ITPR20100015A1 - Dispositivo di manutenzione per impianti di condizionamento. - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

Annessa a domanda di brevetto per INVENZIONE INDUSTRIALE avente per titolo

“DISPOSITIVO DI MANUTENZIONE PER IMPIANTI DI

CONDIZIONAMENTOâ€

La presente invenzione ha per oggetto un dispositivo di manutenzione per impianti di condizionamento, in particolare impianti di condizionamento di veicoli.

La presente invenzione trova principale applicazione in ambito automobilistico, in particolare nelle autofficine.

Come à ̈ noto, alcuni tipi di impianti di condizionamento, specie nel settore automobilistico, sono soggetti a perdite di fluido refrigerante e periodicamente necessitano di una ricarica dello stesso.

Tale operazione à ̈ tipicamente eseguita tramite appositi dispositivi per la manutenzione di impianti di condizionamento in grado di eseguire il recupero, il riciclo e la ricarica del fluido refrigerante all’interno dell’impianto stesso.

In particolare, i dispositivi della tecnica nota presentano un gruppo di riciclo che provvede a prelevare il fluido refrigerante (tipicamente R134a o simili) dall’impianto di condizionamento al fine di filtrarlo e depurarlo.

Il gruppo di riciclo comprende una valvola di aspirazione, un filtro di assorbimento che consente di separare il fluido refrigerante dagli oli esausti ed un condensatore.

A valle del gruppo riciclo à ̈ presente un serbatoio di deposito in cui il fluido refrigerante depurato viene fatto fluire.

Tale serbatoio di deposito à ̈ provvisto di un ingresso ausiliario attraverso il quale un utente à ̈ in grado di introdurre ulteriore fluido refrigerante di “rabbocco†. In questo modo l’utente può ristabilire la corretta quantità di fluido refrigerante da introdurre nell’impianto di condizionamento.

Attraverso l’utilizzo di una pompa a vuoto, posta a valle del serbatoio, viene creata una depressione che movimenta il fluido refrigerante dal serbatoio verso l’impianto di condizionamento attraverso un apposita tubazione di mandata.

In una porzione terminale di tale tubazione di mandata à ̈ tipicamente presente un giunto di iniezione che viene collegato all’impianto di condizionamento per consentire l’iniezione del refrigerante all’interno dell’impianto completandone la ricarica.

I dispositivi della tecnica nota comprendono una cella di carico associata al serbatoio in grado di misurarne la massa al fine di monitorare sia il quantitativo di fluido refrigerante “riciclato†che il quantitativo successivamente iniettato nell’impianto di condizionamento.

Una volta che la cella di carico misura una variazione di massa nel serbatoio corrispondente alla quantità di fluido refrigerante da iniettare nell’impianto di condizionamento, una valvola di regolazione viene chiusa e la pompa a vuoto arresta la sua azione.

Svantaggiosamente, la presenza della cella di carico rende il sistema più fragile ed impreciso.

Infatti, la cella di carico à ̈ un elemento assai delicato che può facilmente danneggiarsi a seguito di stress meccanici.

Inoltre, la misurazione massica della sostanza di refrigerante da iniettare eseguita sul serbatoio porta ad un ritardo e conseguentemente alla formazione delle cosiddette “code di carica†all’interno delle tubazioni di mandata, che al massimo possono essere compensate tramite un apposito sistema di controllo.

Ancora, nei dispositivi della tecnica nota la movimentazione del fluido refrigerante avviene a seguito del salto di pressione che si crea tra il serbatoio e la pompa a vuoto.

Svantaggiosamente, in determinati periodi dell’anno, tale salto di pressione tende a ridursi rendendo possibile il raggiungimento dell’equilibro tra le pressioni e compromettendo il corretto funzionamento del dispositivo.

In questo contesto, il compito tecnico alla base della presente invenzione à ̈ proporre un dispositivo di manutenzione per impianti di condizionamento che superino gli inconvenienti della tecnica nota sopra citati.

In particolare, à ̈ scopo della presente invenzione mettere a disposizione un dispositivo di manutenzione per impianti di condizionamento affidabile e preciso. Il compito tecnico precisato e gli scopi specificati sono sostanzialmente raggiunti da un dispositivo di manutenzione per impianti di condizionamento, comprendenti le caratteristiche tecniche esposte in una o più delle unite rivendicazioni.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione appariranno maggiormente chiari dalla descrizione indicativa, e pertanto non limitativa, di una forma di realizzazione preferita ma non esclusiva di un dispositivo di manutenzione per impianti di condizionamento, come illustrato negli uniti disegni in cui:

- la figura 1 Ã ̈ una rappresentazione schematica di un dispositivo secondo la presente invenzione.

