IT201900008754A1

IT201900008754A1 - Pompa a doppia membrana per impiego in un apparato di omogeneizzazione di un prodotto fluido e metodo per rilevare perdite in tale pompa

Info

Publication number: IT201900008754A1
Application number: IT102019000008754A
Authority: IT
Inventors: Leonardo Maggi; Annachiara Tonelli; Matteo Folezzani; Massimiliano Benassi
Original assignee: Gea Mech Equipment Italia S P A
Priority date: 2019-06-12
Filing date: 2019-06-12
Publication date: 2020-12-12
Also published as: US20210270254A1; EP3775552A1; CN112400062A; DK3775552T3; BR112021002536A2; ES2876001T3; WO2020250042A1; JP2022537845A; RU2761147C1; EP3775552B1; KR20210095558A; AU2020205234A1; AU2020205234B2

Description

DESCRIZIONE

Annessa a domanda di brevetto per INVENZIONE INDUSTRIALE avente per titolo

“POMPA A DOPPIA MEMBRANA PER IMPIEGO IN UN APPARATO DI OMOGENEIZZAZIONE DI UN PRODOTTO FLUIDO E METODO PER

RILEVARE PERDITE IN TALE POMPA”

A nome: GEA MECHANICAL EQUIPMENT ITALIA S.p.A.

