ITUA20164578A1 - Macchina per il lavaggio di un filtro antiparticolato e relativo procedimento di lavaggio. - Google Patents

Macchina per il lavaggio di un filtro antiparticolato e relativo procedimento di lavaggio.

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Eugenio Rinaldo Speroni
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Eugenio Rinaldo Speroni
Ferdinando Antonio Scarnato
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    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
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    • B01D—SEPARATION
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Description

Macchina per il lavaggio di un filtro antiparticolato e relativo procedimento di lavaggio .
D E S C R I Z I O N E
Il presente trovato ha come oggetto una macchina per il lavaggio di un filtro antiparticolato di un veicolo a motore ed il relativo procedimento di lavaggio.
I filtri antiparticolato hanno la funzione di intercettare i gas di scarico emessi dai veicoli a motore, ed in particolare dai veicoli a motore Diesel, per filtrare le particelle inquinanti, da cui il nome "antiparticolato", che originano dalla combustione del gasolio.
La cenere prodotta dalla combustione del gasolio tende ad accumularsi nel filtro antiparticolato, causando un aumento della caduta di pressione del gas che passa attraverso il filtro e quindi determinando un aumento dei consumi di carburante, oltre che un peggioramento delle capacità di abbattimento del filtro.
Le fonti principali dì cenere sono costituite dagli oli di lubrificazione del motore, dal carburante stesso , nonché dalle particelle metalliche che originano dall'usura del motore. Attualmente sono noti metodi per la cosiddetta rigenerazione dei filtri antiparticolato, i quali prevedono lo smontaggio del filtro antiparticolato dal veicolo e il suo lavaggio.
Il filtro viene generalmente lavato per mezzo di un fluido di lavaggio che attraversa il filtro nella direzione opposta a quella di emissione dei gas durante l'utilizzo nel veicolo.
Tale lavaggio può essere eseguito con portate e pressioni del fluido di lavaggio variabili in funzione delle dimensioni del filtro e/o del grado di intasamento del filtro.
I metodi di lavaggio di tipo noto non sono tuttavia scevri da inconvenienti, tra i quali va annoverato il fatto che essi non consentono una buona pulizia del filtro, per i motivi di seguito spiegati .
Le particelle di cenere, date le loro dimensioni, tendono ad intasare il filtro antiparticolato accumulandosi nella parte finale del filtro. L'accumulo di ceneri modifica la geometria e riduce le dimensioni dei canali filtranti di cui è costituito un filtro antiparticolato . Di conseguenza il filtro antiparticolato diventa inefficiente nel trattenimento del particolato e della fuliggine, in quanto l'accumulo di ceneri nei canali filtranti, ed in particolare nella loro porzione finale, riduce il volume a disposizione per il deposito del particolato e della fuliggine e ne modifica la corretta distribuzione lungo le pareti del canale filtrante, determinandone il deposito solo nella porzione iniziale dei canali filtranti, dove ancora non si è depositata la cenere.
Per via della struttura dei filtri antiparticolato, con i metodi di lavaggio di tipo noto il fluido di lavaggio non riesce a raggiungere, e quindi a smuovere, la cenere accumulata nella porzione finale dei canali filtranti, rendendo inefficace l'azione del fluido di lavaggio, e permettendo di fatto al più solo il lavaggio del particolato e della fuliggine che non è imprigionata dalla presenza delle ceneri.
Compito precipuo del presente trovato consiste nel fatto di realizzare una macchina ed un relativo procedimento per il lavaggio di un filtro antiparticolato di un veicolo a motore che superi i limiti della tecnica nota consentendo di rimuovere in maniera ottimale sia la cenere che la fuliggine che si accumulano nel filtro antiparticolato .
Nell'ambito di questo compito, uno scopo del presente trovato è quello di realizzare un procedimento di lavaggio che sia semplice e veloce da implementare e che riduca i tempi necessari per rigenerare un filtro antiparticolato.
