ITMI20110269A1 - Apparecchiatura migliorata per la pulizia di torce di saldatura mediante l'uso del freddo, e relativo dispositivo erogatore di un flusso raffreddante - Google Patents

Description

Descrizione

“APPARECCHIATURA MIGLIORATA PER LA PULIZIA DI TORCE DI SALDATURA MEDIANTE L’USO DEL FREDDO, E RELATIVO DISPOSITIVO EROGATORE DI UN FLUSSO RAFFREDDANTEâ€

Campo dell’invenzione

La presente invenzione si riferisce in generale al settore delle apparecchiature e dei dispositivi per la pulizia di torce di saldatura, e più in particolare essa riguarda un’apparecchiatura che impiega un flusso formato da un fluido freddo, ovvero avente una temperatura relativamente bassa rispetto a quella ambientale, che viene convogliato e diretto contro una torcia di saldatura allo scopo di pulirla.

La presente invenzione riguarda anche un dispositivo erogatore, relativo a e parte essenziale della suddetta apparecchiatura, atto ad erogare su una torcia di saldatura, allo scopo di pulirla, un flusso raffreddante che à ̈ generato per espansione nell’ambiente esterno di un fluido in pressione, in particolare anidride carbonica.

Sfondo dell’invenzione e stato della tecnica nota

Nella tecnica sono noti ed estesamente applicati numerosi sistemi e procedimenti di saldatura, implicanti corrispondenti apparecchiature e dispositivi, destinati ad una ampia varietà di usi e applicazioni, ad esempio per la lavorazione di lamiere, tubi, profilati e in generale di pezzi di materiali e geometrie diverse.

Per completezza di informazione e al fine di introdurre nel modo più appropriato le caratteristiche e i vantaggi della presente invenzione, i principali sistemi e procedimenti di saldatura noti saranno sommariamente citati e commentati nel seguito.

TIG (Tungsten Inert Arc)

Questo procedimento TIG sfrutta il calore prodotto da un arco elettrico che scocca tra un elettrodo infusibile, in particolare di tungsteno addizionato con altre leghe, ed il pezzo da saldare, e prevede che la protezione del bagno di saldatura sia garantita da un flusso di gas o miscele, con caratteristiche inerti, che à ̈ convogliato da speciali ugelli di materiale ceramico.

Il procedimento può essere utilizzato senza o con metallo d’apporto, che a sua volta può essere alimentato dall’esterno in modo manuale o per mezzo di dispositivi automatizzati.

MIG/MAG (Metal Inert Gas o Metal Active Gas)

I procedimenti MIG o MAG sfruttano l’energia termica fornita da un arco elettrico che scocca tra un filo-elettrodo pieno, fusibile, che à ̈ continuamente alimentato assialmente nella zona di saldatura, ed il pezzo da saldare.

In questi procedimenti la protezione del bagno di saldatura à ̈ garantita da un flusso continuo di miscele di gas che à ̈ convogliato da appositi ugelli, in cui il tipo di miscela di gas usato definisce il processo di saldatura, ovvero MIG quando si usano gas e miscele inerti e MAG quando si usano gas e miscele attive ossidanti.

Plasma

Questo processo di saldatura sfrutta le proprietà di uno speciale stato della materia, denominato appunto “plasma†, che si genera in un gas per effetto del passaggio di un arco elettrico, e fa sì che gli atomi del gas si ionizzino fortemente così da diventare capaci di condurre energia.

FCAW (Flux-Cored Arc Welding)

Questo procedimento di saldatura sfrutta le caratteristiche dei procedimenti MIG/MAG e prevede l’uso di un filo tubolare, che viene fatto avanzare assialmente, al cui interno à ̈ introdotta una particolare polvere chimica denominata “flusso†.

Tutti i suddetti processi hanno in comune l’uso di uno strumento peculiare per la realizzazione della saldatura, comunemente chiamato “torcia di saldatura†, che, pur potendo variare fisicamente a secondo del processo attuato, à ̈ costituita da una serie di componenti principali che svolgono le stesse funzioni o comunque funzioni sostanzialmente simili.

Per precisione, si fa solo presente che, nei processi del tipo MIG/MAG e FCAW, il materiale d’apporto, in forma di filo, per la saldatura, à ̈ alimentato con continuità da una rispettiva guida di alimentazione che à ̈ provvista nella torcia di saldatura, mentre nei procedimenti TIG e al plasma il materiale d’apporto à ̈ alimentato manualmente o tramite un dispositivo esterno alla torcia.

Per completezza la Fig. 7 mostra uno spaccato di una tipica torcia di saldatura, indicata con TS, fra quelle attualmente maggiormente in uso ed in particolare prevista per essere impiegata in un procedimento MIG/MAG, nella quale à ̈ possibile distinguere le seguenti parti principali:

A Impugnatura

B Isolante e inserto filettato per la guida del filo del materiale di apporto

C Corpo o guscio esterno

U Ugello per il gas di protezione

E Pattino di contatto fra alimentazione elettrica e guida del filo del materiale di apporto

O Occhiello di alimentazione del gas di protezione

M Filo del materiale di apporto

La torcia di saldatura, indipendente dallo specifico procedimento di saldatura nell’ambito del quale essa à ̈ impiegata, tende ad accumulare sulla sua superficie esterna, durante l’uso, scorie e residui di saldatura che possono ridurre la sua efficienza e quindi anche quella del procedimento di saldatura.

