IT202100007874A1 - Dispositivo e metodo di collaudo di un filtro antiparticolato - Google Patents

Description

Domanda di brevetto per invenzione industriale dal titolo:

?DISPOSITIVO E METODO DI COLLAUDO DI UN FILTRO

ANTIPARTICOLATO?

DESCRIZIONE

La presente invenzione ha per oggetto un dispositivo e un metodo di collaudo di un filtro antiparticolato.

Un filtro antiparticolato, indicato solitamente con la sigla DPF, dall?inglese ?Diesel Particulate Filter?, ? un componente dei motori diesel utilizzato per abbattere le emissioni inquinanti da polveri sottili.

Il filtro antiparticolato ? infatti in grado di trattenere le particelle inquinanti presenti nei gas di scarico, come ad esempio il PM10.

Durante l?utilizzo del motore, il filtro antiparticolato tende a sporcarsi, riducendo cos? la propria capacit? filtrante.

Quando la capacit? filtrante ? ridotta, ? compromessa la funzione del filtro, ovverosia le emissioni inquinanti tornano ad essere disperse nell?aria.

A tal fine i filtri antiparticolato possono essere rigenerati, ovverosia, a seguito di una operazione di pulizia del filtro, questo pu? essere nuovamente utilizzato.

Al termine del processo di rigenerazione non si ? in grado, con le tecniche note, di verificare se la pulizia del filtro ? avvenuta correttamente o meno.

? pertanto sentita l?esigenza di verificare la qualit? del filtro antiparticolato, con particolare riferimento alla sua capacit? filtrante.

Ci? ? ancor pi? importante per i filtri antiparticolato di tipo rigenerato.

Infatti, qualora venisse installato su un veicolo un filtro antiparticolato rigenerato con una ridotta capacit? filtrante, il veicolo violerebbe le normative inerenti ai limiti ammissibili per le emissioni inquinanti.

? quindi scopo della presente invenzione fornire un dispositivo e un metodo di collaudo di un filtro antiparticolato in grado di risolvere gli inconvenienti dello stato dell?arte, sopra evidenziati.

Ulteriore scopo del presente trovato ? quello di fornire un dispositivo e un metodo di collaudo di un filtro antiparticolato che siano al contempo di pratico utilizzo e di semplice ed economica realizzazione.

Altro scopo del presente trovato ? quello di fornire un dispositivo e un metodo di collaudo di un filtro antiparticolato di tipo rigenerato.

Secondo l?invenzione, questi scopi ed altri ancora sono raggiunti da un dispositivo e un metodo di collaudo di un filtro antiparticolato presentante le caratteristiche tecniche descritte nelle allegate rivendicazioni.

Le caratteristiche tecniche dell?invenzione, secondo gli scopi di cui sopra, sono chiaramente descritte nelle rivendicazioni allegate e i suoi vantaggi sono evidenti dalla descrizione dettagliata che segue, con riferimento ai disegni allegati che ne illustrano forme di realizzazione puramente esemplificative e non limitative, in cui:

- le figure 1 e 2 illustrano, rispettivamente in una vista schematica in elevazione frontale e laterale, una prima forma realizzativa del dispositivo di collaudo di un filtro antiparticolato secondo la presente invenzione;

- la figura 3 illustra, in una vista schematica assonometrica con alcune parti asportate per meglio comprenderne altre, una seconda forma realizzativa del dispositivo di collaudo di un filtro antiparticolato secondo la presente invenzione;

- le figure 4 e 5 illustrano, rispettivamente in una vista schematica dall?alto e in elevazione laterale, il dispositivo di cui alla figura 3;

- le figure 6 e 7 illustrano, in due viste schematiche assonometriche da differente angolazione, il dispositivo di cui alla figura 3.

Con riferimento alle figure allegate, con il numero 1 ? indicato nel suo complesso un dispositivo di collaudo di un filtro F antiparticolato realizzato in accordo con la presente invenzione, nel prosieguo indicato anche semplicemente come dispositivo 1.

Con riferimento alle figure allegate, il dispositivo 1 comprende un aspiratore 2, un condotto 3 di aspirazione, una flangia 4 di collegamento, e un sensore 5 di pressione.

L?aspiratore 2 ? configurato per aspirare un flusso A di aria, ad esempio proveniente dall?ambiente circostante, ad una determinata velocit? V di aspirazione a cui corrisponde una determinata pressione PE di esercizio dell?aspiratore 2.

In particolare, con riferimento alle figure allegate, l?aspiratore 2 ? un aspiratore a canale laterale.