- la figura 2 Ã ̈ una vista in spaccato di un particolare del dispositivo di figura 1.

Con riferimento alle allegate figure, con 1 viene indicato un dispositivo di manutenzione per impianti di condizionamento secondo la presente invenzione.

Il dispositivo 1 comprende un gruppo di riciclo 2 di un fluido refrigerante prelevato da un impianto di condizionamento, un serbatoio 3 di deposito del fluido refrigerante ed un gruppo di ricarica 4 atto a iniettare il fluido refrigerante riciclato, unitamente a dell’ulteriore fluido di “rabbocco†, nell’impianto di condizionamento.

Il gruppo di riciclo 2 presenta un’unità di recupero 5 del fluido refrigerante ed un’unità di filtraggio 6 per il riciclo di tale fluido refrigerante.

L’unità di recupero 5 à ̈ collegata all’impianto di condizionamento tramite un innesto 7, preferibilmente a tenuta, dal quale viene prelevato il fluido refrigerante da filtrare.

Al fine di prelevare il fluido refrigerante, l’unità di recupero 5 comprende un organo di aspirazione 8 che genera una depressione tale da consentire il pescaggio del fluido refrigerante.

Nella forma realizzativa preferita, l’organo di aspirazione 8 comprende una pompa a vuoto o compressore 9.

A valle dell’unità di recupero 5, il gruppo di riciclo 2 comprende un’unità di filtraggio 6 atta a depurare il fluido refrigerante dagli agenti con cui viene correntemente a contatto durante i cicli frigoriferi che compie nell’impianto di condizionamento.

Più precisamente, l’unità di filtraggio 6 comprende un organo di separazione 11 in grado di scindere il fluido refrigerante dagli oli esausti, in modo da renderlo riciclabile e riutilizzabile all’interno dell’impianto di condizionamento.

Nella forma realizzativa preferita, l’organo di separazione 11 à ̈ vantaggiosamente definito da un distillatore 11a.

In questo modo, il fluido refrigerante viene portato in forma gassosa rendendo semplice la scissione dagli oli esausti.

Per ottenere la separazione, l’unità di filtraggio 6 comprende un compressore 12 al fine di facilitare la separazione tra gli oli e residui di fluido refrigerante.

Al fine di evitare la miscelazione tra la condensa dell’aria e l’olio di lubrificazione del compressore 12, il compressore 12 à ̈ dotato di un ulteriore organo di separazione 13 analogo al precedente.

In questa luce, l’unità di filtraggio 6 comprende uno scarico degli oli esausti 14.

Dato che per effettuare la depurazione il fluido refrigerante à ̈ portato allo stato gassoso, a valle dell’unità di filtraggio 6 à ̈ presente un condensatore 15 che riporta la maggior parte del fluido refrigerante allo stato liquido in modo da consentirne un semplice stoccaggio.

Infatti, a valle del condensatore 15 à ̈ posto il serbatoio 3 di deposito del fluido refrigerante, in cui il fluido depurato viene stoccato in attesa di essere ricaricato nell’impianto di condizionamento.

Tale serbatoio 3 di deposito à ̈ un recipiente in pressione che tende a mantenere il fluido refrigerante allo stato liquido.

A titolo di esempio, il serbatoio può avere capacità variabile tra 5 litri e più di 50 litri.

Tale serbatoio 3 presenta una pluralità di bocche di accesso o uscita del fluido.

In particolare, il serbatoio 3 presenta almeno una prima bocca di accesso 3a in collegamento di fluido con il condensatore 15 ed una seconda bocca di accesso 3b da cui un utente ha la possibilità di integrare il fluido refrigerante presente nel serbatoio 3 con ulteriore quantitativo dello stesso, in modo da ripristinarne la corretta quantità da iniettare nell’impianto di condizionamento.

Inoltre, il serbatoio 3 presenta inoltre una bocca di uscita 3c del fluido in collegamento di fluido con il precedentemente citato gruppo di ricarica 4.

Un sensore di livello 16 (figura 2) Ã ̈ associato al serbatoio 3 per misurare il livello di fluido refrigerante presente nello stesso.

Vantaggiosamente, ciò consente di valutare il quantitativo di fluido depurato prelevato dall’impianto di condizionamento, in modo da potere eseguire misurazioni e verifiche sul livello di tenuta dell’impianto di condizionamento stesso.

