ITPR20130087A1 - Procedimento di manutenzione di un impianto di condizionamento - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

PROCEDIMENTO DI MANUTENZIONE DI UN IMPIANTO DI CONDIZIONAMENTO

CAMPO DI APPLICAZIONE DELL’INVENZIONE

La presente invenzione ha per oggetto un procedimento di manutenzione di un impianto di condizionamento.

In particolare, la presente invenzione trova applicazione in ambito automobilistico, ad esempio nelle autofficine.

È noto che alcuni tipi di impianti di condizionamento sono soggetti a perdite di fluido refrigerante e necessitano pertanto di ricariche periodiche.

A tale scopo sono stati sviluppati 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.

Per collegare il tubo di recupero o il tubo di ricarica all'impianto di condizionamento si impiegano raccordi rapidi dimensionati per rispondere a specifici standard del settore, come ad esempio le norme SAE J639 e J2888.

Durante la fase di recupero e riciclo, il fluido refrigerante (tipicamente Rl34a o simili) viene prelevato dall'impianto di condizionamento attraverso il raccordo rapido col tubo di recupero.

Successivamente, il fluido viene depurato ed accumulato in un serbatoio di deposito. Durante la fase di ricarica, una pompa a vuoto posta a valle del serbatoio di deposito crea una depressione che movimenta il fluido refrigerante dal serbatoio all'impianto di condizionamento.

Alcune soluzioni prevedono 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.

La richiedente ha inoltre sviluppato un dispositivo di manutenzione provvisto di un sistema di dosatura volumetrica anziché massica (domanda di brevetto italiano n. PR2010A000015) impiegante una camera a volume variabile definita da un accoppiamento cilindro-pistone.

In ogni caso, il fluido refrigerante viene iniettato nell'impianto di condizionamento passando attraverso un raccordo rapido (la norma J639 prevede un raccordo di tipo "femmina") interposto tra il tubo di carica e l'innesto (la norma J639 prevede un raccordo di tipo "maschio") dal lato veicolo.

Il raccordo rapido presenta internamente una cavità tubolare in cui è scorrevole un elemento atto a definire due camere comunicanti tra loro: una prima camera afferente al tubo di carica ed una seconda camera afferente all'innesto dell'impianto di condizionamento. In fase di accoppiamento, l'elemento scorrevole preme sullo spillo di tenuta dell'innesto di tipo "maschio", determinandone l'apertura e mettendo così in comunicazione di fluido le due camere del raccordo rapido (e quindi il tubo di carica) con l'impianto di condizionamento. A ricarica avvenuta, il raccordo rapido viene disconnesso dall'innesto, provocando la chiusura dello spillo di tenuta in modo tale da impedire la fuoriuscita di ulteriore fluido refrigerante.

Il principale inconveniente di questa soluzione è legato al fatto che quando il raccordo rapido viene disconnesso dall'impianto, l'eventuale fluido ancora presente nelle due camere si disperde nell'ambiente circostante. Ciò può comportare notevoli rischi in termini di sicurezza qualora il fluido impiegato sia infiammabile (es. R-15 1234yf) . Un fluido refrigerante quale R-134a, invece, pur non essendo infiammabile, contribuisce in modo considerevole all'effetto serra poiché un grammo di R- 134a è equivalente a 1430 grammi di CO2• Pertanto, la diffusione del fluido refrigerante contribuisce in maniera sostanziale all'inquinamento ambientale.

A ciò si aggiunge il fatto che, in caso di chiusura difettosa dello spillo di tenuta (ad esempio per ostruzioni meccaniche, quali granelli di polvere, o per malfunzionamenti), il fluido refrigerante continua a diffondersi nell'ambiente circostante a ricarica già completata. D'altra parte, le norme di sicurezza relative ai dispositivi di manutenzione degli impianti di condizionamento impongono lo svuotamento della cavità interna dei raccordi rapidi (il cosiddetto "spazio morto").