Pertanto si pone il problema sia di tenere pulita il più a lungo possibile la torcia da scorie e residui che si producono accumulano durante il procedimento di saldatura, e sia di rimuovere queste scorie e residui dalla torcia, così da potere continuare ad usarla, quando la loro quantità che si à ̈ accumulata sulla torcia di saldatura raggiunge un livello tale da comprometterne le prestazioni.

Ora nella tecnica e prassi attualmente conosciuta, i sistemi che sono utilizzati per tenere pulite e pulire le torce di saldatura da queste scorie e residui di saldatura sono sostanzialmente due, basati rispettivamente su un’azione chimica e su un’azione meccanica.

In particolare il primo sistema prevede l’impiego di sostanze anti adesive, usualmente confezionate in forma di bombolette del tipo “spray†, che sono spruzzate sulle parti della torcia di saldatura prima del suo utilizzo e che hanno lo scopo di minimizzare nel tempo la quantità di spruzzi, scorie e residui che si accumulano sulla torcia per effetto dell’operazione di saldatura.

Nello specifico, le modalità di impiego di questo primo sistema di pulizia prevedono, prima dell’uso della torcia di saldatura, di smontare il rispettivo guscio o corpo esterno di protezione della torcia, ripulirlo da residui e spruzzare all’interno dello stesso e sull’ugello per il gas di protezione un velo di prodotto anti-adesivo.

In questo modo si proteggono anche dalla corrosione le parti meccaniche, esposte all’umidità, della torcia di saldatura, ed inoltre si riduce l’usura delle stesse parti dovuta alle elevate temperature o pressioni.

Comunque, nonostante l’applicazione di queste sostanze anti-adesive, le scorie e i residui tendono a depositarsi nel tempo, anche se più lentamente, sulla torcia di saldatura, per cui à ̈ sempre necessario dopo un certo tempo di utilizzo, almeno nella maggior parte dei casi, intervenire meccanicamente sul corpo della torcia tramite un panno od una pinza per rimuovere le scorie che si sono depositate.

Questo primo sistema ha però l’inconveniente di necessitare di un approvvigionamento continuo di queste bombolette spray, in funzione del carico di lavoro della torcia, e ancora di essere oneroso, dal punto di vista dell’impatto ambientale, a causa del notevole consumo di bombolette spray che devono essere smaltite e dell’emissione nell’ambiente dei gas in esse contenuti.

Il secondo sistema di pulizia prevede invece che i residui e le scorie di saldatura siano rimosse dalla torcia di saldatura per azione abrasiva, esercitata tramite una fresa meccanica.

Questo sistema di pulizia, che à ̈ utilizzata principalmente nei processi di saldatura automatici, ha però l’inconveniente di ridurre sensibilmente la vita utile della torcia di saldatura, a causa dell’azione abrasiva esercitata su di essa, e inoltre ha la forte limitazione di pulire solo la parte terminale dell’ugello per il gas di protezione, mentre la parte interna dell’ugello, di maggior diametro, non viene mai pulita, come anche la guida per il filo del materiale di apporto, che così nel tempo diventa sede per l’accumulo di depositi e scorie di saldatura.

Pertanto questo sistema, anche quando prevede lo smontaggio del corpo o del guscio esterno della torcia prima del suo utilizzo, non à ̈ in grado di raggiungere e pulire le parti meno accessibili.

Per completezza di informazione, à ̈ necessario ancora menzionare la disponibilità, nella tecnica nota, di sistemi e apparecchiature, per la pulizia di torce di saldatura, che sono basati, almeno in linea generale, sull’impiego del freddo, ed in particolare impiegano un getto o flusso, formato da un fluido freddo ovvero ad una temperatura relativamente bassa rispetto a quella ambientale, che viene eiettato con forza contro la torcia allo scopo di pulirla.

Il fluido usato per formare il getto freddo può ad esempio essere costituito da anidride carbonica, alimentata da una riserva dove à ̈ tenuta sotto pressione, che viene fatta espandere nell’ambiente esterno a pressione ambientale in modo da raffreddarsi e generare un flusso, contenente particelle solidificate o “pellet†di anidride carbonica e per questo anche chiamato neve carbonica, che viene diretto contro la torcia di saldatura da pulire.

Pertanto le particelle solidificate di anidride carbonica, impattando con forza contro la superficie della torcia, esercitano un’azione meccanica che rimuove gli sfridi e le scorie di saldatura depositati su tale superficie.

Poi queste particelle sublimano ovvero evaporano, dopo aver esercitato la loro azione meccanica di rimozione degli sfridi, così da non lasciare traccia sulla superficie della torcia di saldatura, una volta pulita.