Il sensore di livello 16, infatti, consente di misurare il volume del fluido refrigerante recuperato e, tramite l’utilizzo di ulteriori sensori di pressione e temperatura, à ̈ possibile ricavare il valore in termini massici del fluido refrigerante recuperato.

Vantaggiosamente, ciò consente di evitare l’utilizzo della cella di carico per eseguire le analisi diagnostiche sulla tenuta dell’impianto di condizionamento.

Preferibilmente, il sensore di livello à ̈ posto internamente al serbatoio 3.

Ancor più preferibilmente, il sensore di livello 16 comprende un galleggiante 17 ed una guida 18 disposti internamente al serbatoio 3.

Ancor più preferibilmente, la guida 18 à ̈ orientata ortogonalmente al pelo libero del fluido refrigerante interno al serbatoio.

Nel dettaglio, il galleggiante 17 Ã ̈ vincolato alla guida 18 in modo scorrevole per determinare con estrema precisione il livello del fluido.

Nella forma realizzativa illustrata, il sensore di livello 16 comprende un sensore magnetostrittivo associato al galleggiante 17 e/o alla guida 18.

Con maggiore precisione, un magnete 19 à ̈ ancorato al galleggiante ed à ̈ scorrevole lungo la guida 18, alla quale à ̈ ancorato un filo magnetostrittivo 20.

Vantaggiosamente, i sensori magnetostrittivi consentono misure altamente precise, consentendo rabbocchi dell’impianto di condizionamento anche assai limitati. Il gruppo di ricarica 4 pesca il fluido refrigerante dal serbatoio 3 e lo inietta nell’impianto di condizionamento per ricaricarlo.

In particolare, tale gruppo di ricarica 4 esegue un’aspirazione del fluido refrigerante dal serbatoio 3, una compressione di tale fluido ed infine lo inietta all’interno dell’impianto di condizionamento.

In questa luce, il gruppo di ricarica 4 comprende un dispositivo di dosatura volumetrica 22 presentante una camera 23 commutabile da una configurazione a volume minimo ad una configurazione a volume massimo per aspirare all’interno della camera 23 un quantitativo di fluido refrigerante pari sostanzialmente al volume massimo 23.

In altre parole, la camera 23 Ã ̈ a volume variabile tra un valore massimo ed un valore minimo in modo da accogliere al suo interno un quantitativo di fluido refrigerante pari sostanzialmente al massimo valore del volume della camera 23.

Inoltre, la camera 23 à ̈ commutabile dalla configurazione a volume massimo alla configurazione a volume minimo per comprimere il fluido refrigerante aspirato prima di iniettare detto fluido refrigerante nell’impianto di condizionamento.

Più precisamente, la camera 23 presenta almeno una parete mobile 23a per ridurne il volume e/o comprimere il fluido refrigerante aspirato, in una fase immediatamente antecedente all’iniezione del fluido refrigerante nell’impianto di condizionamento.

Nella forma realizzativa illustrata, il dispositivo di dosatura volumetrica 22 comprende un cilindro 22a ed un pistone 22b scorrevole nel cilindro 22a in modo da definire la camera 23 a volume variabile.

In altre parole, una porzione attiva del pistone 22b definisce la parete mobile 23a.

Il pistone 22b scorre in una direzione per espandere il volume della camera 23 e portare la camera 23 dalla configurazione a volume minimo alla configurazione a volume massimo, aspirando il fluido refrigerante dal serbatoio 3.

Inoltre, la camera 23 scorre nella direzione opposta per ridurre il volume della camera 23 e portare la camera 23 dalla configurazione a volume massimo alla configurazione a volume minimo, iniettando il fluido refrigerante ivi contenuto nell’impianto di condizionamento.

Vantaggiosamente, essendo noto il volume massimo della camera 23, ossia la corsa del pistone 22b, à ̈ semplice calcolare il volume di fluido refrigerante prelevato dal serbatoio, e conseguentemente, conoscendo pressione e temperatura di iniezione, conoscerne la quantità iniettata in termini massici.

Grazie a questo accorgimento à ̈ possibile evitare l’utilizzo di una cella di carico anche per quanto concerne la fase di iniezione, consentendone la rimozione dal dispositivo.

Ciò conferisce enormi vantaggi in termini di affidabilità al dispositivo 1, eliminando le problematiche relative sia alla fragilità delle celle di carico, sia alla loro complicata calibrazione.