Per soddisfare tali specifiche non sarebbe sufficiente realizzare una valvola di sfiato dello spazio morto del raccordo rapido. Infatti, la valvola di sfiato servirebbe a ridurre il fluido residuo presente nello spazio morto, senza tuttavia dare risposta alla problematica riguardante la tenuta dello spillo.

In questo contesto, il compito tecnico alla base della presente invenzione è proporre un procedimento di manutenzione di un impianto di condizionamento ed un dispositivo di raccordo per impiego in quest'ultimo, che superino gli inconvenienti della tecnica nota sopra citati.

In particolare, è scopo della presente invenzione rendere disponibile un procedimento di manutenzione di un impianto di condizionamento ed un dispositivo di raccordo per impiego in quest'ultimo, che assicurino il completo rispetto delle norme di sicurezza del settore. Pertanto, lo scopo della presente invenzione è proporre un procedimento di manutenzione di un impianto di condizionamento ed un dispositivo di raccordo per impiego in quest'ultimo, che assicurino lo svuotamento affidabile dello "spazio morto" del dispositivo di raccordo.

Il compito tecnico precisato e lo scopo specificato sono sostanzialmente raggiunti da un procedimento di manutenzione di un impianto di condizionamento ed un dispositivo di raccordo per impiego in quest'ultimo, 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 procedimento di manutenzione di un impianto di condizionamento e di un dispositivo di raccordo per impiego in quest'ultimo, come illustrato negli uniti disegni in cui:

- le figure 1, 2 e 3 illustrano un dispositivo di raccordo, secondo la presente invenzione, in vista sezionata, rispettivamente con pistone nella terza, seconda e prima posizione;

- la figura 4 illustra un innesto di un impianto di condizionamento, secondo l'arte nota, in vista sezionata.

- la figura 5 illustra uno schema a blocchi delle fasi operative realizzate dal procedimento rivendicato.

Con riferimento alle figure, il numero 1 indica un dispositivo di raccordo interponibile tra un innesto 100 di un impianto di condizionamento (visibile in figura 4) ed una unità di recupero o ricarica di fluido refrigerante (non illustrata).

Il dispositivo di raccordo 1 comprende una cavità tubolare 2 in cui sono ricavate una prima camera 2a suscettibile di comunicare con l'unità di recupero o ricarica, ed una seconda camera 2b suscettibile di comunicare con l'innesto 100 dell'impianto di condizionamento. Come visibile nelle figure da 1 a 3, la prima camera 2a e la seconda camera 2b sono adiacenti.

La divisione tra la prima camera 2a e la seconda camera 2b è realizzata mediante un corpo piastriforme 3 di separazione scorrevolmente disposto all'interno della cavità tubolare 2 in modo tale da essere riscontrabile sull'innesto 100 dell'impianto di condizionamento. In particolare, il corpo piastriforme 3 di separazione è traslabile linearmente lungo l'estensione della cavità tubolare 2. Preferibilmente, il corpo piastriforme 3 di separazione è scorrevolmente accoppiato a tenuta a pareti interne 4 della cavità tubolare 2.

La movimentazione del corpo piastriforme 3 all'interno della cavità tubolare 2 fa sì che sia possibile variare il volume delle due camere 2a, 2b. In particolare, in una configurazione operativa del dispositivo di raccordo 1, per cui il dispositivo 1 si accoppia con l'innesto 100, il volume della seconda camera 2b aumenta a discapito del volume della prima camera 2a ed il corpo piastriforme 3 fa riscontro sull'innesto 100 dell'impianto di condizionamento (si vedano le figure 2 e 3) .

Preferibilmente, nella prima camera 2a sono presenti mezzi elastici 11 (es. molla) operativamente attivi sul corpo piastriforme 3 per limitarne la corsa lungo la cavità tubolare 2 durante l'accoppiamento con l'innesto 100 dell'impianto di condizionamento.

Nella forma realizzativa preferita, la cavità tubolare 2 ha una forma sostanzialmente cilindrica. In tal caso, il corpo piastriforme 3 di separazione è un disco scorrevole sulle pareti laterali interne 4 della cavità 2 (cilindrica) .

