ITPI20130042A1 - Struttura perfezionata di campionatore per ispezioni subacquee - Google Patents

Description

“STRUTTURA PERFEZIONATA DI CAMPIONATORE PER ISPEZIONI SUBACQUEE†,

DESCRIZIONE

La presente invenzione riguarda il settore dei dispositivi di raccolta di campioni di liquidi, quali campioni di acqua, in particolare acqua di mare, di fiume, di lago, e più precisamente si riferisce ad una struttura perfezionata di campionatore per ispezioni subacquee.

Descrizione della tecnica nota

Come noto, il monitoraggio di ambienti sommersi, sia in contesti marini, lacustri, fluviali e industriali può essere ad esempio eseguito da sommozzatori che si immergono nella massa di acqua di interesse ed una volta giunti in corrispondenza dell’area di interesse utilizzano dei dispositivi di raccolta che vengono azionati manualmente dai sommozzatori per prelevare il campione di acqua di interesse.

Tuttavia, questo tipo di attività può risultare molto difficile, costoso e pericoloso per gli operatori coinvolti in quanto l’area di interesse può essere in un ambiente ostile, quale un fondale oceanico, oppure una grotta, o un anfratto sottomarino difficilmente raggiungibile da un tecnico “scuba†.

Un’altra limitazione di questo tipo di metodica operativa à ̈ rappresentata dal fatto che questo tipo di interventi possono essere eseguiti solo in determinate condizioni meteoclimatiche.

Per le suddette ragioni le attività di monitoraggio in ambienti ostili per l’uomo sono svolte utilizzando Veicoli a Controllo Remoto (ROV, Remotely Operated Vehicle) o Veicoli subacquei Autonomi (AUV, Autonomous Underwater Vehicle) sui quali vengono installati campionatori azionati da remoto.

Tuttavia i campionatori noti, azionati da remoto, presentano diversi inconvenienti. In primo luogo, i campionatori di liquido sono inizialmente vuoti e presentano pertanto un determinato peso iniziale. Una volta prelevato il campione di interesse, il peso del campionatore cambia rispetto al peso iniziale e quindi cambia la distribuzione dei carichi sul veicolo subacqueo. Di conseguenza, il veicolo subacqueo non più bilanciato diventa difficile da governare da remoto in particolare nel caso si utilizzino veicoli di dimensioni ridotte, ossia paragonabili a quelle del campionatore impiegato. Di conseguenza, per tentare di ovviare a tale inconveniente à ̈ necessario ricorrere a veicoli di dimensioni elevate. Ciò comporta un notevole consumo di energia per poter alimentare il veicolo e per poterlo movimentare. Inoltre, veicoli di elevate dimensioni presentano possibilità limitate di impiego in quanto non possono essere impiegati per ispezionare anfratti, piccole grotte, o gli interni di imbarcazioni affondate.

Un altro inconveniente dei campionatori ad azionamento remoto di tipo noto à ̈ che durante la fase di risalita del ROV si crea una sovrappressione all’interno della camera nella quale à ̈ raccolto il campione di liquido. Ciò può portare a cedimenti strutturali del campionatore e quindi provocare una contaminazione del campione in esso contenuto.

Sintesi dell’invenzione

È, quindi, scopo della presente invenzione fornire una struttura perfezionata di campionatore per ispezioni subacquee che consenta di mantenere pressoché costante la distribuzione dei carichi sul supporto subacqueo sul quale à ̈ montato e che quindi garantisca di movimentare il supporto subacqueo stesso con un elevato grado di precisione.

È, quindi, scopo della presente invenzione fornire una struttura perfezionata di campionatore per ispezioni subacquee che sia in grado di evitare possibili contaminazioni del campione di liquido una volta raccolto.

È anche scopo della presente invenzione fornire una siffatta struttura perfezionata di campionatore in grado di compensare sia la diminuzione della pressione esterna durante la risalita in superficie che l’aumento della pressione esterna durante la fase di immersione eliminando problemi di sovra-pressione, o problemi strutturali, ed in grado di operare quindi all’interno di una gamma di pressioni estremamente ampia..

È un ulteriore scopo della presente invenzione fornire una siffatta struttura perfezionata di campionatore che sia costruttivamente semplice.

È ancora un ulteriore scopo della presente invenzione fornire una struttura di veicolo subacqueo, quale un veicolo comandato da remoto, O ROV, oppure un veicolo sottomarino autonomo, o AUV, sul quale sia montato almeno un campionatore avente i medesimi vantaggi.

Questi ed altri scopi sono raggiunti da una struttura perfezionata di campionatore di liquidi per ispezioni subacquee comprendente:

− un corpo contenitore cavo provvisto di una cavità longitudinale;

− un pistone montato scorrevole in detta cavità longitudinale, detto pistone essendo atto a suddividere detta cavità longitudinale in una prima camera di contenimento in comunicazione idraulica con l’ambiente esterno attraverso almeno un’apertura, in modo tale che, in uso, detta prima camera di contenimento sia allagata, ed in una seconda camera di contenimento provvista di almeno una bocca di ingresso;

− un dispositivo di attuazione atto a disporre selettivamente detta, o ciascuna, bocca di ingresso tra una configurazione di chiusura, nella quale detta seconda camera di contenimento à ̈ isolata idraulicamente dall’ambiente esterno e detta prima camera di contenimento à ̈ allagata, ed una configurazione di apertura nella quale detta seconda camera di contenimento à ̈ in comunicazione idraulica con l’ambiente esterno;

detto dispositivo di attuazione essendo atto, inoltre, a causare una traslazione di detto pistone all’interno di detta cavità longitudinale da una prima posizione nella quale à ̈ ravvicinato a detta, o ciascuna, bocca di ingresso ed una seconda posizione nella quale à ̈ ravvicinato a detta, o ciascuna, apertura, detta traslazione di detto pistone producendo una depressione in detta seconda camera che causa l’introduzione al suo interno di un predeterminato volume di un campione di liquido attraverso detta, o ciascuna, bocca di ingresso;

detto dispositivo di attuazione essendo poi atto a riportare detta bocca di ingresso da detta configurazione di apertura a detta configurazione di chiusura una volta che detto pistone giunge in corrispondenza di detta seconda posizione;

− elementi di tenuta idraulica atti a mantenere detta seconda camera di contenimento isolata idraulicamente dall’ambiente esterno quando detta bocca di ingresso si trova in detta configurazione di chiusura.

