempre compiendo due rotazioni complete.

Se durante una fase del test c’è una bolla (registrata come perdita di aria dalle elettrovalvole , l’apparecchiatura rileva il calo di pressione ed avvisa della presenza di un’anomalia.

Ogni step del test fatto viene ripreso da una telecamera e registrato perché , quando l’apparecchiatura segnala un’anomalia , l’operatore rivedendo il filmato può capire esattamente da dove proviene la bolla e capire cosa non risponde ai requisiti se il materiale filtrante , la colla sui fondelli o quella della giunzione del materiale della cartuccia o altro.

Terminato il test la cartuccia risale uscendo dal fluido e viene immessa aria ad una prestabilita pressione (circa 1 bar) per far fuoriuscire il fluido entrato in precedenza nel materiale.

L’operatore, svincola la cartuccia e ne inserisce un ’altra da testare.

Come accennato in precedenza, l ’apparecchiatura registra tutti i dati relativi alla variazione di pressione di tutti i diversi passaggi della prova al variare del tempo e li rappresenta sul pannello di controllo e quadro di comando 15 mediante un grafico che mostra l’andamento delle pressioni con la conseguente possibilità di comparare graficamente il comportamento dei diversi materiali filtranti a parità di condizioni di utilizzo permettendo una comparazione tecnica in base a diversi parametri dei materiali filtranti.

L’apparecchiatura secondo la presente invenzione è predisposta ad operare secondo le seguenti fasi operative:

- posizionamento di una cartuccia sul gruppo di supporto cartuccia 8 e impegno all’elemento di entrata aria 10 ed all’elemento di ancoraggio 9,

- inserimento sul pannello di controllo da parte di un operatore di un codice identificativo della tipologia di filtro per il riconoscimento delle caratteristiche sia dimensionali che strutturali del filtro,

- chiusura delle porte della struttura di contenimento 2 in modo da isolare la camera di test dall’ambiente circostante,

- discesa della cartuccia nella vasca 3 sino a completa immersione, - impregnazione del materiale filtrante della cartuccia col fluido presente nella vasca,

- prima immissione di aria attraverso il cono 10 nel filtro con pressione da 0 a 9 mbar lentamente e gradatamente ed esecuzione di due rotazioni complete della cartuccia su azione della cinghia 12, - seconda immissione di aria attraverso il cono 10 nel filtro in tre step con pressioni di 3 mbar, poi 6 mbar per finire con 9 mbar ed esecuzione di due rotazioni complete della cartuccia su azione della cinghia 12,

- terza immissione di aria attraverso il cono 10 nel filtro con pressione velocemente portata da 0 a 9 mbar ed esecuzione di due rotazioni complete della cartuccia,

- emissione di un report e di un grafico delle pressioni .

Qualora vi siano anomalie vengono segnalate all’opera tore che potrà intervenire.

Mentre la cartuccia subisce la fase di impregnazione del materiale filtrante, l’apparecchiatura esegue un test di ermeticità per verificare che non vi siano perdite nel circuito elettropneumatico del sistema.

Inoltre, apparecchiatura verifica costantemente la temperatura del fluido presente nella vasca ed il suo livello mantenendo questi parametri sempre costanti.

Dopo quanto descritto in senso prevalentemente strutturale, il funzionamento del trovato in oggetto risulta il seguente.

Quando un operatore intende testare una cartuccia non deve far altro che inserirla nell’apposito supporto e fissarla. Poi deve impostare sul pannello di controllo la tipologia di cartuccia e dare il via all’apparecchiatura l a quale movimenterà la cartuccia all’interno della vasca e poi eseguirà una verifica di ermeticità . Una volta ultimata tale verifica inizierà il test sulla cartuccia immettendo aria con la sequenza prevista per le tre tipologie di immissione di pressione facendo compiere due rotazioni complete alla cartuccia.