Nella forma realizzativa qui descritta ed illustrata, il collegamento tra l'unità di recupero o ricarica e la prima camera 2a avviene tramite un condotto 5 del dispositivo di raccordo 1. Tale condotto 5 ha sbocco nella prima camera 2a.

In particolare, la cavità tubolare 2 è definita da un tubo principale 6 dal quale si dirama un tubo secondario 7 definente detto condotto 5. La diramazione del tubo secondario 7 dal tubo principale 6 avviene in corrispondenza della prima camera 2a.

Nella forma realizzativa qui descritta ed illustrata, la seconda camera 2b è aperta in modo tale da accogliere almeno parzialmente l'innesto 100 dell'impianto di condizionamento. In tal modo, il dispositivo di raccordo 1 e l'innesto 100 dell'impianto di condizionamento realizzano un accoppiamento femmina-maschio.

In particolare, in caso di cavità tubolare 2 cilindrica, la seconda camera 2b è aperta in corrispondenza di una delle basi del cilindro.

Il dispositivo di raccordo 1 comprende un pistone 8 che si estende attraverso un foro passante del corpo piastriforme 3 di separazione. Il pistone S ed il corpo piastriforme 3 sono scorrevolmente accoppiati.

In particolare, il pistone 8 presenta una prima estremità 8a situata all'esterno della cavità tubolare 2 ed una seconda estremità 8b situata nella seconda camera 2b.

Nella forma realizzativa qui descritta ed illustrata, il pistone 8 ha la forma di uno stantuffo per cui la prima estremità 8a ha una base allargata rispetto al diametro del corpo del pistone 8.

Il dispositivo di raccordo 1 comprende una sezione di guida 9 per il pistone 8, la quale si sviluppa a partire da una estremità del tubo principale 6. Preferibilmente, il corpo del pistone 8 presenta almeno una sezione esternamente filettata atta ad impegnarsi con una filettatura interna della sezione di guida 9.

La prima estremità 8a del pistone 8 è liberamente accessibile dall'esterno del dispositivo di raccordo 1 e, sotto l'applicazione di un momento torcente, arriva a riscontrare l'esterno della sezione di guida 9. La seconda estremità 8b del pistone ha una dimensione maggiore rispetto alla dimensione del foro passante del corpo piastriforme 3 in modo tale da evitare il disaccoppiamento del pistone 8 dal resto del dispositivo di raccordo 1.

Originalmente, il pistone 8 è provvisto di almeno una scanalatura superficiale 10 e può assumere almeno le seguenti posizioni durante la sua movimentazione attraverso il foro passante:

� una prima posizione in cui la scanalatura superficiale 10 attraversa il foro passante dalla prima camera 2a alla seconda camera 2b per abilitare la comunicazione di fluido tra le camere 2a, 2b ed il pistone 8 è suscettibile di interagire con l'innesto 100 dell'impianto di condizionamento in modo tale da consentire il passaggio del fluido refrigerante dall'unità di recupero o ricarica all'impianto di condizionamento e viceversa (si veda la figura 3);

� una seconda posizione in cui la scanalatura superficiale 10 attraversa il foro passante dalla prima camera 2a alla seconda camera 2b per abilitare la comunicazione di fluido tra le camere 2a, 2b ma il pistone 8 evita di interagire con l'innesto 100 in modo tale da consentire lo svuotamento dell'aria e del fluido refrigerante presente nella cavità tubolare 2 si veda la figura 2);

� una terza posizione in cui la scanalatura superficiale 10 si trova in detta prima camera 2a per interrompere la comunicazione di fluido tra le camere 2a, 2b (si veda la figura 1).

In particolare, la scanalatura superficiale 10 segue l'estensione longitudinale del pistone 8 ed ha una lunghezza superiore allo spessore del corpo piastriforme 3.

Il procedimento di manutenzione di un impianto di condizionamento, secondo la presente invenzione, è descritto nel seguito.