Vantaggiosamente, la bocca di ingresso à ̈ associata ad un elemento di chiusura, detto dispositivo di attuazione essendo atto a disporre detto elemento di chiusura tra una posizione di chiusura di detta bocca di ingresso ed una posizione di apertura di detta bocca di ingresso.

Il dispositivo di attuazione può essere azionato da remoto.

In alternativa, il dispositivo di attuazione può essere azionato al verificarsi di una predeterminata circostanza, ad esempio al raggiungimento di una predeterminata profondità e/o al raggiungimento di una predeterminata pressione e/o al raggiungimento di una predeterminata posizione e/o ad un predeterminato istante e/o ad una predeterminata temperatura.

Vantaggiosamente, il dispositivo di attuazione viene azionato, in particolare da remoto, mediante un azionamento scelto tra:

− un azionamento di tipo elettrico;

− un azionamento di tipo meccanico;

− un azionamento di tipo pneumatico;

− un azionamento di tipo idraulico;

− o una loro combinazione.

Nel caso di un azionamento di tipo elettrico, à ̈ prevista una sorgente di potenza elettrica e detto dispositivo di attuazione può essere elettricamente connesso alla sorgente di potenza elettrica.

In particolare, il dispositivo di attuazione può essere atto a causare il passaggio della bocca di ingresso dalla configurazione di chiusura alla configurazione di apertura e a provocare la traslazione del pistone dalla prima alla seconda posizione, quando il dispositivo di attuazione à ̈ attraversato da una predeterminata corrente elettrica generata dalla sorgente di potenza elettrica. Ad esempio, fintanto che il dispositivo di attuazione non à ̈ attraversato da corrente elettrica, oppure à ̈ attraversato da una corrente elettrica inferiore ad un predeterminato valore di soglia i*, il dispositivo di attuazione à ̈ atto a mantenere la bocca di ingresso nella configurazione di chiusura e a mantenere il pistone nella prima posizione. Invece, quando il dispositivo di attuazione à ̈ attraversato da corrente, oppure da una corrente superiore al valore di soglia i*, esso à ̈ atto a causare il passaggio della bocca di ingresso dalla configurazione di chiusura alla configurazione di apertura e a provocare la traslazione del pistone dalla prima alla seconda posizione.

È, comunque, prevista anche la possibilità che il dispositivo di attuazione sia atto a mantenere la bocca di ingresso nella configurazione di chiusura e a mantenere il pistone nella prima posizione fintanto che à ̈ attraversato da corrente e a provocare il passaggio della bocca di ingresso nella configurazione di apertura e la traslazione del pistone nella seconda posizione quando non à ̈ attraversato da corrente, ossia quando la corrente elettrica generata dalla sorgente di potenza elettrica e che attraversa il dispositivo di attuazione nella configurazione di chiusura della bocca di ingresso cessa di passare attraverso il dispositivo di attuazione stesso.

In particolare, il dispositivo di attuazione può comprendere:

− un primo elemento di azionamento atto a disporre selettivamente detta bocca di ingresso tra la configurazione di chiusura e la configurazione di apertura;

− un secondo elemento di azionamento atto a provocare detta traslazione di detto pistone da detta prima a detta seconda posizione quando detta bocca di ingresso à ̈ disposta in detta configurazione di apertura.

Vantaggiosamente, il secondo elemento di azionamento prevede:

− almeno un elemento di spinta atto a produrre un’azione di spinta su detto pistone per provocarne detta traslazione da detta prima a detta seconda posizione;

− un elemento di opposizione atto a disporsi tra una configurazione di bloccaggio, nella quale detto elemento di opposizione à ̈ atto a contrapporsi a detta azione di spinta di detto elemento di spinta, ed una configurazione di rilascio, nella quale detto elemento di opposizione non si oppone a detta azione di detto elemento di spinta, in detta configurazione di rilascio di detto elemento di opposizione, detto elemento di spinta essendo atto a provocare detta traslazione di detto pistone da detta prima a detta seconda posizione.

Vantaggiosamente, il pistone à ̈ solidale ad una prima porzione di estremità di un elemento allungato, o stelo, montato scorrevole nella cavità longitudinale, detto stelo avendo una seconda porzione di estremità da parte opposta alla prima porzione di estremità.

In particolare, l’elemento di spinta à ̈ configurato in modo tale da esercitare un’azione di spinta direttamente su detto pistone, o da produrre l’azione di spinta su detto pistone attraverso un’azione esercitata su detto stelo. Più precisamente, l’elemento di spinta può essere impegnato al pistone, oppure allo stelo del pistone ad esempio in corrispondenza della seconda porzione di estremità di questo.