Via Angelo Maria da Erba Edoari 29

43123 PARMA PR

Mandatari: Ing. Silvia DONDI, Albo iscr. nr.1405 B, Ing. Stefano GOTRA,

Albo iscr. nr.503 BM, Ing. Alberto MONELLI, Albo iscr. nr.1342 B

* ;La presente invenzione ha per oggetto una pompa a doppia membrana per impiego in un apparato di omogeneizzazione di un prodotto fluido ed un metodo per rilevare perdite in tale pompa. ;L’invenzione qui proposta trova impiego nell’industria alimentare, in particolare nel settore lattiero-caseario. L’invenzione può trovare impiego anche nell’industria chimica, farmaceutica e cosmetica. ;Pur nelle diverse varianti realizzative ad oggi conosciute, un apparato per omogeneizzare comprende una pompa ad alta pressione ed una valvola omogeneizzante che agiscono sui prodotti fluidi contenenti particelle allo scopo di: ;- frantumare le particelle uniformandone le dimensioni, riducendone la dimensione media e la varianza della distribuzione al fine di stabilizzare il prodotto ed aumentarne la shelf-life nel caso di emulsioni; - rompere le membrane cellulari al fine di facilitare l’estrazione dei principi attivi nel caso di applicazioni farmaceutiche; ;- modificare la struttura delle particelle nel caso di applicazioni chimiche e cellulosa. ;In questo contesto, l’attenzione è focalizzata sul sistema pompante. ;91.N1006.12.IT.22 SD\mcb Ing. Silvia DONDI (Albo iscr. n.1405 B) ;;;2 ;;È noto l’impiego di pompe a membrana (o a diaframma) che impiegano un organo flessibile - la “membrana” o “diaframma” appunto - per trasmettere al fluido da omogeneizzare la forza pulsante garantendo la separazione del fluido stesso rispetto all’ambiente esterno (contaminato). ;;5 Ad esempio, nel documento US 2012/0011998 viene mostrata una pompa a membrana in cui l’organo flessibile funge da elemento separatore tra una camera di contenimento del fluido da omogeneizzare e una camera idraulica, contenente olio, in cui è alloggiato un pistone. ;L’organo flessibile di US 2012/0011998 è preferibilmente formato da due ;10 membrane disposte in modo tale da definire una camera intermedia. Alle membrane è associato un sistema di rilevamento di perdite dovute alla rottura o al danneggiamento di una delle due membrane, il quale comprende un sensore di pressione in grado di rilevare scostamenti di pressione associati a tali perdite. ;;15 Il metodo di rilevamento delle perdite sopra descritto non consente di individuare la membrana effettivamente danneggiata. A seguito del danneggiamento della membrana a contatto con l’olio, il sistema di rilevamento delle perdite invia quindi una segnalazione che innesca un fermo macchina. In tal caso, il fermo macchina potrebbe essere evitato in ;20 quanto la membrana “lato prodotto” è ancora integra e garantisce la separazione dalla zona contaminata. ;In questo contesto, il compito tecnico alla base della presente invenzione è proporre una pompa a doppia membrana per impiego in un apparato di omogeneizzazione di un prodotto fluido ed un metodo per rilevare perdite ;25 in tale pompa, che superino gli inconvenienti della tecnica nota sopra citati. ;In particolare, scopo della presente invenzione è proporre una pompa a doppia membrana per impiego in un apparato di omogeneizzazione di un prodotto fluido in cui sia possibile rilevare il danneggiamento di una o ;30 dell’altra membrana e di attuare il fermo dell’apparato di omogeneizzazione solo se effettivamente necessario. ;Altro scopo della presente invenzione è proporre un metodo per rilevare perdite in una pompa a doppia membrana, localizzandole in modo preciso senza dover smontare la pompa. ;Il compito tecnico precisato e gli scopi specificati sono sostanzialmente raggiunti da una pompa a doppia membrana per impiego in un apparato di omogeneizzazione di un prodotto fluido, comprendente: ;- un corpo di pompa; ;- una prima camera di contenimento del prodotto fluido da omogenizzare, detta prima camera essendo ricavata nel corpo di pompa; ;- una seconda camera di contenimento di un fluido idraulico, la quale è ricavata nel corpo di pompa; ;- una prima membrana ed una seconda membrana tra loro spaziate in modo tale da definire una camera intermedia contenente un fluido di servizio, detta camera intermedia essendo ricavata nel corpo di pompa, detta prima membrana essendo interposta tra la prima camera e la camera intermedia in modo tale da separarle, detta seconda membrana essendo interposta tra la camera intermedia e la seconda camera in modo tale da separarle; ;- un pistone parzialmente alloggiato nella seconda camera e scorrevolmente montato al suo interno; ;- un dispositivo per rilevare perdite attraverso almeno una di dette membrane, ;caratterizzato dal fatto che il dispositivo per rilevare perdite comprende: - almeno un primo sensore configurato per rilevare una grandezza fisica rappresentativa di una proprietà del fluido presente nella camera intermedia; ;- un modulo di controllo configurato per stabilire se la grandezza fisica rilevata dal primo sensore è associata ad una prima condizione indicativa della miscelazione del fluido di servizio con il prodotto fluido, oppure se la grandezza fisica rilevata è associata ad una seconda condizione indicativa della miscelazione del fluido di servizio con il fluido idraulico, oppure se la grandezza fisica rilevata è associata ad una terza condizione indicativa della miscelazione del fluido di servizio sia con il prodotto fluido che con il fluido idraulico. ;In accordo con una forma realizzativa, il dispositivo per rilevare perdite comprende inoltre una memoria configurata per archiviare: ;- un primo intervallo di valori della grandezza fisica associato alla prima condizione; ;- un secondo intervallo di valori della grandezza fisica associato alla seconda condizione; ;- un terzo intervallo di valori della grandezza fisica (S) associato alla terza condizione. ;Il primo intervallo di valori, il secondo intervallo di valori e il terzo intervallo di valori sono distinti e non sovrapposti. ;In questa forma realizzativa, il modulo di controllo è configurato per stabilire se la grandezza fisica rilevata dal primo sensore si trova all’interno del primo intervallo di valori oppure del secondo intervallo di valori oppure del terzo intervallo di valori. ;In accordo con un’altra forma realizzativa, il dispositivo per rilevare perdite comprende una memoria configurata per archiviare: ;- una prima soglia della grandezza fisica, detta prima soglia essendo associata a detta prima condizione; ;- una seconda soglia di detta grandezza fisica, detta seconda soglia essendo associata a detta seconda condizione; ;- una terza soglia di detta grandezza fisica, detta terza soglia essendo associata a detta terza condizione. ;La prima soglia, la seconda soglia e la terza soglia sono distinte. ;In questa forma realizzativa, il modulo di controllo è configurato per stabilire se la grandezza fisica rilevata dal primo sensore si trova al di sotto di una sola, di due o di tutte e tre le soglie. ;Preferibilmente, il modulo di controllo è configurato anche per comparare la grandezza fisica rilevata dal primo sensore con un valore di riferimento indicativo del fluido di servizio allo stato puro e, in risposta ad uno scostamento da detto valore di riferimento superiore ad una tolleranza prestabilita, per generare un segnale di avviso e/o un segnale di corrente. Ad esempio, il segnale di avviso è di tipo acustico e/o luminoso. ;Preferibilmente, la pompa a doppia membrana comprende anche una camera di misura situata all’esterno del corpo di pompa. La camera di misura è in comunicazione di fluido con la camera intermedia. ;In accordo con una forma realizzativa, il primo sensore è disposto su una prima parete delimitante la camera di misura oppure è immerso almeno parzialmente nel fluido contenuto nella camera di misura. ;In una configurazione chiamata “pulse echo”, il dispositivo per rilevare perdite comprende inoltre un riflettore disposto su una seconda parete (opposta alla prima parete) delimitante la camera di misura. ;Il primo sensore è un sensore ad ultrasuoni configurato per generare onde sonore aventi una frequenza compresa tra 20 kHz e 100 MHz e per ricevere le onde sonore riflesse da detto riflettore. ;La grandezza fisica è quindi una grandezza fisica caratteristica delle onde sonore, ad esempio scelta tra: velocità dell’onda sonora nel fluido contenuto nella camera di misura, impedenza acustica del fluido contenuto nella camera di misura, tempo di volo dell’onda sonora, attenuazione dell’onda sonora nel fluido contenuto nella camera di misura, spettro dell’onda sonora riflessa, ampiezza dell’onda riflessa. ;In una configurazione chiamata “through transmission”, il dispositivo per rilevare perdite comprende un secondo sensore (invece del riflettore) disposto su una seconda parete (opposta alla prima parete) delimitante la camera di misura oppure immerso almeno parzialmente nel fluido contenuto nella camera di misura. ;Il secondo sensore è un sensore ad ultrasuoni configurato per generare onde sonore aventi una frequenza compresa tra 20 kHz e 100 MHz. Il primo sensore è quindi un sensore ad ultrasuoni configurato per ricevere tali onde sonore. ;Anche qui, la grandezza fisica è una grandezza fisica caratteristica delle onde sonore, ad esempio scelta tra: velocità dell’onda sonora nel fluido contenuto nella camera di misura, impedenza acustica del fluido contenuto nella camera di misura, tempo di volo dell’onda sonora, attenuazione dell’onda sonora nel fluido contenuto nella camera di misura, frequenza di risonanza. ;Preferibilmente, in tutte le forme realizzative proposte, il dispositivo per rilevare perdite comprende un sensore di temperatura. ;Il compito tecnico precisato e gli scopi specificati sono sostanzialmente raggiunti da un metodo per rilevare perdite di un fluido di servizio racchiuso tra due membrane che separano una sezione idraulica contenente un fluido idraulico da una sezione operativa contenente un prodotto fluido da omogeneizzare in una pompa a doppia membrana, comprendente le fasi di: ;- rilevare una grandezza fisica rappresentativa di una proprietà del fluido contenuto tra le membrane; ;- stabilire se la grandezza fisica rilevata è associata ad una prima condizione indicativa della miscelazione del fluido di servizio con il prodotto fluido oppure se è associata ad una seconda condizione indicativa della miscelazione del fluido di servizio con il fluido idraulico oppure se è associata ad una terza condizione indicativa della miscelazione del fluido di servizio sia con il prodotto fluido che con il fluido idraulico. ;In accordo con una forma realizzativa, la fase di stabilire se la grandezza fisica rilevata è associata alla prima o alla seconda o alla terza condizione consiste nel verificare se detta grandezza fisica si trova all’interno di un primo intervallo di valori associato alla prima condizione oppure all’interno di un secondo intervallo di valori associato alla seconda condizione oppure all’interno di un terzo intervallo di valori associato alla terza condizione. Il primo intervallo di valori, il secondo intervallo di valori e il terzo intervallo di valori sono distinti e non sovrapposti. ;Preferibilmente, il metodo comprende anche una fase di comparare la grandezza fisica rilevata con un valore di riferimento indicativo del fluido di servizio allo stato puro e, in risposta ad uno scostamento da detto valore di riferimento superiore ad una tolleranza prestabilita, una fase di generare un segnale di avviso e/o un segnale di corrente. ;Preferibilmente, il metodo comprende anche le fasi di: ;- generare una prima onda