Un altro scopo del trovato consiste nel fatto di realizzare una macchina per il lavaggio dei filtri antiparticolato che sia facile da utilizzare da parte di un operatore.
Un ulteriore scopo del trovato consiste nel fatto di realizzare una macchina ed un procedimento di lavaggio che siano in grado di dare le più ampie garanzie di affidabilità e sicurezza nell'uso.
Un altro scopo del trovato consiste nel fatto di realizzare una macchina ed un procedimento per il lavaggio dei filtri antiparticolato che possano essere adattati al trattamento di diversi tipi di filtri antiparticolato, qualsiasi sia il loro grado di intasamento.
Un altro scopo del trovato consiste nel fatto di realizzare una macchina per il lavaggio di filtri antiparticolato che sia facile da realizzare ed economicamente competitiva se paragonata alla tecnica nota.
Il compito sopra esposto, nonché gli scopi accennati ed altri che meglio appariranno in seguito, vengono raggiunti da una macchina per il lavaggio di un filtro antiparticolato di un veicolo a motore comprendente una linea di alimentazione di un fluido di lavaggio atta ad immettere un flusso di detto fluido di lavaggio attraverso un filtro antiparticolato, caratterizzata dal fatto di comprendere mezzi di presa di detto filtro antiparticolato configurati per ruotare detto filtro antiparticolato.
Il compito sopra esposto, nonché gli scopi accennati ed altri che meglio appariranno in seguito vengono inoltre raggiunti da un procedimento per il lavaggio di un filtro antiparticolato caratterizzato dal fatto di comprendere le fasi di:
• posizionare un filtro antiparticolato in una prima posizione sostanzialmente verticale; immettere, ad una prima estremità di detto filtro antiparticolato, un primo flusso dì un fluido di lavaggio attraverso detto filtro antiparticolato;
ruotare detto filtro antiparticolato in una seconda posizione sostanzialmente verticale e opposta rispetto a detta prima posizione;
immettere, ad una seconda estremità di detto filtro antiparticolato, un secondo flusso di un fluido di lavaggio attraverso detto filtro antiparticolato .
Ulteriori caratteristiche e vantaggi risulteranno maggiormente dalla descrizione di una forma di realizzazione preferita, ma non esclusiva, di una macchina per il lavaggio di un filtro antiparticolato di un veicolo a motore, illustrata a titolo indicativo e non limitativo con l'ausilio degli allegati disegni in cui:
la figura 1 è una vista prospettica di una forma di realizzazione di una macchina per il lavaggio di un filtro antiparticolato, secondo il trovato;
la figura 2 è una vista frontale della macchina di figura 1, secondo il trovato;
la figura 3 è una vista in sezione della macchina rappresentata in figura 2 effettuata secondo l'asse III-III;
le figure da 4 a 8 rappresentano una vista frontale della macchina di figura 1 durante cingue successive fasi del procedimento di lavaggio di un filtro antiparticolato;
la figure 4a e 5a rappresentano una vista in pianta dall'alto della macchina rappresentata, in vista frontale, rispettivamente nelle figure 4 e 5;
la figura 9 illustra schematicamente una porzione di un filtro antiparticolato intasato da cenere e fuliggine;
le figure 10 e 11 illustrano schematicamente due fasi del procedimento di lavaggio del filtro antiparticolato di figura 9.
Con riferimento alle figure citate, la macchina per il lavaggio di un filtro antiparticolato di un veicolo a motore, indicata globalmente con il numero di riferimento 1, comprende una linea di alimentazione di un fluido di lavaggio 3 atta ad immettere un flusso di tale fluido di lavaggio attraverso un filtro antiparticolato 2.
Il fluido di lavaggio comprende vantaggiosamente una componente liquida ed una componente gassosa.
Secondo il trovato, la macchina 1 comprende mezzi di presa 4 del filtro 2 configurati per ruotare il filtro 2.