Vantaggiosamente, alla seconda estremità dello stelo à ̈ fissata una piastra di chiusura che quando il pistone à ̈ disposto nella prima posizione à ̈ atta a disporsi a battuta su una superficie di detto corpo cavo che delimita esternamente detta apertura di detta prima camera. In particolare, la piastrina di chiusura à ̈ provvista di almeno un foro passante atto a mettere in comunicazione idraulica la prima camera di contenimento con l’ambiente esterno in modo tale da consentire l’allagamento, in uso, della prima camera di contenimento.

Vantaggiosamente, l’elemento di spinta à ̈ un elemento di spinta di tipo elastico, detto elemento di opposizione, in detta configurazione di bloccaggio essendo atto a mantenere detto elemento di spinta di tipo elastico in una configurazione compressa.

In particolare, l’elemento di spinta di tipo elastico può avere una prima estremità solidale al corpo cavo ed una seconda estremità solidale alla piastrina di chiusura, e può essere previsto un elemento di opposizione atto a disporre selettivamente detto elemento di spinta di tipo elastico tra una configurazione compressa ed una configurazione allungata nella quale detto pistone à ̈ disposto in detta seconda posizione.

Vantaggiosamente, l’elemento di arresto atto ad arrestare la traslazione del pistone dalla prima alla seconda posizione à ̈ un anello provvisto di un foro attraversato, in uso, da detto stelo.

In particolare, l’elemento di spinta di tipo elastico può essere alloggiato in una sede ricavata in detto elemento di arresto.

Preferibilmente, l’elemento di spinta di tipo elastico à ̈ configurato in modo tale che durante la corsa di detto pistone da detta prima a detta seconda posizione l’elemento di spinta elastico compie una corsa inferiore a quella di detto pistone. Ciò garantisce che durante la risalita, la pressione nella seconda camera si compensa con quella esterna eliminando problemi di sovra-pressione, o problemi strutturali, e rendendo il campionatore in grado di operare a qualunque profondità.

In particolare, il corpo contenitore può essere montato su un supporto subacqueo, ad esempio un ROV teleguidato da una postazione remota.

Vantaggiosamente, il dispositivo di attuazione à ̈ scelto tra:

− un solenoide, in particolare un solenoide lineare; − un attuatore meccanico;

− un attuatore pneumatico;

− un attuatore idraulico;

− o una loro combinazione.

Preferibilmente, il supporto subacqueo à ̈ un supporto mobile.

In particolare, il supporto subacqueo mobile può essere un veicolo a comando remoto subacqueo, ossia un ROV (Remotely Operated Vehicle) di tipo subacqueo.

Secondo un altro aspetto dell’invenzione, un subacqueo, ad esempio un veicolo a comando remoto, o ROV, oppure un veicolo a ,o un veicolo subacqueo autonomo, o AUV, comprende:

− un corpo principale;

− una unità di propulsione atta a movimentare il corpo principale;

− almeno un campionatore di liquidi per ispezioni subacquee fissato a detto corpo principale e comprendente:

− un corpo contenitore cavo provvisto di una cavità longitudinale;

− un pistone montato scorrevole in detta cavità longitudinale, detto pistone essendo atto suddividere detta cavità longitudinale in una prima camera di contenimento in comunicazione idraulica con l’ambiente esterno attraverso almeno un’apertura ed in una seconda camera di contenimento provvista di una bocca di ingresso; − elementi di tenuta idraulica atti a mantenere detta seconda camera di contenimento isolata idraulicamente dall’ambiente esterno;

− un dispositivo di attuazione atto a disporre selettivamente detta bocca di ingresso tra una configurazione di chiusura, nella quale detta seconda camera di contenimento à ̈ isolata idraulicamente dall’ambiente esterno, ed una configurazione di apertura nella quale detta seconda camera di contenimento à ̈ in comunicazione idraulica con l’ambiente esterno, detto dispositivo di attuazione essendo atto, inoltre, a causare una traslazione di detto pistone da una prima posizione nella quale à ̈ ravvicinato a detta bocca di ingresso ed una seconda posizione nella quale à ̈ ravvicinato a detta, o ciascuna, apertura, detta traslazione di detto pistone producendo una depressione in detta seconda camera che causa l’introduzione al suo interno di un predeterminato volume di un campione di liquido attraverso detta bocca di ingresso. Vantaggiosamente, à ̈ prevista una pluralità di campionatori di liquido, ciascun campionatore di liquido di detta pluralità essendo vincolato a detto corpo principale di detto veicolo.

In particolare, il dispositivo di attuazione di ciascun campionatore può essere azionato da remoto, ad esempio mediante il suddetto azionamento elettrico, agendo su un elemento di interfaccia disposto in una postazione remota dalla quale viene teleguidato il veicolo subacqueo ad esempio seguendone gli spostamenti mediante un monitor sul quale vengono visualizzate le immagini catturate da una telecamera montata sul veicolo stesso.

In particolare, può essere prevista una unità di controllo attraverso la quale à ̈ possibile movimentare il veicolo da remoto.

Vantaggiosamente, à ̈ prevista almeno una telecamera montata sul veicolo ed atta ad acquisire le immagini che vengono poi trasmesse ad un dispositivo di visualizzazione disposto in corrispondenza di detta unità di controllo.

Inoltre, l’unità di controllo può comprendere un elemento di interfaccia, ad esempio un joystick, o un joypad, mediante il quale un utente può manovrare il veicolo sulla base delle immagini visualizzate sul dispositivo di visualizzazione.

Vantaggiosamente, il corpo principale presenta una forma sostanzialmente cilindrica.