Tale soluzione ? particolarmente adatta per contenere gli ingombri e per limitare la rumorosit? dell?aspiratore 2.

Inoltre, gli aspiratori a canale laterale consentono di ridurre il bisogno di lubrificanti per il loro corretto mantenimento in funzione, potendo cos? garantire una maggiore vita utile del dispositivo 1.

Con riferimento alle figure 1, 2 e 3, l?aspiratore 2 comprende una bocca 21 di ingresso per collegarsi al condotto 3 di aspirazione e ricevere il flusso A di aria. L?aspiratore 2 comprende, inoltre, una bocca 22 di uscita da cui ? espulso verso l?esterno il flusso A di aria. L?aspiratore 2 comprende inoltre un corpo 24 centrale interposto tra la bocca 21 di ingresso e la bocca 22 di uscita.

L?aspiratore 2 comprende poi un condotto 23 di uscita per convogliare il flusso A di aria dal corpo 24 centrale verso la bocca 22 di uscita.

In forme realizzative non illustrate, l?aspiratore 2 comprende un condotto di ingresso per convogliare il flusso A di aria dalla bocca 21 di ingresso verso il corpo 24 centrale.

Vantaggiosamente, la determinata pressione PE di esercizio dell?aspiratore 2 ? compresa tra 2000 Pa e 4000 Pa.

Il dispositivo 1 comprende un motore 8 operativamente collegato all?aspiratore 2.

Vantaggiosamente, il motore 8 ? isolato dall?aspiratore 2, come illustrato in figura 1, ovverosia sistemando il motore 8 in un vano dedicato.

In tal modo il rumore sviluppato dal motore 8 ? maggiormente attutito per aumentare l?effetto di insonorizzazione acustica del dispositivo 1.

Inoltre, un isolamento di tipo termico del vano dedicato al motore 8 consente di non influenzare il comportamento dell?aspiratore 2.

Il condotto 3 di aspirazione ? attraversato dal flusso A di aria.

Pi? in particolare, il condotto 3 di aspirazione comprende una bocca 31 di ingresso, e una bocca 32 di uscita.

La bocca 32 di uscita ? operativamente collegata all?aspiratore 2, per convogliare il flusso A di aria verso l?aspiratore 2.

Vantaggiosamente il flusso A di aria in detto condotto 3 di aspirazione ha una portata compresa tra 500 m<3>/h e 1500 m<3>/h.

La flangia 4 di collegamento ? configurata per collegare il filtro F antiparticolato al condotto 3 di aspirazione. Pi? in particolare, la flangia 4 di collegamento ? vincolata alla bocca 31 di ingresso del condotto 3 di aspirazione in modo che il filtro F antiparticolato sia attraversato dal flusso A di aria.

Vantaggiosamente, la flangia 4 di collegamento ? rimovibile, in modo da poter essere sostituita con flange di tipo diverso a seconda della tipologia o della forma del filtro F antiparticolato.

Il sensore 5 di pressione ? configurato per rilevare la pressione PC dentro il condotto 3 di aspirazione.

In tal modo ? possibile determinare la caduta di pressione tra la determinata pressione PE di esercizio e la pressione PC del flusso A di aria che attraversa il filtro F antiparticolato.

Vantaggiosamente il sensore 5 di pressione ? disposto sul condotto 3 di aspirazione.

Il dispositivo 1 comprende, inoltre, una unit? 6 di comando e controllo configurata per impostare la determinata velocit? V di aspirazione dell?aspiratore 2 e controllare il funzionamento del dispositivo 1 in condizioni di lavoro e di emergenza.

L?unit? 6 di comando e controllo comprende un inverter per il corretto funzionamento dell?aspiratore 2.

L?unit? 6 di comando e controllo comprende, inoltre, un controllore logico programmabile (PLC) per l?elaborazione di dati registrati dal sensore 5 di pressione e per il controllo dell?aspiratore 2.

L?unit? 6 di comando e controllo comprende un apparato di arresto di emergenza del dispositivo 1, non illustrato in figure.

L?unit? 6 di comando e controllo comprende una interfaccia utente, non illustrata, per consentire all?operatore di interagire con il dispositivo 1.

Ad esempio, una manopola di regolazione della determinata velocit? V di rotazione del corpo 24 centrale dell?aspiratore 2, e tale da controllare l?inverter dell?aspiratore 2.

L?interfaccia utente consente inoltre di visualizzare il valore della pressione PC dentro il condotto 3 di aspirazione.

In forme realizzative non illustrate, l?unit? 6 di comando e controllo comprende una unit? di memoria per la memorizzazione di dati registrati dal sensore 5 di pressione.