Tutti i dati vengono registrati e viene emesso un report del test. Se vengono riscontrati dei parametri non corretti viene segnalata un’anomalia che l’operatore potrà identificare sia dai parametri reg istrati sia da un filmato per poter identificare cosa non sia rispondente ai parametri richiesti. Se nessuna anomalia è segnalata, significa che la cartuccia ha superato il test risultando rispondente alle caratteriche che le vengono richieste.

A questo punto, l’operatore può passare ad analizzare un’altra cartuccia . Il presente trovato raggiunge così gli scopi proposti.

L’apparecchiatura per la verifica di cartucce filtranti secondo la presente invenzione è in grado di eseguire automaticamente i test di v erifica valutando le caratteristiche del materiale filtrante con la determinazione del primo punto di bolla e le eventuali perdite della cartuccia finita con la prova di integrità.

Infatti, l’apparecchiatura in oggetto presenta un funzionamento completamente automatico ed in grado di realizzare la procedura di verifica prescritta dalla norma ISO 2942 sinora eseguita manualmente da un operatore. Inoltre, l’apparecchiatura in oggetto può avere un funzionamento semi-automatico così da offrire una personalizzazione della prova in base a specifiche esigenze di test sulla cartuccia.

Vantaggiosamente, l’apparecchiatura è in grado di adattare automaticamente la propria operatività in base alle dimensioni della cartuccia sotto analisi ed alle condizioni ambientali di prova. In aggiunta, è in grado di memorizzare e replicare una prova secondo un protocollo di test codificato e memorizzato per ogni tipo di cartuccia. In particolare, l’apparecchiatura in oggetto è in grado di adattarsi facilmente a qualsiasi tipo, modello e dimensione di cartuccia da verificare.

Un altro vantaggio offerto dalla presente apparecchiatura emerge per il fatto che viene generato automaticamente un report del test in formato elettronico e/o cartaceo per la tracciabilità del lotto e delle relative caratteristiche.

Vantaggiosamente, l’apparecchiatura in oggetto permette di sveltire i tempi di verifica delle cartucce, contenere i costi di tali verifiche permettendo una migliore gestione dei lotti di produzione ed eliminare completamente tutte quelle imprecisioni ed errori dovuti al personale.

In aggiunta a quanto sinora illustrato e come già accennato, l’apparecchiatura è in grado di compiere in automatico l’intera sequenza di verifica delle cartucce secondo la norma ISO 2942 compresa la determinazione del primo punto di bolla del media filtrante fornendo all’occorrenza un grafico delle pressioni in funzione del tempo utile per saggiare il comportamento di alcuni materiali che presentano caratteristiche di coalescenza.

In particolare, la determinazione del primo punto di bolla ottenuta in modo codificato e preciso e non a occhio può essere vantaggiosamente utilizzata per comparazioni tra differenti materiali filtranti permettendo di fare valutazioni sulle capacità filtranti dei materiali.

Non ultimo vantaggio della presente invenzione è quello di avere un’apparecchiatura per la verifica di cartucce filtranti che risulti strutturalmente semplice , di agevole manutenzione oltre che di dimensioni compatte risultando molto funzionale,

Naturalmente, al presente trovato possono essere apportate numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nell’ambito del concetto inventivo che lo caratterizza.

Claims (17)