In particolare, l’unità di movimentazione può comprendere:

− un primo propulsore atto a produrre una prima spinta lungo una direzione sostanzialmente assiale su detto corpo principale;

− un secondo propulsore disposto da parte opposta al primo propulsore rispetto al corpo principale, detto secondo propulsore essendo atto a produrre una seconda spinta lungo una direzione sostanzialmente assiale su detto corpo principale;

− un terzo propulsore atto a produrre una terza spinta lungo una direzione sostanzialmente trasversale a detto corpo principale; ed

− un quarto propulsore atto a produrre una quarta spinta lungo una direzione sostanzialmente trasversale a detto corpo principale e parallela alla direzione di spinta prodotta dal terzo propulsore.

In particolare, il primo ed il secondo propulsore sono utilizzati per produrre una spinta di avanzamento ed una rotazione del veicolo attorno ad un asse di rotazione sostanzialmente verticale. Il terzo ed il quarto propulsore sono, invece, atti a produrre una spinta sostanzialmente verticale in modo da modificare la profondità del veicolo e una rotazione del veicolo stesso attorno all’asse laterale del veicolo.

Vantaggiosamente, il terzo ed il quarto propulsore sono disposti lungo una direzione sostanzialmente radiale e passante per l’asse del corpo principale.

In particolare, le bocche di uscita del terzo e del quarto propulsore sono disposte lungo una medesima generatrice del corpo principale di forma sostanzialmente cilindrica.

Il particolare tipo di sistema di propulsione scelto dalla presente invenzione per movimentare il veicolo a comando remoto subacqueo consente di realizzare una elevata manovrabilità del veicolo stesso anche in ambienti ostili come gli ambienti interni di una nave affondata.

Vantaggiosamente, à ̈ previsto un telaio di protezione di detto corpo principale, detto telaio di protezione comprendendo una pluralità di porzioni allungate sagomate ed essendo configurato in modo tale da formare una struttura sostanzialmente reticolare.

Breve descrizione dei disegni

L’invenzione verrà ora illustrata con la descrizione che segue di una sua forma realizzativa, fatta a titolo esemplificativo e non limitativo, con riferimento ai disegni annessi in cui:

− la figura 1 mostra schematicamente in una vista prospettica in elevazione laterale una possibile forma realizzativa di una struttura perfezionata di campionatore di liquidi secondo l’invenzione in una configurazione di riposo;

− la figura 2 mostra schematicamente in una vista prospettica in elevazione laterale la struttura perfezionata di campionatore di liquidi di figura 1 al termine della configurazione di suzione;

− la figura 3 mostra schematicamente in una vista in sezione longitudinale la struttura di campionatore di figura 1;

− la figura 4 mostra schematicamente una variante della struttura di campionatore di figura 1 in una vista in pianta ed al termine di una configurazione di suzione;

− la figura 5 mostra schematicamente in una vista in sezione longitudinale la struttura di campionatore di figura 1 in condizioni di esercizio, ossia immersa in una massa di liquido, ad esempio acqua, con una camera di contenimento allagata e l’altra camera di contenimento isolata idraulicamente dall’ambiente esterno;

− la figura 6 mostra schematicamente in una vista in sezione longitudinale la struttura di campionatore di figura 5 in condizioni di esercizio, durante una configurazione di suzione del liquido che si desidera raccogliere;

− la figura 7 mostra schematicamente in una vista in sezione longitudinale la struttura di campionatore di figura 5 nella configurazione di sigillatura della camera di raccolta del campione di liquido di interesse;

− la figura 8 mostra in una vista frontale una possibile forma realizzativa di un supporto subacqueo sul quale possono essere installati più campionatori; − le figure dalla 9 alla 11 mostrano il supporto subacqueo di figura 8 in una vista laterale, in una vista in pianta ed in una vista prospettica, rispettivamente.

Descrizione dettagliata di alcune forme realizzative

Come schematicamente illustrato in figura 1, una struttura perfezionata di un campionatore di liquidi per ispezioni subacquee 1 comprende un corpo contenitore cavo 10, ad esempio di forma sostanzialmente cilindrica, provvisto di una cavità longitudinale 15. Nella cavità longitudinale 15 à ̈ montato scorrevole un pistone 20 che suddivide la cavità longitudinale 15 in una prima camera di contenimento 30 in comunicazione idraulica con l’ambiente esterno attraverso almeno un’apertura 31 ed in una seconda camera di contenimento 40 provvista di una bocca di ingresso 41.

Secondo quanto previsto dalla presente invenzione, inoltre, la struttura perfezionata di campionatore 1 comprende anche un dispositivo di attuazione atto a disporre selettivamente la bocca di ingresso 41 tra una configurazione di chiusura (figure 1, 3 e 5), nella quale la seconda camera di contenimento 40 à ̈ isolata idraulicamente dall’ambiente esterno, ed una configurazione di apertura (figura 6) nella quale la seconda camera di contenimento 40 à ̈ in comunicazione idraulica con l’ambiente esterno. Il dispositivo di attuazione à ̈ atto, inoltre, a causare una traslazione del pistone 20 da una prima posizione nella quale à ̈ ravvicinato alla bocca di ingresso 41 (figura 5) ed una seconda posizione nella quale à ̈ ravvicinato alla, o a ciascuna, apertura 31 (figura 7).

All’interno della cavità longitudinale 15 può essere previsto un elemento di arresto 12, ad esempio un anello coassiale alla cavità longitudinale 15, atto ad arrestare la traslazione del pistone 20 al raggiungimento di una certa posizione.

La corsa del pistone 20 à ̈ comunque vantaggiosamente prevista maggiore della corsa della, o di ciascuna molla 71. Pertanto, in corrispondenza della seconda posizione, il pistone 20, rimane ad una determinata distanza dall’elemento di arresto 12 (figura 7).