Nella forma realizzativa illustrata, il cilindro 22a à ̈ di tipo pneumatico.

In altre parole, il pistone 22b à ̈ movimentato tramite aria compressa iniettata attraverso elettrovalvole 24 opportunamente comandate.

In forme realizzative alternative, la movimentazione può avvenire tramite azionamenti idraulici o elettrici.

Al fine di consentire la compressione del fluido refrigerante interno alla camera 23, il gruppo di ricarica 4 comprende una valvola 25 di regolazione del flusso del fluido refrigerante posta operativamente a valle del dispositivo di dosatura volumetrica 22.

In altre parole, la valvola 25 Ã ̈ posta a valle del cilindro 22a.

Tale valvola 25 Ã ̈ comandabile e selettivamente commutabile tra una configurazione di blocco, in cui impedisce il passaggio del fluido refrigerante, ed una configurazione di scarico, in cui consente il passaggio del fluido refrigerante.

La valvola 25 si trova in configurazione di blocco quando la camera 23 passa dalla configurazione a volume massimo ad una configurazione intermedia fine di consentire una compressione del fluido refrigerante.

Quando la camera 23 passa dalla configurazione intermedia alla configurazione a volume minimo, la valvola 25 passa dalla configurazione di blocco alla configurazione di scarico.

Quindi, in uso, il pistone 22b viene azionato per diminuire il volume della camera 23.

Dato che la valvola 25 à ̈ chiusa, l’azione del pistone 22b comprime il fluido refrigerante presente nella camera 23 e lungo un condotto che collega la camera 23 alla valvola 25.

Vantaggiosamente, tale compressione consente di portare tutto il fluido refrigerante in fase liquida, ossia pronto per essere reimmesso nell’impianto di condizionamento.

Una volta che tutto il fluido à ̈ in fase liquida, la valvola 25 viene portata in configurazione di scarico per consentire l’iniezione del fluido refrigerante nell’impianto di condizionamento.

Preferibilmente, in prossimità della valvola 25 à ̈ posto un innesto di collegamento con l’impianto di condizionamento.

Al fine di consentire una corretta compressione ed una precisa circolazione del fluido all’interno del dispositivo 1, il dispositivo secondo la presente invenzione comprende mezzi di regolazione 26 del flusso di fluido refrigerante per consentire il passaggio di tale fluido refrigerante unicamente lungo una prefissata direzione di avanzamento “A†.

Più precisamente, i mezzi di regolazione 26 comprendono almeno una coppia di valvole di ritegno 27 poste rispettivamente immediatamente a monte ed immediatamente a valle del dispositivo di dosatura volumetrica 22.

In altre parole, una prima valvola di ritegno 27a à ̈ posta in prossimità di un ingresso della camera 23 in modo da consentire al fluido refrigerante di fluire solo in entrata.

Una seconda valvola di ritegno 27b à ̈ posta in prossimità di un uscita della camera 23 in modo da consentire al fluido refrigerante di fluire solo in uscita dalla camera stessa.

Vantaggiosamente, ciò impedisce un reflusso del fluido refrigerante verso il serbatoio 3 una volta che il fluido stesso à ̈ entrato nella camera 23.

Preferibilmente, il dispositivo secondo la presente invenzione comprende un unità di elaborazione (non illustrata) che relaziona tra loro i parametri di livello, temperatura e pressione del fluido in modo da ricavare la massa di fluido refrigerante interna a serbatoio 3.

L’unità di elaborazione à ̈ altresì in grado di relazionare, con formule note, la corsa del pistone 22b con la temperatura e la pressione di iniezione per ricavare la massa di fluido refrigerante iniettato durante la ricarica.

In altre parole, l’unità di elaborazione à ̈ atta a ricevere un primo segnale rappresentativo del volume di fluido refrigerante iniettato e comprende una sottounità atta ad elaborare tale primo segnale e ad emettere un secondo segnale rappresentativo della massa di fluido refrigerante iniettata.

L’invenzione raggiunge gli scopi preposti e consegue importanti vantaggi.

L’utilizzo di un dispositivo di dosatura volumetrica avente la camera di volume variabile, ma noto, rende più affidabile e funzionale la procedura di ricarica dell’impianto di condizionamento.

Infatti, un quantitativo di fluido refrigerante pari al volume massimo della camera viene prelevato dal serbatoio e successivamente iniettato nell’impianto, senza la necessità di misurazioni di massa per controllare il quantitativo di fluido utilizzato, eliminando quindi un componente di scarsa affidabilità e difficile calibrazione dall’impianto come la cella di carico.