Nel concreto, questo procedimento di pulizia si à ̈ rivelato particolarmente efficace per rimuovere gli sfridi e le scorie di saldatura, a fronte dell’azione meccanica esercitata dalle particelle solide, contenute nel flusso di neve carbonica, quando impattano sulla superficie della torcia, ed inoltre presenta il non trascurabile vantaggio di non lasciare residui sulla torcia di saldatura dopo che à ̈ stata pulita.

Esempi di questi sistemi, che impiegano per l’appunto un flusso o getto freddo, formato da un fluido quale anidride carbonica ad una bassa temperatura, per pulire una torcia di saldatura, sono ad esempio descritti nel brevetto americano concesso US 6,732,955 B2 e nella domanda di brevetto americana pubblicata US 2008/0236633 A1.

Questi sistemi di pulizia, basati sull’uso del freddo, quali descritti nei suddetti documenti brevettuali, appaiono però, almeno in linea generale, essere abbastanza complessi e scomodi da usare, laddove gli utenti interessati, che possono essere anche artigiani e/o piccole ditte che eseguono solo saltuariamente lavori di saldatura, richiedono invece la disponibilità di apparecchiature di pulizia di torce di saldatura che siano semplici, così da richiedere una ridotta manutenzione, siano inoltre poco costose e soprattutto siano facili e pratiche da usare.

Tutto questo, ovvero una certa complessità costruttiva unita ad una scarsa praticità d’uso che affliggono questi sistemi di pulizia noti nella tecnica, ai quali si à ̈ prima fanno cenno, in particolare impieganti un flusso di neve carbonica che viene diretto contro la torcia di saldatura per pulirla dalle scorie, potrebbe almeno in parte spiegare perché fino ad oggi tali sistemi, basati sull’uso del freddo, non hanno ancora avuto una effettiva applicazione nella pratica industriale, nonostante la loro indubbia efficacia nel rimuovere le scorie e gli sfridi di saldatura e altri rilevanti vantaggi connessi al loro uso, quali ad esempio quello di non lasciare residui sulla torcia di saldatura, dopo averla pulita.

In ogni caso, indipendentemente da ogni considerazione sulla mancata applicazione, almeno per il momento, di questi sistemi di pulizia delle torce di saldatura basati sull’uso del freddo, à ̈ importante sottolineare che ogni loro perfezionamento, in particolare nella direzione di migliorarne ulteriormente le prestazioni e praticità d’uso, non può che essere accolta con favore, in quanto diretta a venire incontro e a rispondere alla continua e sempre presente esigenza di innovazioni, minori costi e più efficaci risultati nel campo della manutenzione e pulizia delle torce di saldatura.

Sommario dell’invenzione

Pertanto, un primo scopo della presente invenzione à ̈ proporre e realizzare un’apparecchiatura per la pulizia di torce di saldatura, basata sull’uso del freddo e in particolare del tipo impiegante un flusso raffreddante formato da un fluido, quale anidride carbonica, che viene eiettato contro la torcia di saldatura per pulirla dalle scorie, la quale innovi sensibilmente rispetto alle apparecchiatura e dispositivi già noti per la pulizia di torce di saldatura, ed in particolare offra una migliore praticità d’uso e risultati di pulizia ancora più efficaci.

Un secondo scopo, collegato al primo, della presente invenzione à ̈ quello di favorire e promuovere, avendo come obiettivo una larga e variegata fascia di utenti, l’uso e l’applicazione nel mercato di questa tecnologia di pulizia, basata sull’uso del freddo, delle torce di saldatura, tecnologia che purtroppo fino ad oggi non ha avuto l’attenzione e la diffusione che certamente meriterebbe.

I suddetti scopi si possono considerare pienamente raggiunti dall’apparecchiatura per la pulizia di torce di saldatura mediante l’uso del freddo e dal rispettivo erogatore di un flusso raffreddante aventi le caratteristiche definite rispettivamente dalla rivendicazione indipendente 1 e 9.

Forme particolari di realizzazione della presente invenzione sono inoltre definite dalle rivendicazioni dipendenti.

Numerosi sono in vantaggi, in parte già implicitamente prima annunciati, rispetto ai sistemi e alla prassi attuale, che sono associati con la nuova apparecchiatura, per la pulizia di torce di saldatura, proposta dalla presente invenzione, quali elencati nel seguito, a puro titolo esemplificativo:

- grande praticità nell’utilizzo;

- tempi rapidi di esecuzione della pulizia della torcia di saldatura, con conseguente incremento della produttività;

- capacità di rimuovere tutti i residui, le scorie e gli spruzzi di saldatura accumulati sulla torcia;

- pulizia completa della torcia di saldatura anche nelle zone difficilmente raggiungibili con gli attuali sistemi;

- sensibile aumento della vita utile delle parti costituenti la torcia di saldatura;

- assenza di ogni abrasione del materiale del corpo della torcia dovuta ad azioni meccaniche;

- nessun impatto ambientale dovuto ad inquinamento atmosferico o smaltimento di rifiuti;

- capacità di prevenire la formazione di ossidi sulla saldatura in quanto l’operazione di pulizia avviene in assenza di umidità;

- miglioramento delle generali condizioni di lavoro dal momento che l’operatore non à ̈ costretto a maneggiare e smontare la torcia di saldatura rovente per pulirla;

- miglioramento dell’ambiente di lavoro che non viene inquinato da agenti chimici connessi all’uso di bombolette spray o affetto da rumori derivanti dall’uso di frese meccaniche per pulire la torcia di saldatura.