In tal modo, una volta prelevato il campione di liquido, durante la risalita in superficie, o la discesa, del campionatore 1, à ̈ possibile compensare la pressione nella camera 40 ormai stagna, con la pressione esterna eliminando problemi di sovra-pressione, o problemi strutturali e rendendo il dispositivo in grado di operare all’interno di una gamma di pressioni estremamente ampia. In particolare, la compensazione della pressione nella camera 40 contenente il campione di liquido consente di evitare, tra l’altro, che una volta in superficie, al momento di prelevare il campione di liquido, il contenitore 10 non esploda a causa della differenza di pressione tra l’interno della camera e l’ambiente esterno compromettendo l’intera operazione di prelevamento del campione di liquido e mettendo anche in pericolo l’incolumità degli operatori nel caso il liquido contenga sostanze pericolose, in particolare nocive, o tossiche, per gli esseri umani.

Secondo quanto previsto dall’invenzione e schematicamente illustrato in figura 6, la traslazione del pistone 20 all’interno della cavità longitudinale 15 produce una depressione nella seconda camera 40. Ciò provoca un richiamo di liquido dall’ambiente esterno all’interno della camera 40 attraverso la bocca di ingresso 41.

Una volta che il pistone 20 ha raggiunto la seconda posizione, il dispositivo di attuazione 60 Ã ̈ atto a riportare la bocca di ingresso 41 della camera 40 nella configurazione di chiusura in modo da evitare la contaminazione del campione in essa raccolto.

Più precisamente, la camera 40 viene isolata idraulicamente dall’ambiente esterno mediante elementi di tenuta idraulica. Questi possono essere, ad esempio due O-ring 50a e 50b, oppure due paraoli, disposti tra la parete interna 11 del corpo contenitore cavo 10 e la parete laterale 21 del pistone 20. Ad esempio, ciascun elemento di tenuta 50a, 50b può essere alloggiato in una rispettiva scanalatura 22a e 22b. Questa particolare disposizione degli elementi di tenuta idraulica consente di realizzare anche un’azione pulente della superficie interna 11 del corpo contenitore cavo 10 durante la traslazione del pistone 20 dalla prima alla seconda posizione, in quanto i due O-ring 50a e 50b strisciano durante la traslazione contro la parete 11. Un ulteriore elemento di tenuta idraulica à ̈ previsto anche in corrispondenza della bocca di chiusura 41.

Pertanto, il dispositivo di attuazione à ̈ atto a disporre selettivamente il corpo contenitore cavo 10 tra una posizione di riposo nella quale la camera 30 à ̈ allagata (figura 5), una configurazione di suzione nella quale il pistone 20 trasla dalla prima posizione alla seconda posizione e la bocca di ingresso 41 à ̈ disposta nella configurazione di apertura (figura 6) ed una configurazione di sigillatura idraulica della camera 40 all’interno della quale à ̈ contenuto il campione di liquido di interesse (figura 7).

La particolare soluzione tecnica di prevedere che la prima camera di contenimento 30 sia sempre in comunicazione idraulica con l’ambiente esterno attraverso almeno un’apertura 31 consente di mantenere in condizioni di esercizio, la camera 30 stessa costantemente allagata di liquido, ad esempio di acqua di mare nel caso di ispezioni in mare. In tal modo, à ̈ possibile evitare la formazione di bolle d’aria all’interno del corpo contenitore 10 e di mantenere pressoché costante il peso del campionatore 1 durante tutta l’operazione di prelievo del campione di liquido.

Questa caratteristica tecnica del presente trovato risulta particolarmente importante nel caso in cui, come sarà discusso più avanti, più campionatori 1 siano montati su un supporto subacqueo 200, ad esempio un ROV. Infatti, poiché il peso di ciascun campionatore 1 non cambia durante l’intervento, non variano le condizioni di peso e la distribuzione dei carichi sul veicolo, ad esempio un ROV 200, o un AUV, che pertanto può mantenere il suo assetto in acqua. Ciò garantisce una elevata stabilità del veicolo 200 e la possibilità di utilizzare veicoli più piccoli rispetto a quelli attualmente impiegati. In particolare à ̈ possibile utilizzare veicoli di dimensioni comparabili alle dimensioni del campionatore.

Per quanto sopra, Ã ̈ possibile movimentare il veicolo con un elevato grado di precisione, condizione necessaria per poter ispezionare ambienti ostili quali grotte, ripari ed anfratti di un ambiente subacqueo.

Nella forma realizzativa illustrata nelle figure 3 e dalla 5 alla 7, la bocca di ingresso 41 Ã ̈ associata ad un elemento di chiusura 45 atto a passare tra una posizione di chiusura della bocca di ingresso 41 ed una posizione di apertura della bocca di ingresso 41 stessa azionato dal dispositivo di attuazione.

In una variante prevista ma non illustrata nelle figure, invece, il corpo contenitore 10 in corrispondenza della bocca di ingresso 41 può essere realizzato in un materiale flessibile e il dispositivo di attuazione può portare la bocca di ingresso 41 dalla configurazione di chiusura a quella di apertura deformando elasticamente il materiale flessibile del corpo contenitore 10.

Sempre con riferimento alle figure dalla 1 alla 7, il dispositivo di attuazione può comprendere un primo elemento di azionamento 60 atto a disporre selettivamente la bocca di ingresso 41 tra la configurazione di chiusura e la configurazione di apertura ed un secondo elemento di azionamento 70 atto a provocare la traslazione del pistone 20 dalla prima alla seconda posizione.