1. RIVENDICAZIONI 1) Apparecchiatura per la verifica di cartucce fil tranti con la determinazione del primo punto di bolla caratteristico di ogni materiale filtrante caratterizzata dal fatto di essere composta da: - una struttura di contenimento (2) suddivisa in diversi settori comprendenti una camera di test (20), chiusa da porte (20a) che permettono di isolare l’ambiente interno in modo che non possa subire interferenze di qualsiasi tipo provenienti dall’esterno dato che in detta camera vengono eseguiti test su di una cartuccia (5), una prima camera tecnica (21) posta inferiormente alla camera di test che accoglie una vasca (3) prevista per contenere un fluido di test (4) ed una seconda camera tecnica posta posteriormente alle altre due camere (20 e 21) e predisposta ad alloggiare la componentistica deputata al funzionamento dell’apparecchiatura stessa, - un gruppo di supporto cartuccia comprendente una guida (8) orizzontale che accoglie un supporto (80) scorrevole e regolabile previsto per sostenere un elemento di ancoraggio (9) della cartuccia (5), - un elemento 10 di entrata dell’aria posto dalla parte opposta rispetto al l’elemento di ancoraggio (9) e connesso ad un compressore allocato nella seconda camera tecnica , detto elemento (10) è un cono siliconico in grado di adattars i ad entrare in qualsiasi cartuccia sia perché è morbido sia perché aumenta di diametro, - una catena (12) protetta da un carter e movimentata da un motore elettrico (120) che ha il compito di far ruotare su sé stessa la cartuccia attraverso un alberino (120a) che entra all’interno della cartuccia (5), - un sostegno a cui è ancorata la catena (12) previsto per traslare verticalmente lungo due guide allocate nella parete posteriore della camera di test (20), detto sostegno essendo movimentato da un motore posto nella seconda camera tecnica , - un gruppo di rilevazione delle pressioni costituito da due sistemi di rilevazione (13 e 14), - mezzi di gestione e controllo (18) previsti per gestire. movimentare i vari gruppi, sistemi e componenti dell ’apparecchiatura, detta apparecchiatura operando in modo semiautomatico in cui un operatore gestisce parte delle operazioni ed in modo totalmente automatico tranne che per il posizionamento della cartuccia sul l’elemento di ancoraggio (9).
2. 2) Apparecchiatura per la verifica di cartucce filtranti secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che comprende: - un dispositivo di filtraggio (40) composto da un filtro idraulico (40a) gestito da una pompa (40b) in modo da garantire la pulizia ed evitare alterazioni e l’intasamento della cartuccia (5) in prova con un conseguente errato feedback del valore di pressione a cui appare la prima bolla che è una caratteristica specifica del materiale filtrante utilizzato , detto dispositivo (40) presentando un rubinetto (40c) previsto per scaricare il fluido di test (4) quando devono essere eseguite particolari manutenzioni o deve essere svuotata la vasca (3), - un sistema di controllo della temperatura (6) del fluido di tes t in modo da mantenere un valore di viscosità costante per risultati di prove comparabili che comprende una serpentina (60) immersa nella vasca (3) e controllata da almeno una sonda (61) e deputata al riscaldamento del fluido (4), - un sistema di controllo del livello (7) del fluido di test (4) nella vasca (3) che comprende un sensore (7a) che legge l’altezza del livello del fluido nella vasca e segnala la necessità di rabbocco eventuale e/o un rabbocco automatico dello stesso, un galleggiante (70) con il compito di troppo pieno e conseguente stop ad una pompa (71) che è preposta al rabbocco del fluido contenuto in un serbatoio (72).
3. 3) Apparecchiatura per la verifica di cartucce filtranti secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detto elemento di ancoraggio (9) presenta tre perni (90) che si muovono all’interno di rispettive guide (90a) per gestire la regolazione e la movimentazione di corrispondenti staffe (91) che si aprono e si chiudono per alloggiare e vincolare una cartuccia (5) indipendentemente dal suo diametro e detto supporto (80) che si muove lungo la guida (8) posiziona e vincola una cartuccia di qualsiasi lunghezza mentre l’elemento di ancoraggio (9) vincola cartucce di diversi diametri così detta apparecchiatura riesce ad accogl iere e testare cartucce di differenti dimensioni senza problemi .
