MXPA01012161A - Metodo para detectar fugas de un recipiente de expansion de vapor de agua. - Google Patents

Abstract

Se pueden detectar fugas en un recipiente de expansion de vapor de agua, durante un ciclo de curacion a alta temperatura, usando un sensor de la humedad. La efectividad de este sensor de la humedad puede ser aumentada seleccionando o creando una ruta en el aparato que incorpora el sensor de la humedad, la cual tiende a dirigir el vapor de agua que escapa al sensor de la humedad, en un flujo substancialmente concentrado. Este sensor de humedad puede ser encajado en una porcion del aparato.

Description

MÉTODO PARA DETECTAR FUGAS DE UN RECIPIENTE DE EXPANSIÓN DE VAPOR DE AGUA Campo Técnico Esta invención se refiere a un método para inspeccionar la evidencia de fugas de un recipiente de expansión de vapor de agua y, más particularmente, a un método para inspeccionar la evidencia de fugas por agujeros diminutos en un recipiente de expansión de vapor de agua.

Técnica Anterior Los recipientes de expansión de vapor de agua se pueden usar en la industria para activar un equipo y pueden tener aplicación en una variedad de propósitos. Muchos dispositivos de curación para productos moldeados usan un recipiente de expansión, también conocido como una bolsa de curación. En un dispositivo de curación, la mayoría de los recipientes de expansión se presurizan con una fuente fluida de calor, tal como el vapor de agua. Este vapor de agua causa que el recipiente de expansión se expanda, empujando el producto firmemente contra el molde. Además, el calor desde el vapor de agua ayuda a curar, al menos parcialmente, el producto moldeado.

Ocurren problemas cuando un defecto, tal como una fuga desde agujeros diminutos, se forma en el recipiente de expansión. En la industria de llantas, las fugas por agujeros diminutos en los recipientes de expansión en los dispositivos de curación, es una de las causas mayores en la industria de desechos de las llantas. Las fugas en agujeros diminutos en los recipientes de expansión cuestan a los fabricantes millones de dólares por año. Una fuga de agujero diminuto permite que el vapor de agua a alta temperatura haga contacto con el forro interno de una llanta. Un posible resultado de este contacto es un área curada insuficientemente en el forro interno. Otro posible resultado es la permeación del vapor de agua dentro del área de las capas de la llanta, causando una ampolla, que puede resultar en la separación de estas capas. Actualmente, la primera inspección de una llanta por los efectos de las fugas de agujeros diminutos ocurre en el área de acabado final de la planta de llantas, minutos después que la llanta deja el dispositivo de curación. Si una llanta en el acabado final se encuentra es defectuosa, como resultado de una fuga de agujero diminuto, entonces hasta diez llantas adicionales pueden haber sido curadas con el mismo defecto en el recipiente de expansión, antes de descubrir el problema. Generalmente, todas estas llantas deben ser desechadas.

Con el fin de reducir los desechos causados por los recipientes de expansión defectuosos, los recipientes de expansión son cambiados después de un número establecido de ciclos. Esta medida preventiva no siempre impide el desecho, sin embargo, debido a que la fuga de agujeros diminutos puede ser desarrollada antes de este número establecido de ciclos. Adicionalmente, esta medida preventiva puede cambiar algunos de los recipientes de expansión que aún tienen mucho más ciclos en su vida efectiva. Así, las llantas desechadas pueden aún resultar, se pierde dinero por no utilizar la vida completa en el recipiente de expansión y surgen costos adicionales en la mano de obra, debidos a los cambios más frecuentes del recipiente de expansión. Éste ha sido un problema continuo en la industria de las llantas, puesto que la curación de bolsa fue introducida en 1960. La industria ha hecho muchos intentos en resolver este problema con varios grados de efectividad. Colé et al., en la patente de EE.UU., No. 3,942,922, enseña un aparato para curar una llanta, que tiene una cavidad interna, que usa vapor de agua como un medio de presión del fluido y calor. El régimen de tiempo de la pérdida de presión en la cavidad se determina en cada ciclo de curación de la llanta, cerrando la cavidad para formar una cámara completamente cerrada por un tiempo de prueba menor que el tiempo de curación normal para una llanta. La pérdida de presión durante el tiempo de prueba se vigila y si se determina es mayor del normal, un dispositivo de alerta es accionado y los elementos para cargar la siguiente llanta dentro del molde se hacen inactivos. Garrison, en la patente de EE.UU., No. 4,188,818, enseña un dispositivo auto-contenido para descargar selectivamente un gas presurizado dentro de un recipiente sellado herméticamente, para hacer posible la prueba de fugas del recipiente. Se usa un impulsor lineal para abrir un cilindro pequeño de alta presión, que se carga con un gas de detección. El mecanismo se monta en el interior de una tapa, que se sella sobre el recipiente el cual se va a probar. Jones, en la patente de EE.UU., No. 4,221,124 enseña un sensor del flujo de bajo nivel, para detectar fugas y rupturas de la bolsa. Se usa un circuito lógico de modo doble para vigilar las fugas de la bolsa, donde existen fallas de nivel bajo durante una porción seleccionada previamente de un ciclo de curación, y en otros momentos requiere el flujo sostenido al sensor por un tiempo predeterminado, para indicar rupturas de la bolsa o fallas de alto nivel. Una señal de alarma se genera y el ciclo se interrumpe para prevenir la carga de una siguiente llanta en una prensa de curación, si se detecta una fuga.