Il secondo elemento di azionamento 70 può prevedere almeno un elemento elastico di spinta 71, ad esempio due molle (figura 4), atto a produrre un’azione di spinta sul pistone 20 in modo da provocarne la suddetta traslazione dalla prima alla seconda posizione ed un elemento di opposizione 75 atto a contrapporsi all’azione di spinta dell’elemento elastico 71 fintanto che la bocca di ingresso 41 rimane nella configurazione chiusa. Più precisamente, l’elemento elastico di spinta 71 può avere una prima estremità 72 vincolata, ad esempio in corrispondenza di una sede 74, al corpo contenitore 10 e l’altra estremità vincolata al pistone 20, o allo stelo 25.

Nella forma realizzativa illustrata in particolare in figura 5, l’elemento elastico di spinta 71 à ̈ alloggiato in una configurazione compressa nella sede 74 alla quale à ̈ vincolata in corrispondenza di una prima estremità 72, mentre l’altra estremità 73 à ̈ vincolata ad una testa ingrossata, o piastra di chiusura 26. L’elemento elastico di spinta 71 viene mantenuto nella configurazione compressa da un elemento di opposizione 75. Più in dettaglio, il pistone 20 à ̈ previsto solidale ad uno stelo 25 in corrispondenza di una prima porzione di estremità 21 di questo. In corrispondenza di una seconda estremità 22 dello stelo 25 può essere, invece, prevista la porzione ingrossata, ad esempio avente forma di piastra 26, provvista di uno, o più fori passanti 27, ad esempio 4 fori passanti 27a-27d come mostrato in figura 1 attraverso i quali il liquido nel quale à ̈ immerso il campionatore 1, ad esempio acqua di mare, può passare nella camera 30 attraverso l’apertura 31 quando la bocca di ingresso 41 si trova nella configurazione di chiusura in modo da allagare la camera 30 stessa. In corrispondenza della configurazione di riposo del campionatore 1, la piastra 26 poggia a battuta contro una superficie 28, mentre al termine della configurazione di suzione la piastra 26 à ̈ disposta distanziata dalla superficie 28.

In una possibile forma realizzativa prevista sia il primo che il secondo elemento di azionamento sono azionati elettricamente. In questo caso à ̈ prevista una sorgente di potenza elettrica alla quale il primo ed il secondo elemento di azionamento sono elettricamente collegati.

Il primo elemento di azionamento 60 può essere, ad esempio, un solenoide, in particolare un solenoide lineare. Quando il solenoide 60 non à ̈ attraversato da corrente elettrica, oppure à ̈ attraversato da una corrente inferiore ad un predeterminato valore di soglia i*, esso mantiene l’elemento di chiusura 45 in una posizione di chiusura della bocca di ingresso 41. Invece, quando il solenoide 60 viene attraversato da corrente elettrica, o à ̈ attraversato da una corrente superiore al predeterminato valore di soglia i*, esso provoca il passaggio dell’elemento di chiusura 45 dalla posizione di chiusura alla posizione di apertura della bocca di ingresso 40.

L’elemento elastico di spinta 71 del secondo elemento di azionamento 70 può essere mantenuto nella configurazione compressa di figura 5 da un elettromagnete 75. Anche questo può essere in collegamento elettrico con la sorgente di potenza elettrica ed esercitare un’azione magnetica sulla piastrina 26, ad esempio, quando à ̈ attraversato da corrente, o da una corrente superiore al valore di soglia i* che quindi in questo caso à ̈ prevista in materiale ferromagnetico.

Pertanto, nella situazione illustrata in figura 5, l’elettromagnete 75 vince la forza elastica dell’elemento di spinta 71 mantenendola nella configurazione compressa. Invece, nella situazione illustrata, ad esempio, in figura 6, l’elettromagnete 75 non esercita l’attrazione magnetica sulla piastra 26 e pertanto l’elemento elastico di spinta 71 spingendo sulla piastra di chiusura 26 provoca la traslazione del pistone 20 all’interno della cavità longitudinale 15 del corpo contenitore 10.

In alternativa, almeno uno tra il primo ed il secondo elemento di azionamento 60, 70 può essere ad azionamento meccanico, oppure pneumatico, o ancora ad azionamento idraulico.

Come mostrato nelle figure dalla 8 alla 11 à ̈ prevista la possibilità di montare un determinato numero di dispositivi di raccolta di campioni di liquido, ad esempio 4 campionatori di liquido 1a-1d, su un supporto subacqueo, quale un ROV (Remotely Operated Vehicle) 200 comandato da remoto ad esempio mediante un joystick, un joypad, o simili elementi di interfaccia.

Come noto, il ROV 200 può essere teleguidato da una postazione remota dalla quale à ̈ possibile seguire gli spostamenti del veicolo stesso visualizzando su un monitor le immagini riprese in tempo reale da una telecamera montata sul veicolo ad esempio in corrispondenza di una cupola di vetro, o altro materiale trasparente 260.

Il veicolo 200 a comando remoto subacqueo, o ROV, può essere provvisto di un corpo principale 211 di forma sostanzialmente cilindrica movimentato mediante quattro propulsori 231-234. Più in dettaglio, possono essere previsti un primo propulsore 231 atto a produrre una prima spinta su detto corpo principale lungo una direzione sostanzialmente assiale, un secondo propulsore 232 disposto da parte opposta al primo propulsore 231 rispetto al corpo principale 211 e atto a produrre una seconda spinta su detto corpo principale anch’essa lungo una direzione sostanzialmente assiale.

Inoltre, possono essere previsti un terzo propulsore 233 atto a produrre una terza spinta lungo una direzione sostanzialmente trasversale al corpo principale ed un quarto propulsore 234 atto a produrre una quarta spinta lungo una direzione sostanzialmente trasversale al corpo principale.

In particolare, il primo ed il secondo propulsore 231 e 232 sono utilizzati per produrre una spinta di avanzamento ed una rotazione del veicolo 200 attorno all’asse di rotazione sostanzialmente verticale 210 (figura 8).