Si supponga che il recupero ed il filtraggio del fluido refrigerante dall'impianto di condizionamento sia già stato eseguito.

Si consideri inizialmente il dispositivo di raccordo 1 nella terza posizione, per cui la scanalatura superficiale 10 è nella prima camera 2a in modo tale da evitare la comunicazione di fluido tra la prima camera 2a e la seconda camera 2b (si veda la figura 1).

L'innesto 100 dell'impianto di condizionamento, illustrato in figura 4, presenta uno spillo di tenuta 101 in configurazione di chiusura. In particolare, lo spillo di tenuta 101 presenta un piattello 103 che, sotto l'azione di una molla 102 di compressione, preme contro un elemento di riscontro 105 tramite una guarnizione 104.

Il tubo secondario 7 del dispositivo di raccordo 1 viene connesso ad un tubo dell'unità di ricarica. Si procede quindi a collegare il dispositivo di raccordo 1 con l'impianto di condizionamento. Per far ciò, il dispositivo di raccordo 1 viene avvicinato all'innesto 100 dell'impianto di condizionamento dal lato aperto della seconda camera 2b in modo tale che quest'ultima accolga l'innesto 100.

Durante l'accoppiamento, l'innesto 100 preme con una sua estremità 100a sul corpo piastriforme 3, determinandone la traslazione lungo la cavità tubolare 2. In tal modo, si riduce il volume della prima camera 2a e viene compressa la molla 11 in essa contenuta (si veda la figura 2) .

La traslazione del corpo piastriforme 3 determina lo scorrimento del foro passante rispetto al pistone 8 (tenuto fermo). In tal modo, la scanalatura superficiale 10 viene a trovarsi "a cavallo” tra la prima camera 2a e la seconda camera 2b, abilitando la comunicazione di fluido tra tali camere 2a, 2b.

La seconda estremità 8b del pistone 8, pur essendosi avvicinata allo spillo di tenuta 101 dell'innesto 100, evita di interagire con quest'ultimo. In tal modo, il pistone 8 viene a trovarsi nella seconda posizione.

Successivamente, viene applicata una forza torcente alla prima estremità 8a del pistone 8, per cui la sezione esternamente filettata del pistone 8 viene avvitata nella sezione di guida 9 e la seconda estremità 8b del pistone 8 va a premere sullo spillo di tenuta 101 facendolo passare in configurazione di apertura. Il piattello 103, recante la guarnizione 104, si allontana così dall'elemento di riscontro 105. Il pistone 8 viene a trovarsi nella prima posizione (si veda la figura 3).

Il fluido refrigerante viene inviato dall'unità di ricarica all'impianto di condizionamento passando per il condotto 5, la prima camera 2a, la seconda camera 2b e l'innesto 100.

A ricarica completata, il pistone 8 viene svitato in modo tale da allontanare la sua seconda estremità 8b dallo spillo di tenuta 101, il quale ritorna nella configurazione di chiusura. Il pistone 8 viene quindi di nuovo a trovarsi nella seconda posizione, per cui il fluido refrigerante presente nella cavità tubolare 2 può essere recuperato.

Successivamente, viene verificata la tenuta dell'accoppiamento tra il dispositivo di raccordo 1 e l'innesto 100 dell'impianto di condizionamento. In caso di effettiva tenuta, viene dichiarato completato lo svuotamento, mentre in caso di perdite dallo spillo di tenuta 101 viene generato un allarme.

Dalla descrizione effettuata risultano chiare le caratteristiche del procedimento di manutenzione di un impianto raccordo di condizionamento e del dispositivo per impiego in quest'ultimo, secondo di la presente invenzione, così come chiari ne risultano i vantaggi.

In particolare, la presenza del pistone scanalato scorrevole a tre posizioni consente al dispositivo di raccordo di distinguere le funzioni di riposo, svuotamento e recupero/ricarica. In particolare, nella seconda posizione del pistone, lo spillo di tenuta dal lato veicolo è chiuso ed è possibile svuotare lo spazio morto recuperando il refrigerante presente.