sonora avente una frequenza compresa tra 20 kHz e 100 MHz e inviarla nel fluido di servizio; ;- ricevere la prima onda sonora dopo l’attraversamento del fluido di servizio, detta grandezza fisica essendo una grandezza fisica caratteristica della prima onda sonora per cui la fase di rilevare detta grandezza fisica è eseguita misurando detta grandezza fisica nella prima onda sonora ricevuta dopo l’attraversamento del fluido di servizio. ;In accordo con una forma realizzativa, la generazione della prima onda sonora e la ricezione della prima onda sonora dopo l’attraversamento del fluido di servizio sono eseguite da due diversi sensori ad ultrasuoni. ;Ad esempio, la grandezza fisica è scelta tra: velocità dell’onda sonora nel fluido di servizio, impedenza acustica del fluido di servizio, tempo di volo dell’onda sonora, attenuazione dell’onda sonora nel fluido di servizio, frequenza di risonanza. ;In accordo con un’altra forma realizzativa, la prima onda sonora è generata da un primo sensore ad ultrasuoni, riflessa da un riflettore e ricevuta indietro dal primo sensore ad ultrasuoni. ;In questo caso, la grandezza fisica è scelta tra: velocità dell’onda sonora nel fluido di servizio, impedenza acustica del fluido di servizio, tempo di volo dell’onda sonora, attenuazione dell’onda sonora nel fluido di servizio, spettro dell’onda sonora riflessa, ampiezza del segnale riflesso. ;In accordo con una ulteriore forma realizzativa, il metodo comprende inoltre le fasi di: ;- generare una prima radiazione luminosa nello spettro dell’infrarosso o del vicino infrarosso e inviarla nel fluido di servizio; ;- ricevere la prima radiazione luminosa dopo l’attraversamento del fluido di servizio. ;In questa forma realizzativa, la grandezza fisica è una grandezza fisica caratteristica della prima radiazione luminosa per cui la fase di rilevare detta grandezza fisica è eseguita misurando tale grandezza fisica nella prima radiazione luminosa ricevuta dopo l’attraversamento del fluido di servizio. ;Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione appariranno maggiormente chiari dalla descrizione indicativa, e pertanto non limitativa, di una forma di realizzazione preferita ma non esclusiva, di un apparato di omogeneizzazione di un prodotto fluido e di un metodo per rilevare perdite in tale pompa, come illustrato nei disegni in cui le figure 1 e 2 illustrano schematicamente una pompa a doppia membrana per impiego in un apparato di omogeneizzazione di un prodotto fluido, in accordo con la presente invenzione, rispettivamente in una prima e una seconda forma realizzativa. ;Con riferimento alle figure, il numero 1 indica una pompa a doppia membrana, in particolare per impiego in un apparato di omogeneizzazione di un prodotto fluido P1. ;La pompa a doppia membrana comprende un corpo di pompa 2 all’interno del quale sono ricavate tre camere distinte: ;- una prima camera 3 contenente il prodotto fluido P1 da omogeneizzare; ;- una seconda camera 4 contenente un fluido idraulico P2; ;- una camera intermedia 5 contenente un fluido di servizio P3. ;La camera intermedia 5 è interposta tra la prima camera 3 e la seconda camera 4 ed è separata da esse grazie a due membrane 6, 16. Le due membrane 6, 16 sono tra loro spaziate in modo tale da definire la camera intermedia 5. ;In particolare, una prima membrana 6 separa la camera intermedia 5 dalla prima camera 3 e una seconda membrana 16 separa la camera intermedia 5 dalla seconda camera 4. ;Nella seconda camera 4 è parzialmente alloggiato un pistone 7. La pompa a doppia membrana 1 comprende mezzi di movimentazione (non illustrati) operativamente attivi sul pistone 7 per farlo scorrere linearmente all’interno della seconda camera 4. In particolare, il pistone 7 è scorrevolmente montato rispetto a pareti interne delimitanti la seconda camera 4. ;La pompa a doppia membrana 1 comprende inoltre un dispositivo per rilevare perdite 10 attraverso almeno una delle due membrane 6, 16. In particolare, se una delle due membrane 6, 16 è danneggiata, il fluido di servizio P3 viene contaminato da uno o entrambi i fluidi presenti nelle camere adiacenti (prima camera 3 e/o seconda camera 4). ;Vantaggiosamente, il dispositivo per rilevare perdite 10 comprende: ;- almeno un primo sensore 11 configurato per rilevare una grandezza fisica S rappresentativa di una proprietà del fluido presente nella camera intermedia 5; ;- un modulo di controllo 12 configurato per stabilire se la grandezza fisica S rilevata dal primo sensore 11 è associata ad una prima condizione indicativa della miscelazione del fluido di servizio P3 con il prodotto fluido P1, oppure ad una seconda condizione indicativa della miscelazione del fluido di servizio P3 con il fluido idraulico P2, oppure ad una terza condizione indicativa della miscelazione del fluido di servizio P3 con il prodotto fluido P1 e con il fluido idraulico P2. ;Il dispositivo per rilevare perdite 10 comprende anche una memoria 13 configurata per archiviare: ;- un primo intervallo di valori I1 della grandezza fisica S, il quale è associato alla prima condizione; ;- un secondo intervallo di valori I2 della grandezza fisica S, il quale è associato alla seconda condizione; ;- un terzo intervallo di valore I3 della grandezza fisica S, il quale è associato alla terza condizione. ;Il primo intervallo di valori I1, il secondo intervallo di valori I2 e il terzo intervallo di valori I3 sono distinti e non sovrapposti. ;Il modulo di controllo 12 è configurato per stabilire se la grandezza fisica S rilevata dal primo sensore 11 si trova all’interno del primo intervallo di valori I1 oppure del secondo intervallo di valori I2 oppure del terzo intervallo di valori I3. ;In alternativa, la memoria 13 è configurata per archiviare: ;- una prima soglia Th1 della grandezza fisica