Il terzo ed il quarto propulsore 233 e 234 sono disposti lungo una direzione sostanzialmente radiale al corpo principale 211 e sono atti a produrre una spinta sostanzialmente verticale in modo da modificare la profondità del veicolo e una rotazione del veicolo 200 stesso attorno all’asse laterale 216 del veicolo 200 che passa orizzontalmente a metà tra i motori 233 e 234 (figura 10).

Come visibile in figura 11, le bocche di uscita 243 e 244 del terzo e del quarto propulsore 233 e 234 sono disposte lungo una medesima generatrice del corpo principale 211 di forma sostanzialmente cilindrica.

Il particolare tipo di sistema di propulsione scelto dalla presente invenzione per movimentare il veicolo a comando remoto subacqueo consente di realizzare una elevata manovrabilità del veicolo stesso anche in ambienti ostili come gli ambienti interni di una nave affondata, o le grotte dei fondali marini, o i cunicoli formati tra ammassi rocciosi.

Come mostrato nelle figure dalla 8 alla 11, Ã ̈ previsto un telaio di protezione 250 comprendente una serie di porzioni allungate sagomate 251 e configurato in modo tale da formare una struttura sostanzialmente reticolare.

La descrizione di cui sopra di una forma realizzativa specifica à ̈ in grado di mostrare l'invenzione dal punto di vista concettuale in modo che altri, utilizzando la tecnica nota, potranno modificare e/o adattare in varie applicazioni tale forma realizzativa specifica senza ulteriori ricerche e senza allontanarsi dal concetto inventivo, e, quindi, si intende che tali adattamenti e modifiche saranno considerabili come equivalenti della forma realizzativa specifica. I mezzi e i materiali per realizzare le varie funzioni descritte potranno essere di varia natura senza per questo uscire dall’ambito dell’invenzione. Si intende che le espressioni o la terminologia utilizzate hanno scopo puramente descrittivo e per questo non limitativo.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Struttura perfezionata di campionatore di liquidi (1) per ispezioni subacquee caratterizzata dal fatto di comprendere: − un corpo contenitore cavo (10) provvisto di una cavità longitudinale (15); − un pistone (20) montato scorrevole in detta cavità longitudinale (15), detto pistone (20) essendo atto a suddividere detta cavità longitudinale (15) in una prima camera di contenimento (30) in comunicazione idraulica con l’ambiente esterno attraverso almeno un’apertura (31), in modo tale che, in uso, detta prima camera di contenimento (30) sia allagata, ed in una seconda camera di contenimento (40) provvista di almeno una bocca di ingresso (41); − un dispositivo di attuazione (60,70) atto a disporre selettivamente detta, o ciascuna, bocca di ingresso (41) tra una configurazione di chiusura, nella quale detta seconda camera di contenimento (40) à ̈ isolata idraulicamente dall’ambiente esterno e detta prima camera di contenimento (30) à ̈ allagata, ed una configurazione di apertura nella quale detta seconda camera di contenimento (40) à ̈ in comunicazione idraulica con l’ambiente esterno; detto dispositivo di attuazione (60,70) essendo atto, inoltre, a causare una traslazione di detto pistone (20) all’interno di detta cavità longitudinale (15) da una prima posizione nella quale à ̈ ravvicinato a detta, o ciascuna, bocca di ingresso (41) ed una seconda posizione nella quale à ̈ ravvicinato a detta, o ciascuna, apertura (31), detta traslazione di detto pistone (20) producendo una depressione in detta seconda camera (30) che causa l’introduzione al suo interno di un predeterminato volume di un campione di liquido attraverso detta, o ciascuna, bocca di ingresso (41); detto dispositivo di attuazione (60,70) essendo, poi, atto a riportare detta bocca di ingresso (41) da detta configurazione di apertura a detta configurazione di chiusura una volta che detto pistone (20) giunge in corrispondenza di detta seconda posizione; − elementi di tenuta idraulica (50a,50b) atti a mantenere detta seconda camera di contenimento (40) isolata idraulicamente dall’ambiente esterno quando detta bocca di ingresso (41) si trova in detta configurazione di chiusura.
2. 2. Struttura perfezionata di campionatore di liquidi per ispezioni subacquee, secondo la rivendicazione 1, in cui detta, o ciascuna, bocca di ingresso (41) Ã ̈ associata ad un elemento di chiusura (45), detto dispositivo di attuazione (60,70) essendo atto a disporre detto elemento di chiusura (45) tra una posizione di chiusura di detta bocca di ingresso (41) ed una posizione di apertura di detta bocca di ingresso (41).
3. 3. Struttura perfezionata di campionatore di liquidi per ispezioni subacquee, secondo la rivendicazione 1, in cui detto dispositivo di attuazione (60,70) Ã ̈ azionato mediante un azionamento di tipo elettrico.
4. 4. Struttura perfezionata di campionatore di liquidi per ispezioni subacquee, secondo la rivendicazione 3, in cui detto dispositivo di attuazione (60,70) à ̈ atto a causare detto passaggio di detta bocca di ingresso (41) da detta configurazione di chiusura a detta configurazione di apertura e a provocare detta traslazione di detto pistone (20) da detta prima a detta seconda posizione, quando: − detto dispositivo di attuazione (60,70) à ̈ attraversato da una predeterminata corrente elettrica generata da detta sorgente di potenza elettrica, oppure; − quando una predeterminata corrente elettrica generata da detta sorgente di potenza elettrica e che attraversa detto dispositivo di attuazione (60,70) in detta configurazione di chiusura di detta bocca di ingresso (41) cessa di passare attraverso detto dispositivo di attuazione (60,70).