Vantaggiosamente i mezzi di presa 4 sono configurati per ruotare il filtro 2 tra due posizioni sostanzialmente verticali opposte tra loro e per mantenere il filtro 2 in tali posizioni sostanzialmente verticali durante l'immissione del flusso di fluido di lavaggio.
I mezzi di presa 4 comprendono vantaggiosamente primi mezzi attuatori 5 configurati per azionare una pinza 6 per la presa del filtro 2.
La macchina 1 comprende vantaggiosamente secondi mezzi attuatori 7 configurati per ruotare i mezzi di presa 4.
Vantaggiosamente i primi mezzi attuatori 5 comprendono una ruota dentata 9 associata ad una coppia di cremagliere 10, laddove ciascuna cremagliera 10 aziona una ganascia della pinza 6.
In questo modo il movimento di avvicinamento delle ganasce della pinza 6 risulta essere sostanzialmente simmetrico rispetto ad un piano centrale. Di conseguenza la presa del filtro 2 da parte della pinza 6 è più precisa e stabile.
La macchina 1 comprende vantaggiosamente una linea di asciugatura 8 atta ad immettere un flusso di un gas di asciugatura attraverso il filtro 2.
Vantaggiosamente il gas di asciugatura può avere una temperatura sostanzialmente compresa tra 60 e 120°C. Tale intervallo di temperatura costituisce un ottimo compromesso tra il consumo elettrico e termico e la durata della fase di asciugatura .
Vantaggiosamente i mezzi di presa 4 sono configurati per ruotare, e quindi mantenere, il filtro antiparticolato 2 nelle posizioni sostanzialmente verticali sopra descritte anche durante l'immissione del flusso di gas di asciugatura .
Vantaggiosamente la linea di asciugatura 8 e la linea di alimentazione del fluido di lavaggio 3 condividono la stessa porzione terminale, ossia la porzione che si impegna con il filtro 2 per immettervi il gas di asciugatura o il fluido di lavaggio
Vantaggiosamente la macchina 1 comprende una soffiante, a sua volta comprendente una valvola di inversione configurata per permettere selettivamente alla soffiante di operare in aspirazione per rilevare l'intasamento del filtro antiparticolato 2 o in soffiaggio per generare il flusso di gas di asciugatura .
La rilevazione dell'intasamento del filtro 2 è generalmente eseguita prima di sottoporlo al procedimento di lavaggio, e dopo, in modo da valutare l'efficacia del lavaggio.
Secondo la tecnica nota, la rilevazione dell'intasamento di un filtro antiparticolato è generalmente eseguita immettendo un flusso d'aria in pressione nel filtro e rilevando la caduta di pressione con un manometro.
Tuttavia tale lettura dipende fortemente dalla portata del flusso di aria immesso nel filtro e dal volume del filtro e risulta pertanto spesso falsata .
Il fatto di prevedere che la soffiante possa operare anche in aspirazione, grazie alla valvola di inversione, consente di effettuare la lettura della caduta di pressione all'interno del filtro in un regime di aspirazione, il che rende molto più accurata la lettura, e fornisce valori di intasamento del filtro molto più affidabili e ripetibili, anche per filtri di volumi molto diversi tra loro.
La linea di alimentazione del fluido di lavaggio 3 può comprendere un piattello superiore 11, vantaggiosamente condiviso anche dalla linea di asciugatura 8, mobile in avvicinamento al filtro 2, quando esso è nella posizione verticale di lavaggio o asciugatura.
Inoltre la macchina 1 può comprendere un supporto inferiore 12, mobile in avvicinamento al filtro 2, quando esso è nella posizione verticale di lavaggio o asciugatura, atto a sostenere da sotto il filtro 2.
Vantaggiosamente il piattello superiore 11 e il supporto inferiore 12 possono essere azionati da relativi attuatori.
Il fluido di lavaggio può comprendere una componente liquida, ad esempio acqua, immessa nel filtro 2 con una portata sostanzialmente compresa tra 30 e 1201/min e preferibilmente sostanzialmente pari a 90 l/min. Tale componente liquida può avere una temperatura compresa tra 50 e 100°C, ed essere preferibilmente sostanzialmente pari a 80°C.