S, la quale è associata alla prima condizione; ;- una seconda soglia Th2 della grandezza fisica S, la quale è associata alla seconda condizione; ;- una terza soglia Th3 della grandezza fisica S, la quale è associata alla terza condizione. ;La prima soglia Th1, la seconda soglia Th2 e la terza soglia Th3 sono distinte. ;In questo caso, il modulo di controllo 12 è configurato per stabilire se la grandezza fisica S rilevata dal primo sensore 11 è inferiore ad una sola soglia, a due soglie o a tre. ;Preferibilmente, il dispositivo per rilevare perdite 10 comprende anche un sensore di temperatura (non illustrato). Ad esempio, il sensore di temperatura è disposto in modo tale da rilevare la temperatura del fluido presente nella camera di misura 14. ;Vantaggiosamente, la pompa a doppia membrana 1 comprende una camera di misura 14 situata all’esterno del corpo di pompa 2. ;La camera di misura 14 è in comunicazione di fluido con la camera intermedia 5 in modo tale da ricevere il fluido di servizio P3. Ad esempio, la camera di misura 14 è in comunicazione di fluido con la camera intermedia 5 attraverso un condotto 15 ricavato nel corpo di pompa 2. In condizioni ottimali (membrane 6, 16 integre, cioè non danneggiate), la camera di misura 14 è riempita di fluido di servizio P3. ;Preferibilmente, il primo sensore 11 è disposto su una prima parete 14a delimitante la camera di misura 14, come illustrato nelle figure 1 e 2. ;La posizione e l’inclinazione del primo sensore 11 sulla prima parete 14a sono scelte in funzione della tipologia di fluido di servizio P3 e della grandezza fisica S che si vuole rilevare. ;In accordo con una prima forma realizzativa, illustrata in figura 1, il dispositivo per rilevare perdite 10 comprende inoltre un riflettore 17 disposto su una seconda parete 14b delimitante la camera di misura 14 e opposta alla prima parete 14a. ;In questo caso, il primo sensore 11 è un sensore ad ultrasuoni configurato per generare onde sonore aventi una frequenza compresa tra 20 kHz e 100 MHz e per ricevere le onde sonore riflesse indietro dal riflettore 17. In altre parole, il riflettore 17 si trova da parte opposta al primo sensore 11 rispetto al fluido che riempie la camera di misura 14. ;In una variante realizzativa non illustrata, il primo sensore 11 è immerso almeno parzialmente nel fluido contenuto nella camera di misura 14. In tal caso, il primo sensore 11 viene introdotto nella camera di misura 14 attraverso fessure o aperture ricavate in una parete delimitante la camera di misura 14. ;In questo contesto, con il termine “riflettore” si intende qualsiasi oggetto avente proprietà riflettenti. A titolo di esempio, una lastra in acciaio è da intendersi come riflettore. ;Ad esempio, la seconda parete 14b può essere realizzata in acciaio, costituendo di fatto essa stessa il riflettore 17. ;Nella prima forma realizzativa, il primo sensore 11 svolge quindi la funzione di emettitore e di ricevitore del segnale (qui: onda sonora), con l’ausilio di un semplice riflettore 17. Questa configurazione è nota nel settore come “Pulse Echo”. ;La grandezza fisica S rilevata dal primo sensore 11 è pertanto una grandezza fisica caratteristica delle onde sonore. ;A titolo di esempio, nella prima forma realizzativa la grandezza fisica S è 91.N1006.12.IT.22 SD\mcb Ing. Silvia DONDI (Albo iscr. n.1405 B) ;;;12 ;;scelta tra: velocità dell’onda sonora nel fluido, impedenza acustica del fluido, tempo di volo dell’onda sonora, attenuazione dell’onda sonora nel fluido, spettro dell’onda sonora riflessa, ampiezza del segnale riflesso. La scelta della grandezza fisica S è legata ai fluidi in gioco, cioè al ;5 prodotto fluido P1 da omogeneizzare, al fluido di servizio P3 e al fluido idraulico P2. ;In una variante non illustrata della configurazione “Pulse Echo” è previsto l’impiego di una pluralità di primi sensori 11, installati sulla prima parete 14a oppure parzialmente immersi nel fluido contenuto nella camera di ;10 misura 14, ciascuno dei quali è configurato per rilevare una diversa grandezza fisica S caratteristica delle onde sonore. ;A ciascuno dei primi sensori 11 può essere accoppiato un corrispondente riflettore 17. In alternativa, realizzando la seconda parete in acciaio 14b, essa funge da unico riflettore 17 per tutti i primi sensori 11. ;;15 In accordo con una seconda forma realizzativa, illustrata in figura 2, sono previsti due sensori: uno per emettere e l’altro per ricevere le onde sonore. Questa configurazione, nota nel settore come “Through Transmission”, prevede quindi almeno una coppia di sensori (emettitore-ricevitore) tra i quali è interposto il fluido di servizio P3. ;;20 Il primo sensore 11 è un sensore ad ultrasuoni configurato per ricevere onde sonore aventi una frequenza compresa tra 20 kHz e 100 MHz. Nel seguito, il primo sensore 11 è indicato come “ricevitore”. ;Un secondo sensore 21 ad ultrasuoni, indicato nel seguito come “emettitore”, è invece configurato per generare onde sonore aventi una ;25 frequenza compresa tra 20 kHz e 100 MHz. ;Nella figura 2, il primo sensore 11 è disposto sulla prima parete 14a della camera di misura 14, mentre il secondo sensore 21 è disposto sulla seconda parete 14b, opposta alla prima parete 14a. ;In una variante realizzativa non illustrata, sia il primo sensore 11 che il ;30 secondo sensore 21 sono immersi almeno parzialmente nel fluido contenuto nella camera di misura 14. In tal caso, il primo sensore 11 e il secondo sensore 21 vengono introdotti nella camera di misura 14 attraverso fessure o aperture ricavate in una parete delimitante la camera di misura 14. ;A titolo di esempio, nella seconda forma realizzativa, la grandezza fisica S è scelta tra: velocità dell’onda sonora nel fluido, impedenza acustica del fluido, tempo di volo dell’onda sonora, attenuazione