Breve descrizione dei disegni

Questi ed altri scopi, caratteristiche e vantaggi della presente invenzione risulteranno in modo chiaro ed evidente dalla seguente descrizione di una sua forma preferita di realizzazione, fatta a titolo esemplificativo e non limitativo, con riferimento agli annessi disegni, di cui:

Fig. 1 à ̈ una vista generale e schematica di un’apparecchiatura per la pulizia di torce di saldatura mediante l’uso del freddo, secondo la presente invenzione;

Figg. 2A e 2B sono due diverse viste prospettiche, delle quali la seconda parzialmente in sezione, di un dispositivo erogatore di neve carbonica che à ̈ parte essenziale dell’apparecchiatura dell’invenzione di Fig. 1;

Figg. 3 e 4 sono due viste normali, su due piani differenti, del dispositivo erogatore di Figg. 2A e 2B;

Fig. 5 Ã ̈ una vista in sezione secondo la linea V-V di Fig. 4;

Fig. 5A Ã ̈ una vista in scala maggiorata della zona di accoppiamento fra il dispositivo erogatore di Figg. 2A e 2B e una torcia di saldatura da pulire;

Fig. 6 una vista parziale prospettica, in forma esplosa, di una variante semplificata del dispositivo erogatore di Figg. 2A e 2B;

Fig. 7 à ̈ uno spaccato di una tipica torcia di saldatura atta ad essere pulita mediante l’apparecchiatura di pulizia della presente invenzione; e Figg. 8A e 8B mostrano rispettivamente una generica torcia di saldatura, dopo che à ̈ stata usata per saldare, e la stessa torcia di saldatura, dopo che à ̈ stata sottoposta al trattamento di pulizia mediane l’apparecchiatura della presente invenzione.

Descrizione di una forma preferita di realizzazione dell’invenzione Con riferimento alla Fig. 1, un’apparecchiatura per la pulizia di torce di saldatura realizzata in conformità alla presente invenzione à ̈ indicata nel complesso con 10, e in particolare comprende:.

- una riserva 11 di un fluido F in pressione; e

- un dispositivo erogatore 20 collegato con la riserva 11,

in cui il dispositivo erogatore 20 à ̈ atto a ricevere il fluido F in pressione dalla rispettiva riserva 11 e ad erogare su una torcia di saldatura, indicata con TS, da pulire, un getto o flusso G, freddo, ovvero avente una temperatura relativamente bassa rispetto a quella ambientale, che à ̈ generato per espansione nell’ambiente esterno e conseguente raffreddamento del fluido F in pressione alimentato e ricevuto dalla riserva 11.

Ad esempio la riserva 11 à ̈ costituita da una usuale bombola 12, contenente al suo interno il fluido F in pressione, chiusa da un elemento di chiusura filettato 12a, anche chiamato codolo, che a sua volta à ̈ associato con un volantino 12b, girevole manualmente come indicato da una doppia freccia f1, avente la funzione di chiudere o meno l’alimentazione del fluido F in pressione dalla bombola 12 al dispositivo erogatore 20.

Il fluido in pressione F contenuto nella bombola 12 à ̈ preferibilmente costituito da anidride carbonica, ovvero CO2, che à ̈ presente all’interno della bombola 12 in una fase liquida, indicata con CO2’, a sua volta in equilibrio con la sua tensione di vapore con una fase gassosa CO2’’, in cui queste due fasi liquida e gassosa sono separate da una superficie S.

Un sistema di pescaggio, ad esempio costituito da un tubo pescante 13 che pesca nella fase liquida CO2’, può essere previsto per alimentare il fluido F in pressione, ovvero l’anidride carbonica CO2, al dispositivo erogatore 20.

Pertanto l’anidride carbonica CO2, che à ̈ immagazzinata e soggetta all’interno della bombola 12 ad una pressione tale da farle assumere uno stato o fase liquida, quando à ̈ alimentata all’erogatore 20, si espande nell’ambiente esterno, alla pressione ambientale, raffreddandosi conseguentemente, generando così all’uscita dal dispositivo erogatore 20 un flusso G che à ̈ costituito da ghiaccio secco o neve carbonica, indicata con NC, come per l’appunto à ̈ solitamente chiamato lo stato assunto dall’anidride carbonica, quando viene espansa e raffreddata nell’ambiente esterno, a partire da uno stato di pressione.

In particolare questo flusso G di neve carbonica NC, avente una temperatura di circa -78°C, presenta una frazione gassosa, pari a circa 2/3 della massa totale, e una frazione restante, quindi pari a circa 1/3 di tale massa, che à ̈ costituita da micro particelle solidificate o “pellet†p (Figg. 2A e 5A) di CO2, che si sono formate per effetto dell’espansione nell’ambiente esterno e del conseguente raffreddamento dell’anidride carbonica CO2alimentata dalla riserva 11.