Inoltre, la fase di compressione del fluido immediatamente successiva all’aspirazione nella camera garantisce che tutto il fluido refrigerante iniettato nell’impianto di condizionamento sia completamente allo stato liquido.

Ancora, la presenza di un sensore di livello elimina la necessità di utilizzare una cella di carico al fine di misurare il quantitativo di fluido refrigerante prelevato dall’impianti in fase di recupero.

Inoltre, essendo il sensore magnetostrittivo, à ̈ garantita una precisione di misura assai superiore a quella garantita dalla cella di carico, il che permette di rabboccare l’impianto di condizionamento anche di piccole quantità senza incorrere in errori.

Claims (11)

1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo (1) di manutenzione per impianti di condizionamento comprendente: un gruppo di riciclo (2) collegabile ad un impianto di condizionamento per prelevare e depurare un quantitativo di fluido refrigerante da detto impianto di condizionamento; un serbatoio (3) di deposito posto operativamente a valle del gruppo di riciclo (2) per accogliere detto quantitativo di fluido refrigerante; un gruppo di ricarica (4) dell’impianto di condizionamento per pescare una prefissata quantità di fluido refrigerante dal serbatoio (3) ed iniettare detta prefissata quantità di fluido refrigerante all’interno di detto impianto di condizionamento; caratterizzata dal fatto che detto gruppo di ricarica (4) comprende un dispositivo di dosatura volumetrica (22) presentante una camera (23) commutabile da una configurazione a volume minimo ad una configurazione a volume massimo per aspirare all’interno di detta camera (23) un quantitativo di fluido refrigerante pari sostanzialmente a detto volume massimo.
2. 2. Dispositivo (1) secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la camera (23) à ̈ commutabile dalla configurazione a volume massimo alla configurazione a volume minimo per comprimere il fluido refrigerante aspirato prima di iniettare detto fluido refrigerante nell’impianto di condizionamento.
3. 3. Dispositivo (1) secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che il dispositivo di dosatura volumetrica (22) comprende un cilindro (22a) ed un pistone (22b) scorrevole in detto cilindro (22a) in modo da definire la camera (23) a volume variabile.
4. 4. Dispositivo (1) secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere una valvola (25) di regolazione del flusso del fluido refrigerante posta operativamente a valle del dispositivo di dosatura volumetrica (22) e selettivamente commutabile tra una configurazione di blocco, in cui impedisce il passaggio del fluido refrigerante, ed una configurazione di scarico, in cui consente il passaggio del fluido refrigerante.
5. 5. Dispositivo (1) secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che la valvola (25) si trova in configurazione di blocco quando la camera (23) passa dalla configurazione a volume massimo ad una configurazione intermedia fine di consentire una compressione del fluido refrigerante; detta valvola (25) passando dalla configurazione di blocco alla configurazione di scarico quando la camera (23) passa dalla configurazione intermedia alla configurazione a volume minimo.
6. 6. Dispositivo (1) secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti comprendente mezzi di regolazione (26) del flusso di fluido refrigerante per consentire il passaggio di tale fluido refrigerante unicamente lungo una prefissata direzione di avanzamento.
7. 7. Dispositivo (1) secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che i mezzi di regolazione (26) comprendono almeno una coppia di valvole di ritegno (27) poste rispettivamente immediatamente a monte ed immediatamente a valle del dispositivo di dosatura volumetrica (22).
8. 8. Dispositivo (1) secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere un unità di elaborazione atta a ricevere un primo segnale rappresentativo del volume di fluido refrigerante iniettato; detta unità di elaborazione comprendendo una sottounità atta ad elaborare tale primo segnale e ad emettere un secondo segnale rappresentativo della massa di fluido refrigerante iniettata.
9. 9. Dispositivo (1) secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere un sensore di livello (16) attivo nel serbatoio (3) per misurare il quantitativo di fluido refrigerante prelevato dall’impianto di condizionamento.
10. 10. Dispositivo (1) secondo la rivendicazione 9, caratterizzato dal fatto che il sensore di livello (16) comprende un galleggiante (17) mobile lungo una guida rettilinea (18).
11. 11. Dispositivo (1) secondo la rivendicazione 9 o 10, caratterizzato dal fatto che il sensore di livello (16) comprende un sensore magnetostrittivo (10) associato al galleggiante (17) e/o alla guida rettilinea (18).