dell’onda sonora nel fluido, frequenza di risonanza. ;La distanza tra emettitore e ricevitore, la loro posizione e inclinazione reciproca sono scelte in funzione delle caratteristiche del fluido di servizio P3 e della grandezza fisica S da rilevare. ;La scelta della grandezza fisica S è legata ai fluidi in gioco, cioè al prodotto fluido P1 da omogeneizzare, al fluido di servizio P3 e al fluido idraulico P2. ;In una variante non illustrata della configurazione “Through Transmission” è previsto l’impiego di una pluralità di primi sensori 11 e di secondi sensori 21, installati rispettivamente sulla prima parete 14a e sulla seconda parete 14b (oppure parzialmente immersi nel fluido presente nella camera di misura 14), ciascuno dei quali è configurato per rilevare/emettere una diversa grandezza fisica S caratteristica delle onde sonore. ;In tutte le forme realizzative descritte, il modulo di controllo 12 è configurato per impostare diversi parametri dell’onda sonora, quali ad esempio: la finestra di emissione, l’amplificazione o attenuazione dell’onda sonora, la finestra temporale in cui rilevare la grandezza fisica caratteristica dell’onda sonora. ;Preferibilmente, sia nella prima che nella seconda forma realizzativa, il modulo di controllo 12 è configurato anche per comparare la grandezza fisica S rilevata dal primo sensore 11 con un valore di riferimento Srif indicativo del fluido di servizio P3 allo stato puro, cioè non miscelato con il prodotto fluido P1 da omogeneizzare e/o con il fluido idraulico P2. In risposta ad uno scostamento dal valore di riferimento Srif superiore ad una tolleranza prestabilita Δ, il modulo di controllo 12 genera un segnale di avviso di tipo acustico e/o luminoso. ;In alternativa o in aggiunta, il modulo di controllo 12 genera un segnale di corrente 4-20 mA visualizzabile su uno schermo (es. un di PLC). ;Il modulo di controllo 12 è preferibilmente costituito da un modulo elettronico, opportunamente programmato per svolgere le funzionalità sopra descritte, cui possono corrispondere diverse entità hardware e/o routine software facenti parte del modulo programmato. ;In alternativa alla tecnologia ad ultrasuoni descritta sopra con riferimento a diverse varianti, è possibile anche impiegare tecnologie ottiche, es. microscopio ottico o tecnologia NIR (acronimo per “Near Infra Red”). ;Nel caso di tecnologia al microscopio ottico, il primo sensore 11 è un sensore ottico e la grandezza fisica rilevata è un segnale luminoso emesso da una sorgente. Vengono acquisite immagini del fluido presente nella camera intermedia 5, dalle cui analisi si ricavano informazioni sulla contaminazione del fluido di servizio P3 da parte del prodotto fluido P1 (quindi si ricade nella “prima condizione”) oppure da parte del fluido idraulico P2 (quindi si ricade nella “seconda condizione”) oppure sia da parte del prodotto fluido P1 che da parte del fluido idraulico P2 (quindi si ricade nella “terza condizione”). ;In caso di tecnologia NIR, invece, si effettua un’analisi spettrofotometrica del fluido di servizio P3. ;Uno spettrofotometro NIR è composto da una sorgente luminosa (ad esempio una lampada alogena al tungsteno), un monocromatore, un campionatore o una interfaccia per la presentazione del campione e un detector per misure di riflettenza e trasmittanza (ad esempio al silicio, al solfito di piombo e all’arseniuro di indio e gallio). ;Dalla descrizione effettuata risultano chiare le caratteristiche della pompa a doppia membrana per impiego in un apparato di omogeneizzazione di un prodotto fluido e del metodo per rilevare perdite in tale pompa, secondo la presente invenzione, così come chiari ne risultano i vantaggi. ;In particolare, il dispositivo per rilevare perdite nella camera intermedia consente di distinguere se tali perdite sono associate ad un danneggiamento/rottura della membrana “lato prodotto” o della membrana “lato pistone” o di entrambe. ;Infatti, il modulo di controllo è in grado di stabilire se tale danneggiamento/rottura riguarda la prima membrana (lato prodotto) oppure la seconda membrana (lato pistone) oppure entrambe grazie al rilevamento di una proprietà caratteristica del fluido di servizio contenuto tra le membrane, che viene contaminato rispettivamente dal prodotto fluido da omogeneizzare oppure dal fluido idraulico in cui è immerso il pistone oppure da entrambi tali fluidi. ;Nel primo caso, infatti, il prodotto fluido da omogeneizzare si mescola al fluido di servizio contaminandolo e determinando una “prima condizione” rilevabile tramite la misura della grandezza fisica prescelta. ;Poiché il danneggiamento implica una contaminazione “lato prodotto” si può dar seguito al fermo dell’apparato di omogeneizzazione. ;Nel secondo caso, invece, il fluido di servizio viene contaminato dal fluido idraulico (“seconda condizione”) per cui potrebbe non essere necessario fermare l’apparato di omogeneizzazione, purché il “lato prodotto” sia preservato dalla contaminazione. ;Nel terzo caso, la contaminazione del fluido di servizio avviene sia “lato prodotto” che “lato pistone”, per cui si procede al fermo dell’apparato di omogeneizzazione. ;Scegliendo intervalli di valori (oppure soglie) distinti e non sovrapposti per la grandezza fisica è possibile discriminare quale membrana è danneggiata/rotta e si possono mettere in atto determinate azioni (diverse) sull’apparato di omogeneizzazione che impiega la pompa a doppia membrana. ;La soluzione proposta consente di individuare a priori quale membrana è danneggiata/rotta evitando di fermare l’impianto e smontarne delle parti se non è necessario. ;Inoltre, la possibilità di rilevare diverse grandezze fisiche consente di impiegare il metodo proposto ai diversi prodotti fluidi trattati. ;IL MANDATARIO ;Ing. Silvia DONDI (Albo iscr. n.1405 B) *