Naturalmente, in alternativa all’anidride carbonica CO2, altri fluidi possono essere utilizzati, atti a subire le stesse trasformazioni a partire da uno stato di pressione, ovvero ad espandersi e raffreddarsi in modo da generare un flusso freddo all’uscita del dispositivo erogatore 20, senza per questo uscire dall’ambito della presente invenzione.

Con riferimento alle Figg. da 2A-2B a 5, il dispositivo erogatore 20 dell’apparecchiatura di pulizia 10 a sua volta comprende:

- un primo corpo centrale 21, associato con una valvola di regolazione 22;

- un secondo corpo 23, cavo, a forma di asta, che à ̈ ermeticamente collegato, ad una estremità, con il codolo 12a della bombola 12 per ricevere da quest’ultima la CO2in pressione, come indicato da una freccia X, ed, all’altra estremità, con il corpo centrale di 21 del dispositivo di erogazione 20;

- un ugello di erogazione 24, disposto all’uscita del dispositivo erogatore 20, per generare ed erogare il flusso G di neve carbonica NC; e - un manicotto adattatore 25, associato con l’ugello di erogazione 24 ed avente la funzione di adattare ed accoppiare il dispositivo erogatore 12 con la torcia di saldatura TS da pulire.

La valvola di regolazione 22, associata con il corpo centrale 21, ha la funzione di regolare la portata del flusso di CO2, proveniente dalla bombola 12, che alimenta il dispositivo di erogazione 20 e quindi anche di regolare l’intensità del flusso G di neve carbonica diretto contro la torcia di saldatura TS da pulire.

Questa valvola di regolazione 22, di tipo manuale, Ã ̈ preferibilmente del tipo a spillo, e comprende in particolare uno spillo o elemento di intercettazione 22a atto ad essere manualmente regolato in posizione, tramite una manopola 22b, girevole manualmente, in modo da intercettare variabilmente il flusso di CO2 proveniente dalla bombola 12.

Il collegamento fra il secondo corpo 23 e la bombola 12, ovvero il rispettivo codolo 12a, Ã ̈ realizzato tramite un attacco filettato, indicato con 23a, conforme alle norme UNI 4406 per i riduttori di pressione.

L’ugello di erogazione 24 presenta lungo il suo asse un condotto centrale 24a ed ad una estremità di punta, rivolta verso l’esterno, una serie di fori e scanalature, indicati con 24b, in cui il condotto centrale 24a e questi fori e scanalature 24b sono configurati per dirigere opportunamente, all’uscita del dispositivo erogatore 20, in particolare verso l’interno della torcia di saldatura TS, il flusso di anidride carbonica, e quindi anche il flusso di neve carbonica G che si forma per espansione nell’ambiente esterno e conseguente raffreddamento della stessa anidride carbonica.

In particolare i fori 24b si estendono, in tale zona di punta dell’ugello 24, in senso radiale rispetto all’asse del condotto centrale 24a in modo da convogliare e dirigere in senso laterale almeno una parte del flusso di neve carbonica G.

Inoltre un condotto calibrato 24d mette in comunicazione il condotto centrale 24a dell’ugello di erogazione 24 con la zona, all’interno del dispositivo erogatore 20, dell’elemento di intercettazione 22a della valvola di regolazione 22.

Ancora l’ugello di erogazione 24 à ̈ collegata all’altra estremità, opposta a quella di punta, con il corpo centrale 21 del dispositivo erogatore 20 tramite un attacco 24c del tipo EN 66, come previsto dalle norme sugli attacchi per i tubi di alimentazione dei gas di saldatura.

Il manicotto adattatore 25 à ̈ costituito da un corpo tubolare che à ̈ atto a ricevere nella rispettiva cavità tubolare 25a e ad accoppiarsi con il corpo o guscio esterno, indicato con C, della torcia di saldatura TS da pulire.

Pertanto con questa configurazione il dispositivo erogatore 20 à ̈ atto a accoppiarsi con il corpo cilindrico C della torcia di saldatura TS secondo un accoppiamento del tipo maschio-femmina (Figg. 3 e 5A), in cui il manicotto adattatore 25 funge da parte femmina e la punta dell’ugello di erogazione 24 funge da parte maschio in tale accoppiamento.

Il manicotto adattatore 25 e l’ugello di erogazione 24 sono intercambiabili e sono selezionati per far parte del dispositivo erogatore 20 in modo da adattarlo sia alla gamma e tipologie di torce di saldatura attualmente in uso nei vari sistemi di saldatura, e sia alle usuali dimensioni del corpo cilindrico esterno (C) delle torce di saldatura (TS), il cui diametro (d) à ̈ usualmente compreso fra 5 e 20 mm.

Ancora il dispositivo erogatore 20 comprende una valvola di sfiato o sovrappressione 26, associata con il corpo centrale e normalmente tarata per ragioni di sicurezza ad una pressione maggiore di 100 bar e tipicamente a 120 bar, la quale à ̈ atta ad intervenire nell’eventualità si creino pericolose sovrappressioni all’interno del dispositivo erogatore 20.