Los fabricantes de dispositivos de curación han intentado limitar los productos de desecho causados por las fugas de agujeros diminutos en recipientes de expansión, por la incorporación de un sistema de inspección en el dispositivo de curación. Antes que el producto sea curado, se coloca dentro del dispositivo de curación, el recipiente de expansión del dispositivo de curación se presuriza. El recipiente de expansión presurizado es aislado cerrando las válvulas en las líneas de suministro y de descarga. El sistema de inspección vigila la presión en el recipiente de expansión para determinar si está presente una fuga. La patente de EE.UU., No. 5,417,900, intitulada "Detector de Fugas de Vacío para una Prensa de Curación de Llantas", revela un dispositivo y un método para detectar una fuga en una bolsa elastomérica, que se puede inflar, de una prensa de curación. El fluido de curación gastado se bombea a través de una línea de escape en la cual se coloca un expulsor venturi. Este expulsor venturi causa la creación de un vacío, conforme se remueve el fluido. Un sensor de vacío vigila este vacío. Si no se alcanza una fuerza de vacío predeterminada, en un tiempo predeterminado, se supone existe una fuga. Estos sistemas de la técnica anterior trabajan bien cuando ocurre una fuga en el acoplamiento que une el recipiente de expansión al dispositivo de curación. Sin embargo, estos sistemas no son adecuados para detectar una fuga de agujero diminuto en un recipiente de expansión. Puesto que la cantidad de fluido, perdida a través de la fuga desde el agujero diminuto es pequeña, con relación a una fuga del acoplamiento, la determinación de la presencia de tal fuga, que usa sensores de presión y/o de vacío, es muy difícil. Estos dispositivos también señalan fugas en los sellos de la bolsa. Los presentes inventores han buscado desde hace tiempo una solución efectiva al problema de detectar fugas en un recipiente de expansión de vapor de agua. En el pasado, métodos de detección que se han tratado incluyen detectar el flujo de masa del nitrógeno desde el molde; la adición de un tinte al vapor de curación y el uso de un sensor de radiación UV o un sensor de color para detectar el escape del tinte; el uso de gases de investigación insertados en una bolsa, y el uso de sensores de gas para detectar los gases de investigación insertados; el uso de sensores térmicos infrarrojos; y probando la humedad relativa alrededor del molde. Mientras todos estos métodos se pueden usar teóricamente, se encontró que la aplicación de cada uno de estos métodos tienen algunas limitaciones prácticas. Al probar la humedad relativa, por ejemplo, se encontró que las "humedad relativa" a altas temperaturas, tiene menos significado, puesto que el vapor de agua no se condensa fácilmente y el punto de rocío es tan alto que los recursos normales para probar la humedad relativa no son aplicables.

Compendio de la Invención Un método para detectar las fugas en un recipiente de expansión activado por vapor de agua se usa en el equipo industrial, y comprende las etapas de crear o seleccionar una ruta en el equipo industrial a través de la cual el vapor de agua viajará si escapa desde un recipiente de expansión activado por vapor de agua, y colocando un sensor de humedad en esta ruta. El método de detectar fugas comprende la etapa ulterior de seleccionar un sensor de humedad, que tiene la capacidad de detectar la humedad a una temperatura de 25 hasta 200°C, y comprende la etapa de usar datos desde cada ciclo de activación, para establecer un promedio o línea base de humedad de una pluralidad de ciclos de activación, y comprende la etapa ulterior de suministrar un control de computadora para el equipo industrial, de manera que cuando se detecte una fuga, suene una alarma y el equipo industrial es parado automáticamente. Se suministra una etapa más de colocar un filtro en la ruta entre el recipiente de expansión activado y el sensor, y el filtro es permeable al vapor de agua.