L?unit? di memoria consente inoltre di registrare dati determinati, ad esempio, relativi alla qualit? del filtro F antiparticolato, o relativi a valori soglia della pressione.

Tali dati determinati sono poi richiamati al bisogno. Ad esempio, un valore soglia di pressione, o di caduta di pressione, viene associato ad un determinato valore, o ad un determinato intervallo di valori, che definiscono una determinata qualit? del filtro F antiparticolato. In altre parole, se la pressione PC, o la caduta di pressione |PE-PC|, dovesse essere inferiore ad un determinato valore/intervallo soglia di pressione, allora il filtro F antiparticolato sar? considerato idoneo all?utilizzo, come descritto in seguito.

Il dispositivo 1 comprende, inoltre, un telaio 7.

Il telaio 7 comprende, a sua volta, almeno quattro montanti 71 e una pluralit? di pannelli 72 vincolati ad almeno due dei quattro montanti 71, come illustrato in figura 3.

I montanti 71 e la pluralit? di pannelli 72 definiscono un corpo 70 di contenimento scatolare, contenente l?aspiratore 2 e il condotto 3 di alimentazione.

Vantaggiosamente, i pannelli 72 della pluralit? sono fonoassorbenti per ridurre il rumore generato dal dispositivo 1 durante il suo funzionamento.

Il telaio 7 comprende, inoltre, supporti 73 antivibranti per ridurre le vibrazioni del corpo 70 di contenimento scatolare.

In forme realizzative non illustrate, i supporti 73 antivibranti sono di tipo regolabile in altezza e posizione, per garantire la stabilit? del corpo 70 di contenimento scatolare.

In forme realizzative non illustrate, il dispositivo 1 comprende uno o pi? ventilatori, ad esempio per la ventilazione dell?unit? 6 di comando e controllo, o per la ventilazione del vano definito dal corpo 70 di contenimento.

In uso, il dispositivo 1 ? utilizzato secondo il seguente metodo che consente di collaudare un filtro F antiparticolato.

Il metodo comprende le fasi di seguito elencate.

Inizialmente ? predisposto il dispositivo 1 secondo la presente invenzione.

Successivamente, o contestualmente, ? predisposto un filtro F antiparticolato.

Il filtro F antiparticolato potr? essere di tipo rigenerato o non rigenerato.

Successivamente il filtro F antiparticolato ? vincolato alla bocca 31 di ingresso del condotto 3 di aspirazione. Dopodich?, ? attivato l?aspiratore 2 per aspirare il flusso A di aria ad una determinata velocit? V di aspirazione a cui corrisponde una determinata pressione PE di esercizio dell?aspiratore 2.

Successivamente ? rilevata la pressione PC del flusso A di aria dentro il condotto 3 di aspirazione.

Dopodich? ? determinata la caduta di pressione tra la determinata pressione PE di esercizio e la pressione PC del flusso A di aria che attraversa il filtro F antiparticolato.

Successivamente, la caduta di pressione |PE-PC| ? confrontata con determinati valori soglia di pressione, in modo da determinare la qualit? del filtro F antiparticolato.

Per esempio, se la caduta di pressione |PE-PC| ? inferiore o uguale al 10% il filtro F antiparticolato ? considerato di qualit? sufficiente per poter essere installato su un veicolo.

Vantaggiosamente, una caduta di pressione |PE-PC| inferiore del 10% consente di considerare il filtro F antiparticolato come idoneo all?utilizzo.

Mentre per valori superiori al 10% della pressione PE di esercizio il filtro F antiparticolato non risulta idoneo per un secondo, o un successivo, utilizzo.

Vantaggiosamente, nella fase di aspirare il flusso A di aria ad una determinata velocit? V di aspirazione a cui corrisponde una determinata pressione PE di esercizio, la determinata pressione PE di esercizio ? compresa tra 2000 Pa e 4000 Pa.

Vantaggiosamente, nella fase di rilevare la pressione PC del flusso A di aria dentro il condotto 3 di aspirazione, il flusso A di aria dentro il condotto 3 di aspirazione ha una portata compresa tra 500 m<3>/h e 1500 m<3>/h.

Vantaggiosamente il dispositivo 1 e il metodo oggetto della presente invenzione sono adatti a testare e collaudare filtri antiparticolato con aspirazione di 2500 Pa per 1000 m<3>/h.

Il dispositivo e il metodo di collaudo di un filtro antiparticolato secondo l?invenzione raggiungono gli scopi prefissi e conseguono importanti vantaggi.