Opportunamente questa valvola di sfogo 26 à ̈ disposta, lungo la direzione del flusso dell’anidride carbonica CO2attraverso il dispositivo erogatore 20, a monte della valvola di regolazione a spillo 22, così da essere atta ad intervenire prontamente quando queste pericolose sovrappressioni si verificano nella zona del dispositivo erogatore 20, dove effettivamente à ̈ più alto il rischio di esse, che à ̈ disposta verso la bombola 12 contenente l’anidride carbonica in pressione.

Nell’uso dell’apparecchiatura di pulizia 10, una torcia di saldatura TS da pulire, che sovente à ̈ ancora molto calda, ad esempio ad una temperatura di 600°C, essendo stata usata poco tempo prima per saldare, à ̈ inserita all’interno del manicotto adattatore 25, come indicato da una freccia f2 in Fig. 1, in modo da accoppiarsi con il dispositivo di erogazione 20.

Quindi l’operatore, se non l’ha già fatto, aziona il volantino 12b, associato con la bombola 12, come indicato da una freccia f1, in modo da consentire all’anidride carbonica CO2in pressione, contenuta nella bombola 12, di alimentare il dispositivo erogatore 20.

Contestualmente lo stesso operatore opera la manopola 22b della valvola di regolazione 22, come indicato da una freccia f3, in modo da liberare, tramite lo spillo di intercettazione 22a, il flusso di anidride carbonica CO2attraverso il dispositivo erogatore 20.

In questo modo l’anidride carbonica CO2à ̈ libera di fluire attraverso il dispositivo erogatore 20 e di espandersi, nella zona a valle dello spillo di intercettazione 22a, ovvero lungo il condotto 24a dell’ugello di erogazione 24 e nell’ambiente esterno, in modo da formare il getto G di neve carbonica NC, contenente particelle solidificate di CO2prodotte dal suo rapido raffreddamento conseguente a tale espansione, che à ̈ diretto contro la torcia di saldatura TS per pulirla.

Inoltre l’operatore può regolare, sempre operando con la manopola 22b, il getto G secondo l’intensità e forza voluta.

L’impatto di questo flusso G di neve carbonica NC, a bassa temperatura, con la torcia di saldatura TS, che come prima detto à ̈ ancora molto calda, produce una specie di “shock†termico che unito all’azione meccanica prodotta dalle particelle solidificate di CO2, che sono presenti nella neve carbonica NC, determina una completa pulizia della torcia di saldatura TS, ovvero una totale rimozione delle scorie e dei residui di saldatura che si erano accumulati su di essa durante il precedente uso per saldare.

Questa azione di rimozione delle scorie e dei residui di saldatura à ̈ resa ancora più efficace dallo speciale accoppiamento del tipo maschio-femmina che si realizza, in questa fase di pulizia, fra il dispositivo erogatore 20 e la torcia di saldatura TS da pulire, quale rappresentato in Fig. 5A, in cui il manicotto adattatore 25, fungente da parte femmina, riceve e coopera con la superficie esterna del corpo o guscio C della torcia di saldatura TS, e la punta dell’ugello di erogazione 24, fungente da parte maschio, penetra nella e coopera con la zona interna del guscio C.

Inoltre il fatto che almeno una parte del flusso di anidride carbonica e quindi di neve carbonica NC sia convogliato e diretto, tramite i fori 24b, in senso laterale nella zona di punta dell’ugello di erogazione 24, come indicato da frecce in Fig. 5A, fa sì che la neve carbonica NC raggiunga ed impatti efficacemente contro le varie zone, anche quelle più interne, della torcia di saldatura TS in modo da rimuovere da esse tutte le scorie accumulate.

Dopo l’impatto con la torcia di saldatura TS le particelle solidificate di neve carbonica sublimano, ovvero passano direttamente dallo stato solido allo stato gassoso, senza lasciare tracce sulla superficie della torcia di saldatura TS.

Pertanto in questo modo la torcia di saldatura TS à ̈ pulita in modo rapido, efficace e completo, ed inoltre senza che questa operazione di pulizia lasci alcun forma di traccia o di residui, per cui la torcia di saldatura à ̈ di nuovo rimessa nelle condizioni ottimali per poter continuare ad essere usata per saldare.

È quindi chiaro, da quanto descritto, che la presente invenzione raggiunge pienamente gli scopi che si era prefissata, ed in particolare provvede una nuova apparecchiatura, facile e pratica da usare, in grado di assicurare una efficiente e completa pulizia di una torcia di saldatura, come anche di consentirne una durata utile più lunga, rispetto ai dispostivi e ai sistemi per la pulizia di torce di saldatura attualmente in uso e disponibili nel mercato.

Ancora, a conferma delle innovative caratteristiche e prestazioni della presente invenzione, le Figg. 8A e 8B mostrano rispettivamente una generica torcia di saldatura dopo che à ̈ stata usata per saldare, quindi con varie zone che presentano consistenti depositi di scorie e residui di saldatura, indicati con SS, e la stessa torcia di saldatura, una volta che à ̈ stata sottoposta al trattamento di pulizia mediante l’apparecchiatura 10 oggetto della presente invenzione.