En la modalidad ilustrada, el equipo industrial es un molde de curación para una llanta neumática, y la ruta incluye un tornillo de refuerzo en un área del molde en la proximidad de un área de pestaña de una llanta, la cual se cura en el molde, y el método comprende la etapa ulterior de colocar el sensor de humedad en el tornillo de refuerzo. La bolsa de curación se centra substancialmente en la llanta que se cura, y este tornillo de refuerzo está en proximidad de un poste del centro de la bolsa de curación. En una modalidad alternativa, un conducto puede ir desde el tornillo de refuerzo a una posición remota del molde, y el sensor de humedad puede ser colocado en el extremo del conducto. El molde, en la modalidad ilustrada, es un molde de dos piezas, y el método puede comprender la etapa ulterior de colocar el sensor en o alrededor de la porción superior del molde. Un aparato para curar un artículo comprende un elemento de configuración, para configurar el artículo durante la curación, un recipiente de expansión dentro del elemento de configuración, el recipiente de expansión tiene la capacidad de resistir temperaturas elevadas y altas presiones. En la operación del aparato, el recipiente de expansión es inflado con vapor de agua y usado para empujar el artículo dentro del elemento de configuración, y un sensor de la humedad absoluta se coloca en proximidad del recipiente de expansión y el elemento de configuración, en una ruta seleccionada para detectar la fuga del vapor de agua desde el recipiente de expansión. El aparato para curar un artículo comprende un molde de curación para una llanta neumática, y un sensor de la humedad absoluta, el cual tiene la capacidad de detectar la humedad a 25 hasta 200°C. En la modalidad ilustrada, el aparato comprende un molde de llanta de dos piezas. El aparato además comprende un imán unido al molde de duración, el sensor de la humedad absoluta se une al imán, por lo cual el sensor de la humedad absoluta se mantiene en el lugar por el imán.

Definiciones Para facilitar el entendimiento de esta descripción, se definen los siguientes términos. "Pestaña", significa esa parte de la llanta que comprende un miembro anular de tensión envuelto por cordones de capas y configurado, con o sin otros elementos de refuerzo, tal como aletas, cincelador, vértices, protectores de dedos y raspadores, para adaptarse a un aro de diseño. Las pestañas se asocian con la retención de la llanta al aro de la rueda.

"Curación" significa el proceso de calentar, o tratar de otra manera, un compuesto de hule o de plástico, para convertirlo de un material termoplástico o fluido en un estado sólido, relativamente resistente al calor, causando el entrelazamiento del compuesto. "Elastómero" significa un material resiliente capaz de recuperar el tamaño y configuración después de la deformación. "Artículo elastomérico" es un artículo que se obtiene, al menos parcialmente, de un elastómero. "Forro interno" significa la capa o capas del elastómero u otro material que forme la superficie interna de una llanta sin cámara que contenga el fluido de inflado dentro de la llanta. "Llanta neumática" significa un dispositivo mecánico laminado de configuración generalmente toroidal, usualmente un toro abierto, que tiene pestañas y una banda de rodamiento y se hace de hule, productos químicos, tela y acero u otros materiales. Cuando se monta sobre la rueda de un vehículo motor, la llanta, a través de su banda de rodamiento, suministra tracción y contiene el fluido que sostiene la carga del vehículo. "Radial" o "radialmente" se usan para significar la direcciones hacia o en alejamiento del eje de rotación de la llanta.

Breve Descripción de los Dibujos La Figura 1 es una vista de un artículo elastomérico en un dispositivo de curación de la técnica anterior, con un recipiente de expansión. La Figura 2 es una vista esquemática de modificaciones de la invención en un dispositivo de curación, de acuerdo con la Figura 1. La Figura 3 es una representación de una llanta y una bolsa de curación en un molde de dos piezas. La Figura 4 es una gráfica de los resultados de prueba, que usa el aparato de la invención.