4. 4) Apparecchiatura per la verifica di cartucce filtranti secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che il primo sistema di rilevazione (13) delle pressioni è basato sul principio del la colonna di acqua ad U che è posta sulla parete posteriore della camera di test (20) al di fuori della vasca mentre il secondo sistema di rilevazione (14) è posto posteriormente alla camera di test nella seconda camera tecnica e comprende trasmettitori d i pressione che rilevano i parametri dell’aria commutandoli in valori numerici ed un elettroattuatore controllato in maniera digitale permette di ottenere in uscita una pressione che è nei range richiesti per l’esecuzione dei test ed il sistema digitale è integrato nei mezzi di gestione e controllo (18) che lo gestiscono attraverso un software dedicato.
5. 5) Apparecchiatura per la verifica di cartucce filtranti secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detta vasca (3) è prevista per contenere un fluido di test (4) che deve presentare una temperatura compresa in un prestabilito range di valori (22±5) °C e, nella maggior parte dei casi, è olio a base paraffinica il quale viene filtrato in continuo per mantenersi in condizioni idonee e ottimali per poter avere risultati corretti e rendere comparabili i risultati delle verifiche sulle cartucce.
6. 6) Apparecchiatura per la verifica di cartucce filtranti secondo la rivendicazione 2, caratterizzata dal fatto che detta seconda sonda (62) è prevista per entrare in funzione solo se la prima (61) ha problemi e non funziona poiché, se le condizioni di temperatura non sono rispettate, la prova di test non viene avviata.
7. 7) Apparecchiatura per la verifica di cartucce filtranti secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto di comprendere dei sensori previsti per garantire la corretta immersi one della cartuccia e rilevare eventuali vibrazioni della cartuccia stessa in modo che le prove vengano effettuate in totale assenza di vibrazioni.
8. 8) Apparecchiatura per la veri fica di cartucce filtranti secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detti mezzi di gestione e controllo (18) in modo elettronico gestiscono la movimentazione della cartuccia sia quando viene immersa che dopo il test quando viene estratta dalla vasca (3) ed è presente un fine corsa idraulico che impedisce ogni spostamento verticale della cartu ccia durante il test.
9. 9) Apparecchiatura per la verifica di cartucce filtranti secondo la rivendicazione 2, caratterizzata dal fatto che opera con una pressione regolata elettronicamente attraverso un gruppo di regolazione che comprende una catena di componenti elettropneumatici in grado di ottenere regolazioni micrometriche delle pressioni ed all’interno della catena elettropneumatica di regolazione sono previste quattro valvole per il vuoto che necessitano di una protezione attraverso una filtrazione a 5 µ m (micron) assoluti e sono poste posteriormente alla camera di test nella seconda camera tecnica in cui la prima valvola gestisce i dati su manometri visibili su un pannello di controllo , la seconda gestisce l’afflusso di aria all’interno della cartuccia mentre la terza gestisce e fornisce l’aria alla colonna U ed, infine, la quarta gestisce lo scarico dell’aria a fine test.
10. 10) Apparecchiatura per la verifica di cartucce filtranti secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che l’intero circuito pneumatico è ermetico in quanto anche una lievissima perdita di aria comprometterebbe l’affidabilità ed il valore del l’intero test dati i bassissimi valori delle pressioni di test utilizzati.
11. 11) Apparecchiatura per la verifica di cartucce filtranti secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che il sistema rappresenta a pannello e regis tra tutti i dati relativi alla variazione della pressione di tutti i vari step della prova al variare del tempo riportando in grafico il reale andamento delle pressioni per poter comparare graficamente il comportamento di diversi materiali filtranti a parità di condizioni di utilizzo .
12. 12) Apparecchiatura per la verifica di cartucce filtranti secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detti mezzi di gestione e controllo (18) di detta apparecchiatura permettono di avere in uscita un report in formato elettronico con interfaccia grafica nel quale viene riportato per ogni tipo di cartuccia il lotto e la data di prova in modo da fornire opportuna tracciabilità in tempo reale.
13. 13) Apparecchiatura per la verifica di cartucce filtranti secondo la rivendicazione 2, caratterizzata dal fatto che verifica costantemente la temperatura del fluido presente nella vasca ed il suo livello mantenendo questi parametri sempre costanti.