Un primo vantaggio del dispositivo e del metodo secondo l?invenzione ? rappresentato dalla possibilit? di verificare e garantire la corretta qualit? di un filtro antiparticolato.

Vantaggio ulteriore ? rappresentato dalla possibilit? di poter riutilizzare i filtri antiparticolato fino a fine vita, potendo garantire il corretto funzionamento di filtri antiparticolato rigenerati.

Ulteriore vantaggio ? dato dal fatto che il dispositivo e il metodo oggetto della presente invenzione possono essere adattati a forme e tipologie diverse di filtri antiparticolato, ad esempio sostituendo la flangia 4 di collegamento.

Un altro vantaggio ancora ? dato dalla possibilit? di prevenire eventuali fonti di inquinamento ambientale, garantendo la qualit? di filtrazione di filtri antiparticolato.

Claims (10)

RIVENDICAZIONI

1. Dispositivo di collaudo di un filtro (F) antiparticolato, comprendente:

- un aspiratore (2) configurato per aspirare un flusso (A) di aria ad una determinata velocit? (V) di aspirazione a cui corrisponde una determinata pressione (PE) di esercizio;

- un condotto (3) di aspirazione attraversato da detto flusso (A) di aria, detto condotto (3) di aspirazione comprendendo una bocca (31) di ingresso e una bocca (32) di uscita in cui detta bocca (32) di uscita ? operativamente collegata a detto aspiratore (2);

- una flangia (4) di collegamento configurata per collegare detto filtro (F) antiparticolato a detto condotto (3) di aspirazione, detta flangia (4) di collegamento essendo vincolata a detta bocca (31) di ingresso di detto condotto (3) di aspirazione in modo che detto filtro (F) antiparticolato sia attraversato da detto flusso (A) di aria;

- un sensore (5) di pressione configurato per rilevare la pressione (PC) dentro detto condotto (3) di aspirazione per determinare la caduta di pressione tra detta determinata pressione (PE) di esercizio e detta pressione (PC) di detto flusso (A) di aria che attraversa detto filtro (F) antiparticolato.

2. Dispositivo secondo la rivendicazione precedente caratterizzato dal fatto che detto aspiratore (2) ? un aspiratore a canale laterale.

3. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere una unit? (6) di comando e controllo configurata per impostare detta determinata velocit? (V) di aspirazione di detto aspiratore (2) e controllare il funzionamento di detto dispositivo in condizioni di lavoro e di emergenza.

4. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere un telaio (7) comprendente almeno quattro montanti (71) e una pluralit? di pannelli (72) vincolati ad almeno due di detti quattro montanti (71) per definire un corpo (70) di contenimento scatolare contenente detto aspiratore (2) e detto condotto (3) di alimentazione.

5. Dispositivo secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che detti pannelli (72) di detta pluralit? sono fonoassorbenti per ridurre il rumore generato da detto dispositivo.

6. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 4 e 5, caratterizzato dal fatto che detto telaio (7) comprende supporti (73) antivibranti per ridurre le vibrazioni di detto corpo (70) di contenimento scatolare.

7. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto di comprendere un motore (8) operativamente collegato a detto aspiratore (2) e isolato da detto aspiratore (2).

8. Metodo di collaudo di un filtro (F) antiparticolato, comprendente le fasi di:

- predisporre un dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 7;

- vincolare detto filtro (F) antiparticolato a detta bocca (31) di ingresso di detto condotto (3) di aspirazione;

- aspirare detto flusso (A) di aria ad una determinata velocit? (V) di aspirazione a cui corrisponde una determinata pressione (PE) di esercizio di detto aspiratore (2);

- rilevare detta pressione (PC) di detto flusso (A) di aria dentro detto condotto (3) di aspirazione; - determinare la caduta di pressione tra detta determinata pressione (PE) di esercizio e detta pressione (PC) di detto flusso (A) di aria che attraversa detto filtro (F) antiparticolato.

9. Metodo secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che in detta fase di aspirare detto flusso (A) di aria ad una determinata velocit? (V) di aspirazione a cui corrisponde una determinata pressione (PE) di esercizio, detta determinata pressione (PE) di esercizio ? compresa tra 2000 Pa e 4000 Pa.

10. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 8 e 9, caratterizzato dal fatto che in detta fase di rilevare detta pressione (PC) di detto flusso (A) di aria dentro detto condotto (3) di aspirazione, detto flusso (A) di aria in detto condotto (3) di aspirazione ha una portata compresa tra 500 m<3>/h e 1500 m<3>/h.