Il fluido di lavaggio può comprendere anche una componente gassosa ad alta pressione, e più specificatamente avente una pressione sostanzialmente compresa tra 2 e 10 bar, e preferibilmente compresa tra 2 e 5 bar.
Il procedimento per il lavaggio di un filtro antiparticolato 2, secondo il trovato, comprende le fasi di:
posizionare il filtro antiparticolato 2 in una prima posizione sostanzialmente verticale; immettere, ad una prima estremità 20 del filtro antiparticolato 2, un primo flusso di un fluido di lavaggio attraverso il filtro 2 stesso;
ruotare il filtro antiparticolato 2 in una seconda posizione sostanzialmente verticale e opposta rispetto alla prima posizione; immettere, ad una seconda estremità 21 del filtro 2, un secondo flusso di un fluido dì lavaggio attraverso il filtro 2 stesso.
Vantaggiosamente il procedimento di lavaggio del filtro 2 comprende anche le fasi di: posizionare il filtro 2 in una prima posizione sostanzialmente verticale;
immettere, alla prima estremità 20 del filtro 2, un primo flusso di un gas di asciugatura attraverso il filtro 2 stesso;
ruotare il filtro 2 in una seconda posizione sostanzialmente verticale e opposta rispetto alla prima posizione;
immettere, alla seconda estremità 21 del filtro 2, un secondo flusso di un gas di asciugatura attraverso il filtro 2 stesso.
Vantaggiosamente, il procedimento di lavaggio del filtro antiparticolato 2 comprende le fasi di:
collocare il filtro 2 nei mezzi dì presa 4,in modo che essi trattengano il filtro 2 in una posizione sostanzialmente orizzontale; ruotare il filtro 2 da tale posizione sostanzialmente orizzontale ad una delle due posizioni sostanzialmente verticali.
Vantaggiosamente inoltre le fasi di rotazione del filtro antiparticolato 2 tra le due posizioni verticali sostanzialmente opposte e le fasi di immissione dei flussi di fluido di lavaggio possono essere ripetute ciclicamente un numero di volte sufficiente a garantire una buona pulizia del filtro antiparticolato 2.
Le figure da 4 a 8 illustrano più dettagliatamente le fasi del procedimento di lavaggio del filtro antiparticolato 2.
In figura 4, e nella corrispondente figura 4a, è illustrata la configurazione di riposo della macchina 1, con i mezzi di presa 4 posizionati in modo che il filtro 2 possa essere collocato manualmente tra le ganasce della pinza 6, in posizione orizzontale.
In tale configurazione la pinza 6 viene serrata in modo da trattenere saldamente il filtro 2 .
Successivamente, come indicato dalla freccia 22, i mezzi di presa 4 sono ruotati di circa 90° in modo da portare il filtro 2 in una prima posizione verticale.
In figura 5, e nella corrispondente figura 5a, è illustrata la macchina 1 con il filtro 2 in posizione verticale. In tale configurazione viene dapprima sollevato il supporto inferiore 12, come indicato dalla freccia 23, per sostenere da sotto il filtro 2, e successivamente viene abbassato il piattello superiore 11, come indicato dalla freccia 24, in modo da affacciarsi alla prima estremità 20 del filtro 2.
In figura 6 è illustrata una prima fase di immissione del flusso di fluido di lavaggio attraverso il filtro 2.
Terminata la prima fase di lavaggio, il supporto inferiore 12 e il piattello superiore 11 vengono allontanati dal filtro 2, come indicato dalle frecce 25.
Successivamente il filtro 2 viene ruotato di 180°, come indicato dalla freccia 26, nella seconda posizione verticale, in modo da portare la seconda estremità 21 in corrispondenza del piattello superiore 11.