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Pompa a doppia membrana (1) per impiego in un apparato di omogeneizzazione di un prodotto fluido (P1), comprendente: - un corpo di pompa (2); - una prima camera (3) di contenimento del prodotto fluido (P1) da omogenizzare, detta prima camera (3) essendo ricavata nel corpo di pompa (2); - una seconda camera (4) di contenimento di un fluido idraulico (P2), detta seconda camera (4) essendo ricavata nel corpo di pompa (2); - una prima membrana (6) ed una seconda membrana (16) tra loro spaziate in modo tale da definire una camera intermedia (5) contenente un fluido di servizio (P3), detta camera intermedia (5) essendo ricavata nel corpo di pompa (2), detta prima membrana (6) essendo interposta tra la prima camera (3) e la camera intermedia (5) in modo tale da separarle, detta seconda membrana (16) essendo interposta tra la camera intermedia (5) e la seconda camera (4) in modo tale da separarle; - un pistone (7) parzialmente alloggiato nella seconda camera (4) e scorrevolmente montato al suo interno; - un dispositivo per rilevare perdite (10) attraverso almeno una di dette membrane (6, 16), caratterizzato dal fatto che detto dispositivo per rilevare perdite (10) comprende: - almeno un primo sensore (11) configurato per rilevare una grandezza fisica (S) rappresentativa di una proprietà del fluido presente in detta camera intermedia (5); - un modulo di controllo (12) configurato per stabilire se la grandezza fisica (S) rilevata dal primo sensore (11) è associata ad una prima condizione indicativa della miscelazione del fluido di servizio (P3) con il prodotto fluido (P1), oppure se detta grandezza fisica (S) rilevata è associata ad una seconda condizione indicativa della miscelazione del fluido di servizio (P3) con il fluido idraulico (P2), oppure se detta grandezza fisica (S) rilevata è associata ad una terza condizione indicativa della miscelazione del fluido di servizio (P3) sia con il prodotto fluido (P1) che con il fluido idraulico (P2).
2. Pompa a doppia membrana (1) secondo la rivendicazione 1, in cui detto dispositivo per rilevare perdite (10) comprende inoltre una memoria (13) configurata per archiviare un primo intervallo di valori (I1) di detta grandezza fisica (S) associato a detta prima condizione, un secondo intervallo di valori (I2) di detta grandezza fisica (S) associato a detta seconda condizione e un terzo intervallo di valori (I3) di detta grandezza fisica (S) associato a detta terza condizione, detto primo intervallo di valori (I1), detto secondo intervallo di valori (I2) e detto terzo intervallo di valori (I3) essendo distinti e non sovrapposti, detto modulo di controllo (12) essendo configurato per stabilire se la grandezza fisica (S) rilevata dal primo sensore (11) si trova all’interno di detto primo intervallo di valori (I1) oppure di detto secondo intervallo di valori (I2) oppure di detto terzo intervallo di valori (I3).
3. Pompa a doppia membrana (1) secondo la rivendicazione 1, in cui detto dispositivo per rilevare perdite (10) comprende inoltre una memoria (13) configurata per archiviare una prima soglia (Th1) di detta grandezza fisica (S) associata a detta prima condizione, una seconda soglia (Th2) di detta grandezza fisica (S) associata a detta seconda condizione ed una terza soglia (Th3) di detta grandezza fisica (S) associata a detta terza condizione, detta prima soglia (Th1), detta seconda soglia (Th2) e detta terza soglia (Th3) essendo distinte, detto modulo di controllo (12) essendo configurato per stabilire se la grandezza fisica (S) rilevata dal primo sensore (11) si trova al di sotto di una sola, di due o di tutte dette soglie (Th1, Th2, Th3).
4. Pompa a doppia membrana (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto modulo di controllo (12) è configurato anche per comparare la grandezza fisica (S) rilevata dal primo sensore (11) con un valore di riferimento (Srif) indicativo del fluido di servizio (P3) allo stato puro e, in risposta ad uno scostamento da detto valore di riferimento (Srif) superiore ad una tolleranza prestabilita (Δ), per generare un segnale di avviso e/o un segnale di corrente.
5. Pompa a doppia membrana (1) secondo la rivendicazione 4, in cui detto segnale di avviso è di tipo acustico e/o luminoso.
6. Pompa a doppia membrana (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente inoltre una camera di misura (14) situata all’esterno di detto corpo di pompa (2), detta camera di misura (14) essendo in comunicazione di fluido con detta camera intermedia (5).
7. Pompa a doppia membrana (1) secondo la rivendicazione 6, in cui detto primo sensore (11) è disposto su una prima parete (14a) delimitante detta camera di misura (14).
8. Pompa a doppia membrana (1) secondo la rivendicazione 7, in cui detto dispositivo per rilevare perdite (10) comprende inoltre un riflettore (17) disposto su una seconda parete (14b) delimitante detta camera di misura (14) e opposta a detta prima parete (14a), detto almeno un primo sensore (11) essendo un sensore ad ultrasuoni configurato per generare onde sonore aventi una frequenza compresa tra 20 kHz e 100 MHz e per ricevere le onde sonore riflesse da detto riflettore (17), detta grandezza fisica (S) essendo una grandezza fisica caratteristica delle onde sonore.
9. Pompa a doppia membrana (1) secondo la rivendicazione 6, in cui detto primo sensore (11) è immerso almeno parzialmente nel fluido contenuto nella camera di misura (14).
10. Pompa a doppia membrana (1) secondo la rivendicazione 9, in cui detto dispositivo per rilevare perdite (10) comprende inoltre un riflettore (17) disposto su una parete (14b) delimitante detta camera di misura (14), detto almeno un primo sensore (11) essendo un sensore ad ultrasuoni configurato per generare onde sonore aventi una frequenza compresa tra 20 kHz e 100 MHz e per ricevere le onde sonore riflesse da detto riflettore (17), detta grandezza fisica (S) essendo una grandezza fisica caratteristica delle onde sonore.
11. Pompa a doppia membrana (1) secondo la rivendicazione 8 o 10, in cui detta grandezza fisica (S) è scelta tra: velocità dell’onda sonora nel fluido contenuto nella camera di misura (14), impedenza acustica del fluido contenuto nella camera di misura (14), tempo di volo dell’onda sonora, attenuazione dell’onda sonora nel fluido contenuto nella camera di misura (14), spettro dell’onda sonora riflessa, ampiezza dell’onda riflessa.