Descripción Detallada de la Invención Para facilidad de la descripción, la presente invención será descrita por lo que se refiere al equipo de curación de la llanta. Los expertos en la materia reconocerán que la invención puede ser usada en otros tipos del equipo de curación, que usan un recipiente de expansión de vapor de agua y otros tipos de equipo, donde se puede usar un recipiente de expansión de vapor de agua. En el desarrollo de la presente invención, se ha encontrado que los sensores de la humedad relativa no trabajan en la invención en o cerca del molde, debido a que el punto de rocío del vapor de escape es tan alto a las temperaturas usadas, que los datos no se registran en un sensor de humedad relativa. Puesto que las temperaturas usadas para curar las llantas se encuentran normalmente en el intervalo de 140 a 180°C, con el fin de probar las fugas en una bolsa de curación midiendo la pérdida del vapor de agua, se cree que es necesario encontrar un sensor que sea capaz de detectar el vapor de agua a 100 hasta 200°C, y no se destruya por las altas temperaturas involucradas. Después de evaluar un número de métodos de prueba para encontrar una fuga en una bolsa de curación, los inventores trataron un sensor de la humedad absoluta, el cual se usa en la industria en el proceso de alimentos, autoclaves, hornos de inyección de vapor de agua, secadores industriales, secadores de ropa, producción de catalizadores y recuperación del calor desecante. El sensor usado en la modalidad ilustrada fue provisto por Ohmic Instruments Company, Easton, Maryland. El sensor ABS-300 tiene dos elementos de termistor correspondientes, uno estando encapsulado herméticamente en vidrio en nitrógeno seco, y el otro expuesto al ambiente. El vapor de agua, que contiene aire, exhibe una conductividad térmica mayor de aquélla del nitrógeno seco, y la diferencia en la disipación del calor, entre los dos termistores, crea una diferencial de temperatura, que es exhibida como una diferencia del potencial eléctrico. El sensor se ha encontrado es particularmente adecuado para medir la humedad absoluta a 100 hasta 200°C, que cubre el intervalo de temperatura usado en la curación de las llantas, y que puede ser usado a 25 hasta 200°C. La Figura 1 ilustra un artículo elastomérico, en este caso una llanta 10, en un dispositivo de curación 12 de la técnica anterior. El dispositivo 12 de curación tiene un recipiente 14 de expansión que se infla cuando un fluido presurizado se introduce en su interior. La Figura 1 muestra el recipiente de expansión en su forma inflada, confinada en un molde 16 de la llanta. En un dispositivo 12 de curación típico, el recipiente 14 de expansión inflado fuerza el artículo elastomérico firmemente contra el molde 16. Mientras el recipiente 14 de expansión presurizado retiene el artículo elastomérico contra el molde 16, este artículo elastomérico se configura por el molde y se calienta para causar la curación. El calor puede ser introducido por vía del molde 16 o por el fluido presurizado. Típicamente, el vapor de agua es usado como tanto el fluido presurizado como la fuente de calor para al menos una porción del tiempo de curación. El molde 16 ilustrado en la Figura 1, es un molde de dos piezas, para la separación del artículo elastomérico curado, y la inserción de un artículo elastomérico sin curar. El fluido presurizado se introduce en el recipiente 14 de expansión a través de un canal 18 de entrada, y sale a través del canal 20 de salida. Este canal 18 de entrada y el canal 20 de salida contienen válvulas que trabajan juntas para regular la presión dentro del recipiente 14 de expansión. En la curación de una llanta 10, una llanta 10 sin curar se coloca en un dispositivo 12 de curación, que tiene un recipiente 14 de expansión. Este recipiente 14 de expansión sin inflar, se coloca radialmente al interior de las pestañas 22 de la llanta. Después que el molde 16 se aserrado, se introduce vapor de agua en el recipiente 14 de expansión y se infla este recipiente 15 de expansión. Conforme se infla este recipiente 14 de expansión, al menos una porción de él entra en la cavidad 24 de la llanta 10. Idealmente, el recipiente 14 de expansión ocupará toda la cavidad 24 y hará contacto con la superficie dentro de la cavidad 24, empujando la llanta 10 contra el molde 16. Generalmente, la superficie dentro de la cavidad 24, que hace contacto con el recipiente 14 de expansión es el forro interno de la llanta 10. El fluido presurizado está contenido dentro del recipiente 14 de expansión por un período de tiempo predeterminado así que la llanta 10 cura, al menos parcialmente. En muchos casos, la fuente de calor se remueve antes de desinflar este recipiente 14 de expansión. El vapor de agua, que actúa como la fuente de calor y el fluido presurizado, se libera lentamente fuera del recipiente 14 de expansión y es reemplazado por otro fluido presurizado, tal como el nitrógeno. Después que ha transcurrido un tiempo predeterminado, el fluido presurizado se libera del recipiente 14 de expansión dentro del canal 20 de salida. Como resultado, el recipiente 14 de expansión se desinfla y es retirado desde la cavidad 24. Finalmente, el molde 16 se abre y la llanta 10, curada al menos parcialmente, se remueve desde el dispositivo de curación. Con referencia a las Figuras 1 y 2, en el método de la invención, un sensor 28 de la humedad absoluta, se coloca en un tornillo 33 de refuerzo de un dispositivo 12 de curación de la técnica anterior, en la modalidad ilustrada de un molde de dos piezas, cerca del poste central 25 que eleva y baja el recipiente 14 de expansión cuando se usa el molde 16 para curar una llanta. El poste central 25 pasa a través de la mitad del recipiente 14 de expansión, el cual, en la modalidad ilustrada, es una bolsa compuesta de elastómero/tela. El extremo abierto superior de la bolsa compuesta, se recoge por el anillo superior 27, que se ajusta sobre el poste central 25. El molde 16 opera insertando una llanta, la cual se va a curar, dentro del molde, cuando el recipiente 14 de expansión se desinfla, y el poste central 25 se retracta hacia la porción inferior del molde. Cuando una llanta se ha colocado en el molde, la porción superior 38 del molde se prensa hacia abajo sobre la porción 23 del molde inferior, y el molde es activado inflando el recipiente 14 de expansión con vapor de agua, y empujando el poste central 25 hacia el tornillo 33 de refuerzo. Los anillos en 0, 26, colocados en el anillo superior 27, sellan el recipiente 14 de expansión contra el poste central 25 para impedir el escape del vapor de agua en el poste central 25. La platina 40 se usa para aplicar presión a la parte superior del molde, para retener las dos porciones de molde juntas, mientras la llanta se somete a alta presión, que empuja la llanta en el molde, creando un patrón moldeado sobre el producto curado. El poste central retracta y extiende la porción superior de la bolsa de curación, es decir la porción de la bolsa de curación en la mitad superior del molde, una distancia substancial en comparación con el movimiento de la bolsa de curación en la mitad de fondo del molde, cada vez que una llanta se cura. Se especula que se debe a la cantidad substancial de flexión de la porción superior de la bolsa, en comparación con la porción de fondo de la bolsa, que la mayoría de los defectos desarrollados del uso de la bolsa de curación se encuentran en la porción superior de la bolsa. Igualmente, el aire caliente y el vapor de agua tienden a elevar, y, por lo tanto, se prefiere coloca el sensor de humedad absoluta en la mitad superior del molde.