A questo punto si ripetono le fasi di avvicinamento del supporto inferiore 12 e del piattello superiore 11 al filtro 2 e di immissione del flusso di fluido di lavaggio.
Tali operazioni possono essere ripetute un numero di volte sufficiente a garantire una buona pulizia del filtro 2.
Le fasi di lavaggio possono poi essere ripetute in maniera sostanzialmente identica per la procedura di asciugatura del filtro 2, attraverso un flusso di gas di asciugatura che viene immesso nel filtro 2 attraverso il piattello superiore 11.
La possibilità di ruotare il filtro 2 tra due posizioni verticali opposte e quindi di immettere il flusso di gas di asciugatura da entrambe le estremità 20 e 21 del filtro 2 consente di asciugare il filtro 2 in maniera più rapida ed efficiente .
In figura 9 è esemplificata una porzione di un filtro antiparticolato 2 attraversato dai gas di scarico del motore, indicati con il numero 27 . Nella porzione terminale 21 del filtro 2 tendono ad accumularsi ceneri e fuliggini 28 che riducono l’efficienza filtrante del filtro 2, in quanto intasano le pareti dei canali filtranti, impedendo il loro corretto funzionamento.
In figura 10 è illustrata una prima fase di lavaggio del filtro 2. Il fluido di lavaggio, indicato con il numero 29, viene immesso dall 'estremità 20 del filtro 2 ed impatta con forza, dati i regimi di pressione e portata imposti, sugli accumuli di cenere e fuliggine 28, ammorbidendoli e scalfendoli.
Quando il filtro 2 viene ruotato di 180°, come esemplificato dalla freccia 26 in figura 11, il fluido di lavaggio 29 presente nei canali filtranti tende a cadere, per forza di gravità, trascinando con sé i residui 30 di cenere e fuliggine rimossi dalle pareti dei canali filtranti .
Il ripetersi ciclico di queste fasi consente di eliminare in maniera ottimale gli accumuli di cenere e fuliggine 28.
Si è in pratica constatato come la macchina e il procedimento per il lavaggio di filtri antiparticolato, secondo il presente trovato, assolva il compito nonché gli scopi prefissati in quanto consente di rigenerare in maniera molto più efficiente i filtri antiparticolato.
Un altro vantaggio della macchina e del procedimento secondo il trovato, consiste nel fatto che la rigenerazione dei filtri è molto più rapida, sia per quanto riguarda la fase di lavaggio, che per quanto riguarda la fase di asciugatura .
Un ulteriore vantaggio della macchina e del procedimento, secondo il trovato, consiste nel fatto che tale macchina e tale procedimento eseguono un'ottimale rigenerazione del filtro a prescindere dalle sue dimensioni e dal suo grado di intasamento.
Un altro vantaggio della macchine e del procedimento, secondo il trovato, consiste nel fatto che l'accesso alla macchina viene eseguito solo per caricare e scaricare il filtro antiparticolato all'inizio e alla fine del procedimento di lavaggio e asciugatura. Infatti non è necessario spostare il filtro né durante le singole fasi di lavaggio e asciugatura, né tra una fase e l'altra.
Un ulteriore vantaggio della macchina, secondo il trovato, consiste nel fatto di avere dimensioni e ingombri contenuti.
La macchina per il lavaggio di filtri antiparticolato, ed il relativo procedimento di lavaggio così concepiti sono suscettibile di numerose modifiche e varianti tutte rientranti nell'ambito del concetto inventivo.
Inoltre, tutti i dettagli potranno essere sostituiti da altri elementi tecnicamente equivalenti .
In pratica, i materiali impiegati, purché compatibili con l'uso specifico, nonché le dimensioni e le forme contingenti potranno essere qualsiasi a seconda delle esigenze.

Claims (10)

  1. R I V E N D I C A Z I O N I 1. Macchina (1) per il lavaggio di un filtro antiparticolato (2) di un veicolo a motore comprendente una linea di alimentazione di un fluido di lavaggio (3) atta ad immettere un flusso di detto fluido di lavaggio attraverso un filtro antiparticolato (2), caratterizzata dal fatto di comprendere mezzi di presa (4) di detto filtro antiparticolato (2} configurati per ruotare detto filtro antiparticolato (2).