Come si può osservare dalla Fig. 8B, la torcia di saldatura TS si presenta, dopo aver subito il trattamento di pulizia mediante l’apparecchiatura 10, sostanzialmente priva di queste scorie e residui SS, che quindi sono state completamente rimosse, anche nelle zone della torcia di saldatura TS più difficili da raggiungere, quali quelle all’interno del rispettivo guscio C.

Varianti

Fermo restando i concetti di base delle presente invenzione, à ̈ anche chiaro che all’apparecchiatura per la pulizia di torce di saldatura, fin qui descritta, possono apportarsi modifiche e ulteriori miglioramenti, senza per questo uscire dall’ambito della presente invenzione.

Ad esempio, secondo una variante semplificata indicata con 120 e rappresentata in Fig. 6, nella quale le parti corrispondenti a quelle della forma di realizzazione 20, prima descritta, sono indicati con riferimenti numerici incrementati di 100, il dispositivo erogatore del flusso di neve carbonica à ̈ privo del manicotto adattatore coassiale e disposto attorno all’ugello di erogazione 124, per cui in questa variante semplificata il dispositivo erogatore 120 à ̈ atto ad accoppiarsi con la punta dell’ugello di erogazione 124 unicamente secondo una modalità del tipo maschio con la torcia di saldatura TS da pulire.

Inoltre i vari componenti del dispositivo erogatore 20, ovvero il corpo centrale 21 con integrata la rispettiva valvola di regolazione 22, il corpo o asta di attacco 23 al codulo della bombola 12, e l’ugello di erogazione 24 possono essere variamente composti ed assemblati fra di loro, secondo diversi reciproci orientamenti, in funzione delle necessità di montaggio e dello spazio disponibile.

Ad esempio, nello schema di Fig. 1, il dispositivo erogatore 20 à ̈ assemblato in modo da presentare una configurazione in cui la valvola di regolazione a spillo 22 à ̈ in asse con l’ugello di erogazione 24 e quindi anche con il manicotto adattatore 25.

Invece, nella forma di realizzazione rappresentata nelle Figg. da 2A-2B a 5 il dispositivo erogatore 20 presenta una configurazione in cui la valvola di regolazione a spillo 22 à ̈ orientata normalmente all’asse dell’ugello di erogazione 24 e del manicotto adattatore 25, a loro volta in asse con il corpo di attacco 23 del dispositivo erogatore 20 al codolo 12a della bombola 12.

Ancora, nella variante semplificata 120 del dispositivo erogatore, quale rappresentata in Fig. 6, la valvola di regolazione a spillo 122 e l’ugello di erogazione 124 si estendono lungo uno stesso asse, mentre il corpo di attacco 123 al sistema di riserva e stoccaggio dell’anidride carbonica in pressione si estende in senso normale a tale asse.

Si sottolinea inoltre che l’ugello di erogazione 24 e il manicotto adattatore 25 sono intercambiabili e sono selezionati al fine di adattare il dispositivo erogatore 20 alle dimensioni, forme e tipologie delle torce di saldature TS attualmente in uso nei vari sistema di saldatura, di tipo manuale o automatico, quali quelli menzionati e sommariamente discussi in precedenza, e in particolare al fine di adattare il manicotto adattatore 25 alle dimensioni del corpo esterno C delle torce di saldature da pulire, il cui diametro, come già ricordato, varia usualmente da 5 a 20 mm.

Inoltre, secondo un’ulteriore variante dell’apparecchiatura di pulizia dell’invenzione, il dispositivo erogatore 20 della neve carbonica, invece di essere direttamente collegato con la bombola 12, può essere collegato con quest’ultima in modo indiretto, ad esempio tramite un tubo, al fine di ricevere l’anidride carbonica CO2in pressione.