14. 14) Apparecchiatura per la verifica di cartucce filtranti secondo la rivendicazione 1 e 2, caratterizzata dal fatto che è predisposta ad operare secondo le seguenti fasi operative: - posizionamento di una cartuccia sul gruppo di supporto cartuccia (8) e impegno all’elemento di entrata aria (10) ed all’elemento di ancoraggio (9), - inserimento sul pannello di controllo da parte di un operatore di un codice identificativo della tipologia di filtro per il riconoscimento delle caratteristiche sia dimensionali che stru tturali del filtro, - chiusura delle porte della struttura di contenimento (2) in modo da isolare la camera di test dall’ambiente circostante, - discesa della cartuccia nella vasca (3) sino a completa immersione, - impregnazione del materiale filtrante della ca rtuccia col fluido (4) presente nella vasca, - prima immissione di aria attraverso il cono (10) nel filtro con pressione da 0 a 9 mbar lentamente e gradatamente ed esecuzione di due rotazioni complete della cartuccia su azione della cinghia (12), - seconda immissione di aria attraverso il cono (10) nel filtro in tre step con pressioni di 3 mbar, poi 6 mbar per finire con 9 mbar ed esecuzione di due rotazioni complete della cartuccia su azione della cinghia (12), - terza immissione di aria attraverso il cono (10) nel filtro con pressione velocemente portata da 0 a 9 mbar ed esecuzione di due rotazioni complete della cartuccia, - risalita della cartuccia ed uscita dal fluido ed immissione di aria ad una prestabilita pressione (circa 1 bar) per far fuoriuscire il fluido entrato in precedenza nel materiale , - emissione di un report e di un grafico delle pressioni , - segnalazione in caso di anomalie ad un operatore che potrà intervenire, - svincolo della cartuccia ed inserimento di un’altra da testare.
15. 15) Apparecchiatura per la verifica di cartucce filtranti secondo la rivendicazione 14, caratterizzata dal fatto che è predisposta ad eseguire, in modo autonomo, una verifica di ermeticità garantendo in questo modo l’assenza di eventuali errate segnalazioni di non conformità della cartuccia prima di iniziare qualsiasi verifica su di una cartuccia in cui: - una prima fase di verifica dell’ermeticità è rappresentata dalla equalizzazione (per mezzo di un micrometrico scarico di aria) delle pressioni fuori e dentro la cartuccia attraverso l’interazione di due delle valvole elettropneumatiche presenti nel circuito , a cui segue - una fase di stabilizzazione che dipende dal tipo di cartuccia/filtro, dalle dimensioni e caratteristiche ed il tempo richiesto alla stabilizzazione è catalogato ed archiviato nella scheda delle caratteristiche della cartuccia in esame che è inserita nel database del sistema di gestione e controllo (18), in cui chiusa una delle valvole ed aperte tutte le altre valvole elettropneumatiche che sono gestite e controllate elettronicamente da un apposito software, iniz ia la vera e propria iniezione di aria che prosegue sino al raggiungimento del valore di pressione im postato attraverso l’utilizzo di un regolatore elet tropneumatico in serie ad un regolatore di pressione tarato al decimo di bar e tutto è retro fittato da un trasmettitore di pressione digitale controllato con un sistema elettronico ed in grado di regolare costantemente passo passo, ed in modo algebrico, il valore di pressione sino al raggiungimento e mantenimento del valore impostato a pannello dove la chiusura automatica della valvola principale, con conseguente realizzazione di una condizione di ermetici tà, permette l’analisi della cartuccia secondo quanto predisposto.
16. 16) Apparecchiatura per la verifica di cartucce filtranti secondo la rivendicazione 14, caratterizzata dal fatto che durante il funzionamento, in caso di non rispondenza di qualche parametro rispetto a quelli impostati, segnala sia visivamente che acusticamente un’anomalia interrompendo la procedura di test.
17. 17) Apparecchiatura per la verifica di cartucce filtranti secondo la rivendicazione 14, caratterizzata dal fatto che ogni fase del test fatto viene ripreso da una telecamera e registrato perché , quando l’apparecchiatura segnala un’anomalia , l’operatore rivedendo il filmato possa capire esattamente da dove proviene la bolla e capire cosa non risponde ai requisiti se il materiale filtrante , la colla sui fondelli o quella della giunzione del materiale della cartuccia o altro e se durante una fase del test c’è una bolla (registrata come perdita di aria dalle elettrovalvole , l’apparecchiatura rileva il calo di pressione ed avvisa della presenza di un’anomalia.