  2. 2. Macchina (1), secondo la rivendicazione (1) caratterizzata dal fatto che detti mezzi di presa (4) sono configurati per ruotare detto filtro antiparticolato (2) tra due posizioni sostanzialmente verticali opposte tra loro e per mantenere detto filtro antiparticolato (2) in dette posizioni sostanzialmente verticali durante l'immissione di detto flusso di detto fluido di lavaggio .
  3. 3. Macchina (1), secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzata dal fatto che detti mezzi di presa (4) comprendono primi mezzi attuatori (5) configurati per azionare una pinza (6) per la presa di detto filtro antiparticolato (2).
  4. 4. Macchina (1), secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto di comprendere secondi mezzi attuatori (7) configurati per ruotare detti mezzi di presa (4).
  5. 5. Macchina (1), secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto di comprendere una linea di asciugatura (8) atta ad immettere un flusso di un gas di asciugatura attraverso detto filtro antiparticolato (2), detti mezzi di presa (4) essendo configurati per ruotare detto filtro antiparticolato (2) tra due posizioni sostanzialmente verticali opposte tra loro e per mantenere detto filtro antiparticolato (2) in dette posizioni sostanzialmente verticali durante l'immissione di detto flusso di detto gas di asciugatura .
  6. 6. Macchina (1), secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto di comprendere una soffiante, detta soffiante comprendendo una valvola di inversione configurata per permettere selettivamente a detta soffiante di operare in aspirazione per rilevare l'intasamento di detto filtro antiparticolato (2) o in soffiaggio per generare detto flusso di detto gas di asciugatura.
  7. 7. Procedimento per il lavaggio di un filtro antiparticolato (2) caratterizzato dal fatto di comprendere le fasi di: posizionare un filtro antiparticolato (2) in una prima posizione sostanzialmente verticale; immettere, ad una prima estremità (20) di detto filtro antiparticolato (2), un primo flusso di un fluido di lavaggio attraverso detto filtro antiparticolato (2); ruotare detto filtro antiparticolato (2) in una seconda posizione sostanzialmente verticale e opposta rispetto a detta prima posizione; immettere, ad una seconda estremità (21) di detto filtro antiparticolato (2), un secondo flusso di un fluido di lavaggio attraverso detto filtro antiparticolato (2).
  8. 8. Procedimento, secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto di comprendere le fasi di: posizionare detto filtro antiparticolato (2) in una prima posizione sostanzialmente verticale; immettere, ad una prima estremità (20) di detto filtro antiparticolato (2), un primo flusso di un gas di asciugatura attraverso detto filtro antiparticolato (2); ruotare detto filtro antiparticolato (2) in una seconda posizione sostanzialmente verticale e opposta rispetto a detta prima posizione; immettere, ad una seconda estremità (21) di detto filtro antiparticolato (2), un secondo flusso di un gas di asciugatura attraverso detto filtro antiparticolato (2).
  9. 9. Procedimento, secondo le rivendicazioni 7 o 8, caratterizzato dal fatto di comprendere le fasi di : collocare detto filtro antiparticolato (2) in mezzi di presa (4), detti mezzi di presa (4) trattenendo detto filtro antiparticolato (2) in una posizione sostanzialmente orizzontale; ruotare detto filtro antiparticolato (2) da detta posizione sostanzialmente orizzontale ad detta prima o seconda posizione sostanzialmente verticale.
  10. 10. Procedimento, secondo una o più delle rivendicazioni da 7 a 9, caratterizzato dal fatto che dette fasi di rotazione di detto filtro antiparticolato (2) tra dette due posizioni verticali sostanzialmente opposte e dette fasi di immissione di detti flussi di detto fluido di lavaggio sono ripetute ciclicamente.
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