Infine, la valvola di sfogo 26 può essere montata, a secondo dell’applicazione, in zone differenti del dispositivo erogatore 20.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Apparecchiatura (10) per la pulizia di torce di saldatura comprendente: - una riserva (11) di un fluido (F, CO2) in pressione; e - un dispositivo erogatore (20; 120) collegato con detta riserva (11) per ricevere detto fluido (F, CO2) in pressione ed erogare su una torcia di saldatura (TS), allo scopo di pulirla, un getto o flusso (G), freddo, ovvero avente una temperatura relativamente bassa (-78°C) rispetto a quella ambientale, che à ̈ generato per espansione nell’ambiente esterno e conseguente raffreddamento del fluido (F) ricevuto dalla riserva (11), in cui detto dispositivo erogatore (20; 120) a sua volta comprende: - una valvola di regolazione (22; 122) per regolare la portata e l’intensità di detto flusso (F), freddo, sulla torcia di saldatura (TS) per pulirla; e - un ugello di erogazione (24; 124), disposto all’uscita del dispositivo erogatore (20), per generare ed erogare detto flusso (F) sulla torcia di saldatura (TS).
2. 2. Apparecchiatura (10) secondo la rivendicazione 1, in cui detto dispositivo erogatore (20) comprende ulteriormente un manicotto adattatore (25) associato con detto ugello di erogazione (24) e atto a ricevere il corpo esterno (C) della torcia di saldatura (TS), e in cui il dispositivo erogatore (20) à ̈ atto a accoppiarsi con la torcia di saldatura (TS) da pulire secondo un accoppiamento del tipo maschio-femmina, con il manicotto adattatore (25) fungente da parte femmina e la punta dell’ugello di erogazione (24) fungente da parte maschio.
3. 3. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui detto fluido (F) à ̈ costituito da anidride carbonica (CO2), per cui il flusso (G), freddo, che si genera all’uscita di detto dispositivo erogatore (20), per effetto dell’espansione nell’ambiente esterno e del conseguente raffreddamento dell’anidride carbonica (CO2), à ̈ formato da neve carbonica (NC) contenente micro particelle solidificate (p) di anidride carbonica.
4. 4. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 3, in cui detta riserva (11) à ̈ costituita da una usuale bombola (12) contenente l’anidride carbonica (CO2) in pressione, e in cui l’anidride carbonica (CO2) presenta, in detta bombola (12), una fase liquida (CO2†̃) e una fase gassosa (CO2†̃’), e, in particolare, à ̈ alimentata al dispositivo erogatore (20) tramite un tubo pescante (13) che pesca in detta fase liquida (CO2†̃’).
5. 5. Apparecchiatura secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta valvola di regolazione (22) Ã ̈ del tipo manuale a spillo includente uno spillo di intercettazione (22a).
6. 6. Apparecchiatura secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto dispositivo erogatore (20; 120) comprende: - un primo corpo centrale (21; 121), associato con detta valvola di regolazione (22; 122), e - un secondo corpo (23; 123), cavo, in particolare a forma di asta, che à ̈ ermeticamente collegato, ad una estremità, con detta riserva (11, 12) per ricevere il fluido (F, CO2) in pressione, ed, all’altra estremità, con il corpo centrale (21; 121) del dispositivo di erogazione (20; 120), in cui detto primo (21; 121) e secondo corpo (23; 123) e detto ugello di erogazione (24; 124) sono variamente assemblabili fra di loro, secondo diversi reciproci orientamenti, al fine di comporre il dispositivo di erogazione (20; 120).
7. 7. Apparecchiatura secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in quanto dipendente dalla rivendicazione 2, in cui detto dispositivo erogatore (20) Ã ̈ atto ad adattarsi con il rispettivo manicotto adattatore (25) alle usuali dimensioni del corpo cilindrico esterno (C) delle torce di saldatura (TS), il cui diametro (d) Ã ̈ usualmente compreso fra 5 e 20 mm.
8. 8. Apparecchiatura secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, per un uso per la pulizia di torce di saldatura (TS) che sono parte di un sistema di saldatura di tipo manuale o di tipo automatico, in cui detto dispositivo erogatore (20) Ã ̈ collegato in modo diretto oppure in modo indiretto, ad esempio tramite un tubo, con detta riserva (11), per ricevere da essa il fluido (F, CO2) in pressione.
9. 9. Dispositivo erogatore (20) atto ad ricevere un fluido (F) in pressione da una riserva (11) di detto fluido (F) e a erogare su una torcia di saldatura (TS), allo scopo di pulirla, un getto o flusso (G), freddo, ovvero avente una temperatura relativamente bassa (-78°C) rispetto a quella ambientale, che à ̈ generato per espansione nell’ambiente esterno e conseguente raffreddamento di detto fluido (F) ricevuto dalla rispettiva riserva (11), detto dispositivo comprendendo: - una valvola di regolazione (22) per regolare la portata e l’intensità di detto flusso (F), freddo, sulla torcia di saldatura (TS) per pulirla; - un ugello di erogazione (24), disposto all’uscita del dispositivo erogatore (20), per generare ed erogare detto flusso (F) sulla torcia di saldatura (TS); e - un manicotto adattatore (25), associato con detto ugello (23), per accoppiare il dispositivo erogatore (20) con la torcia di saldatura (TS) da pulire, in cui il dispositivo erogatore (20) à ̈ atto a accoppiarsi con la torcia di saldatura (TS) secondo un accoppiamento del tipo maschio-femmina, con il manicotto adattatore (25) fungente da parte femmina e la punta dell’ugello di erogazione (24) fungente da parte maschio.
10. 10. Dispositivo erogatore (20) secondo la rivendicazione 9, in cui detto dispositivo erogatore à ̈ atto ad adattarsi, sostituendo opportunamente il rispettivo ugello di erogazione (24) e manicotto adattatore (25), sia alla gamma e tipologie di torce di saldatura attualmente in uso nei vari sistemi di saldatura, di tipo manuale o di tipo automatico, e sia alle usuali dimensioni del corpo cilindrico esterno (C) delle torce di saldatura (TS), il cui diametro (d) à ̈ usualmente compreso fra 5 e 20 mm.