Ciò determina un risparmio davvero notevole, se si considera di poter recuperare addirittura fino a 3 grammi di refrigerante.

Si deve inoltre aggiungere il fatto che la verifica della tenuta dell'accoppiamento tra il dispositivo di raccordo e l'impianto di condizionamento è fondamentale per garantire l'affidabilità dello svuotamento dello spazio morto.

Riassumendo, e con riferimento alla figura 5, le fasi operative realizzate con il procedimento descritto sono:

- Accoppiamento del dispositivo 1 con l’impianto di condizionamento, a rubinetto chiuso, vale a dire nella seconda condizione operativa del dispositivo, già descritta;

- Attuazione di una fase di vuoto con estrazione/svuotamento dell’aria presente nello spazio morto del dispositivo, ovvero nella cavità tubolare (2) del dispositivo (1) a seguito del suo accoppiamento con l’impianto di condizionamento; la fase di vuoto, in questo caso, consente di evitare il mescolamento del refrigerante che si va a recuperare con l’aria che, altrimenti, rimarrebbe intrappolata nello spazio morto, mantenendo quindi una più elevata purezza del refrigerante rispetto a quella ottenibile con procedimenti tradizionali

- Verifica della tenuta dell’accoppiamento tra il dispositivo di raccordo (1) e l’impianto di condizionamento e segnalare eventuali perdite;

- Apertura del rubinetto ed esecuzione delle fasi operative quali:

o recuperare il fluido refrigerante presente nell’impianto di condizionamento;

o filtrare il fluido refrigerante recuperato;

o iniettare fluido refrigerante nell’impianto di condizionamento attraverso almeno un dispositivo di raccordo (1);

- Chiusura del rubinetto e ritorno nella seconda configurazione operativa.

- In seguito alla chiusura del rubinetto si prevede la attuazione di una fase di vuoto con recupero del refrigerante presente nello spazio morto del dispositivo e verifica della tenuta dell’accoppiamento tra il dispositivo di raccordo (1) e l’impianto di condizionamento e segnalare eventuali perdite.

Claims (6)

1. RIVENDICAZIONI 1. Procedimento di manutenzione di un impianto di condizionamento, comprendente le fasi di: � recuperare il fluido refrigerante presente nell’impianto di condizionamento; � filtrare il fluido refrigerante recuperato; � iniettare fluido refrigerante nell’impianto di condizionamento attraverso almeno un dispositivo di raccordo (1); � creare il vuoto nel dispositivo di raccordo (1); � verificare la tenuta dell’accoppiamento tra il dispositivo di raccordo (1) e l’impianto di condizionamento e segnalare eventuali perdite.
2. 2. Procedimento, secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la fase di creare il vuoto nel dispositivo (1) prevede il recupero del refrigerante al termine della fase di recupero/ricarica nello spazio morto o cavità tubolare (2) del dispositivo (1) a seguito del suo accoppiamento con l’impianto di condizionamento.
3. 3. Procedimento, secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta fase di creare il vuoto nel dispositivo (1) prevede lo svuotamento dell’aria presente nello spazio morto o cavità tubolare (2) del dispositivo (1) a seguito del suo accoppiamento con l’impianto di condizionamento.
4. 4. Procedimento, secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta fase di creare il vuoto nel dispositivo (1) avviene prima o in seguito le fasi di: a. recuperare il fluido refrigerante presente nell’impianto di condizionamento; b. filtrare il fluido refrigerante recuperato; c. iniettare fluido refrigerante nell’impianto di condizionamento attraverso almeno un dispositivo di raccordo (1).
5. 5. Procedimento, secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che le funzioni di svuotamento e recupero/ricarica sono eseguite mantenendo il dispositivo (1) accoppiato con l’impianto di condizionamento.
6. 6. Procedimento, secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta fase di creare il vuoto nel dispositivo di raccordo (1) prevede di recuperare fino a 3 grammi di fluido refrigerante.