12. Pompa a doppia membrana (1) secondo la rivendicazione 7, in cui detto dispositivo per rilevare perdite (10) comprendente inoltre un secondo sensore (21) disposto su una seconda parete (14b) delimitante detta camera di misura (14) e opposta a detta prima parete (14a), detto secondo sensore (21) essendo un sensore ad ultrasuoni configurato per generare onde sonore aventi una frequenza compresa tra 20 kHz e 100 MHz e detto almeno un primo sensore (11) essendo un sensore ad ultrasuoni configurato per ricevere onde sonore aventi una frequenza compresa tra 20 kHz e 100 MHz, detta grandezza fisica (S) essendo una grandezza fisica caratteristica delle onde sonore.
13. Pompa a doppia membrana (1) secondo la rivendicazione 9, in cui detto dispositivo per rilevare perdite (10) comprende inoltre un secondo sensore (21) immerso almeno parzialmente nel fluido contenuto in detta camera di misura (14), detto secondo sensore (21) essendo un sensore ad ultrasuoni configurato per generare onde sonore aventi una frequenza compresa tra 20 kHz e 100 MHz e detto almeno un primo sensore (11) essendo un sensore ad ultrasuoni configurato per ricevere onde sonore aventi una frequenza compresa tra 20 kHz e 100 MHz, detta grandezza fisica (S) essendo una grandezza fisica caratteristica delle onde sonore.
14. Pompa a doppia membrana (1) secondo la rivendicazione 12 o 13, in cui detta grandezza fisica (S) è scelta tra: velocità dell’onda sonora nel fluido contenuto in detta camera di misura (14), impedenza acustica del fluido contenuto in detta camera di misura (14), tempo di volo dell’onda sonora, attenuazione dell’onda sonora nel fluido contenuto in detta camera di misura (14), frequenza di risonanza.
15. Pompa a doppia membrana (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto dispositivo per rilevare perdite (10) comprende un sensore di temperatura.
16. Metodo per rilevare perdite di un fluido di servizio (P3) racchiuso tra due membrane (6, 16) che separano una sezione idraulica contenente un fluido idraulico (P2) da una sezione operativa contenente un prodotto fluido (P1) da omogeneizzare in una pompa a doppia membrana (1), detto metodo comprendente le fasi di: - rilevare una grandezza fisica (S) rappresentativa di una proprietà del fluido contenuto tra dette membrane (6, 16); - stabilire se la grandezza fisica (S) rilevata è associata ad una prima condizione indicativa della miscelazione del fluido di servizio (P3) con detto prodotto fluido (P1) oppure se è associata ad una seconda condizione indicativa della miscelazione del fluido di servizio (P3) con detto fluido idraulico (P2) oppure se è associata ad una terza condizione indicativa della miscelazione del fluido di servizio (P3) sia con detto prodotto fluido (P1) che con detto fluido idraulico (P2).
17. Metodo secondo la rivendicazione 16, in cui detta fase di stabilire se la grandezza fisica (S) rilevata è associata alla prima o alla seconda o alla terza condizione consiste nel verificare se detta grandezza fisica (S) si trova all’interno di un primo intervallo di valori (I1) associato alla prima condizione oppure all’interno di un secondo intervallo di valori (I2) associato alla seconda condizione oppure all’interno di un terzo intervallo di valori (I3) associato alla terza condizione, detto primo intervallo di valori (I1), detto secondo intervallo di valori (I2) e detto terzo intervallo di valori (I3) essendo distinti e non sovrapposti.
18. Metodo secondo la rivendicazione 16 o 17, comprendente inoltre una fase di comparare la grandezza fisica (S) rilevata con un valore di riferimento (Srif) indicativo del fluido di servizio (P3) allo stato puro e, in risposta ad uno scostamento da detto valore di riferimento (Srif) superiore ad una tolleranza prestabilita (Δ), una fase di generare un segnale di avviso e/o un segnale di corrente.
19. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 16 a 18, comprendente inoltre le fasi di: - generare una prima onda sonora avente una frequenza compresa tra 20 kHz e 100 MHz e inviarla nel fluido di servizio (P3); - ricevere la prima onda sonora dopo l’attraversamento del fluido di servizio (P3), detta grandezza fisica (S) essendo una grandezza fisica caratteristica della prima onda sonora per cui la fase di rilevare detta grandezza fisica (S) è eseguita misurando detta grandezza fisica (S) nella prima onda sonora ricevuta dopo l’attraversamento del fluido di servizio (P3).
20. Metodo secondo la rivendicazione 19, in cui la generazione della prima onda sonora e la ricezione della prima onda sonora dopo l’attraversamento del fluido di servizio (P3) sono eseguite da due diversi sensori (11, 21) ad ultrasuoni.
21. Metodo secondo la rivendicazione 20, in cui detta grandezza fisica (S) è scelta tra: velocità dell’onda sonora nel fluido di servizio (P3), impedenza acustica del fluido di servizio (P3), tempo di volo dell’onda sonora, attenuazione dell’onda sonora nel fluido di servizio (P3), frequenza di risonanza.
22. Metodo secondo la rivendicazione 19, in cui la prima onda sonora è generata da un primo sensore (11) ad ultrasuoni, riflessa da un riflettore (17) e ricevuta indietro da detto primo sensore (11) ad ultrasuoni.
23. Metodo secondo la rivendicazione 22, in cui detta grandezza fisica (S) è scelta tra: velocità dell’onda sonora nel fluido di servizio (P3), impedenza acustica del fluido di servizio (P3), tempo di volo dell’onda sonora, attenuazione dell’onda sonora nel fluido di servizio (P3), spettro dell’onda sonora riflessa, ampiezza del segnale riflesso.
24. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 16 a 18, comprendente inoltre le fasi di: - generare una prima radiazione luminosa nello spettro dell’infrarosso o del vicino infrarosso e inviarla nel fluido di servizio (P3); - ricevere la prima radiazione luminosa dopo l’attraversamento del fluido di servizio (P3), detta grandezza fisica (S) essendo una grandezza fisica caratteristica della prima radiazione luminosa per cui la fase di rilevare detta grandezza fisica (S) è eseguita misurando detta grandezza fisica (S) nella prima radiazione luminosa ricevuta dopo l’attraversamento del fluido di servizio (P3). IL MANDATARIO Ing. Silvia DONDI (Albo iscr. n.1405 B)