5. 5. Struttura perfezionata di campionatore di liquidi per ispezioni subacquee, secondo la rivendicazione 1, in cui detto dispositivo di attuazione (60,70) comprende: − un primo elemento di azionamento (60) atto a disporre selettivamente detta bocca di ingresso (41) tra detta configurazione di chiusura e detta configurazione di apertura; − un secondo elemento di azionamento (70) atto a provocare detta traslazione di detto pistone (20) da detta prima a detta seconda posizione quando detta bocca di ingresso (41) à ̈ disposta in detta configurazione di apertura.
6. 6. Struttura perfezionata di campionatore di liquidi per ispezioni subacquee, secondo la rivendicazione 5, in cui detto secondo elemento di azionamento (70) prevede: − almeno un elemento di spinta (71) atto a produrre un’azione di spinta su detto pistone (20) per provocare detta traslazione da detta prima a detta seconda posizione; − un elemento di opposizione (75) atto a disporsi tra una configurazione di bloccaggio nella quale detto elemento di opposizione (75) à ̈ atto a contrapporsi a detta azione di spinta di detto elemento di spinta (71), ed una configurazione di rilascio, nella quale detto elemento di opposizione (75) non si oppone a detta azione di detto elemento di spinta (71), in detta configurazione di rilascio di detto elemento di opposizione (75), detto elemento di spinta (71) essendo atto a provocare detta traslazione di detto pistone (20) da detta prima a detta seconda posizione.
7. 7. Struttura perfezionata di campionatore di liquidi per ispezioni subacquee, secondo la rivendicazione 6, in cui detto elemento di spinta (71) à ̈ un elemento di spinta di tipo elastico, detto elemento di spinta (71) di tipo elastico essendo configurato in modo tale che durante la corsa di detto pistone (20) da detta prima a detta seconda posizione compie una corsa inferiore a quella di detto pistone (20), per cui durante la risalita in superficie, o la discesa, di detto campionatore (1), in detta seconda camera (40) si ha una pressione in grado di compensarsi con la pressione esterna eliminando problemi di sovra-pressione, o problemi strutturali, e rendendo quindi detto campionatore (1) in grado di operare all’interno di una gamma di pressioni estremamente ampia.
8. 8. Struttura perfezionata di campionatore di liquidi per ispezioni subacquee, secondo la rivendicazione 7, in cui à ̈ previsto un elemento allungato montato scorrevole in detta cavità longitudinale (15) e provvisto di una prima estremità alla quale à ̈ fissato detto pistone (20) e di una seconda estremità (22) alla quale à ̈ fissata una piastrina di chiusura (26) atta a disporsi, in detta prima posizione di detto pistone (20), a battuta su una superficie (28) di detto corpo cavo (10) che delimita esternamente detta apertura (31) di detta prima camera (30), detta piastrina di chiusura (26) essendo provvista di almeno un foro (27) atto a mettere in comunicazione idraulica detta prima camera di contenimento (30) con l’ambiente esterno, detto elemento di spinta (71) di tipo elastico avendo una prima estremità (72) solidale a detto corpo cavo (10) ed una seconda estremità (73) solidale a detta piastrina (26), ed essendo previsto un elemento di opposizione (75) atto a disporre selettivamente detto elemento di spinta di tipo elastico (71) tra una configurazione compressa ed una configurazione allungata nella quale detto pistone (20) à ̈ disposto in detta seconda posizione.
9. 9. Struttura perfezionata di campionatore di liquidi per ispezioni subacquee, secondo la rivendicazione 6, in cui detto dispositivo di attuazione (60,70) à ̈ scelto tra: − un solenoide, in particolare un solenoide lineare; − un attuatore meccanico; − un attuatore pneumatico; − un attuatore idraulico; − o una loro combinazione.
10. 10. Struttura di veicolo subacqueo (200) comprendente: − un corpo principale (11); − una unità di propulsione atta a movimentare detto corpo principale (11); caratterizzato dal fatto di comprendere, inoltre, una pluralità di campionatori di liquido (1), ciascun campionatore (1) di detta pluralità essendo fissato a detto corpo principale (11) e comprendendo: − un corpo contenitore cavo (10) provvisto di una cavità longitudinale (15); − un pistone (20) montato scorrevole in detta cavità longitudinale (15), detto pistone (20) essendo atto suddividere detta cavità longitudinale (15) in una prima camera di contenimento (30) in comunicazione idraulica con l’ambiente esterno attraverso almeno un’apertura (31) ed in una seconda camera di contenimento (40) provvista di una bocca di ingresso (41); − elementi di tenuta idraulica (50a,50b) atti a mantenere detta seconda camera di contenimento (40) isolata idraulicamente dall’ambiente esterno; − un dispositivo di attuazione (60,70) atto a disporre selettivamente detta bocca di ingresso (41) tra una posizione di chiusura, nella quale detta seconda camera di contenimento (40) à ̈ isolata idraulicamente dall’ambiente esterno, ed una posizione di apertura nella quale detta seconda camera di contenimento (40) à ̈ in comunicazione idraulica con l’ambiente esterno, detto dispositivo di attuazione (60,70) essendo atto, inoltre, a causare una traslazione di detto pistone (20) da una prima posizione nella quale à ̈ ravvicinato a detta bocca di ingresso (41) ed una seconda posizione nella quale à ̈ ravvicinato a detta, o ciascuna, apertura (31), detta traslazione di detto pistone (20) producendo una depressione in detta seconda camera (40) che causa l’introduzione al suo interno di un predeterminato volume di un campione di liquido attraverso detta bocca di ingresso (41).