Los expertos en la materia reconocerán, sin embargo, que una bolsa de curación, en operación, contiene vapor de agua a alta presión y una fuga del vapor de agua a alta presión forzará el vapor de agua dentro de muchas rutas alrededor de la bolsa de curación y las rutas adecuadas para la colocación de un sensor pueden encontrarse en la mitad inferior del molde. Los inventores han llevado a cabo también ensayos que usan moldes de curación de llanta segmentados, con resultados frustrantes. Los inventores especulan que hay demasiadas restricciones en las rutas potenciales para el vapor de agua en los moldes segmentados más complicados, y que el vapor de agua que escapa de las bolsas de curación perforadas en un molde de curación segmentado no es capaz de encontrar su camino a un sensor de humedad absoluta, colocado similarmente. Sin embargo, los inventores creen que el conocimiento de la naturaleza de la ruta en el molde de dos piezas puede ser aplicado para diseñar una ruta para el molde de curación segmentado, ' y este molde segmentado puede ser modificado para suministrar una ruta para el vapor de agua que escape de las bolsas de curación con fugas. Con referencia ahora a la Figura 3, en la modalidad ilustrada del molde de curación de dos piezas, el sensor 28 se coloca en el tornillo 33 de refuerzo. Esta ubicación se escogió puesto que está próxima al área de pestaña de la llanta, la cual se va a curar. Hay una ruta natural en el molde desde el área de pestaña de la llanta al tornillo 33 de refuerzo, cuando el molde se cierra o se va a abrir. Así, hay un agujero en el recipiente 14 de expansión, el vapor de agua que escapa del recipiente 14 de expansión hará su camino por la ruta en el molde hacia el tornillo 33 de refuerzo y pasará por el sensor 28. Este tornillo 33 de refuerzo se usa, como su función principal, para ajustar la altura de la prensa de molde para curar llantas de diferentes tamaños. Al seleccionar esta ubicación para la colocación del sensor 28 de la humedad absoluta, . los inventores teorizaron que la llanta 10 actuará como una barrera contra cualquier vapor de agua que escapa del recipiente. 14 de expansión, que previene su disipación en el molde, y fuerza al vapor de agua a seguir una ruta fuera de la cavidad 24 de la llanta hacia la pestaña 15. Esta pestaña 15 está adyacente al poste 25 y en proximidad del tornillo 33 de refuerzo, y este tornillo 33 de refuerzo es hueco y se abre a la atmósfera, suministrando una ruta de escape natural para el vapor de agua. Aunque la presión de vapor de agua en la bolsa de curación puede estar a 14 hasta 21 kg/cm2, la mayoría de los defectos de la bolsa aparecen como fisuras o agujeros de tamaño diminuto, y la pérdida total del vapor de agua en un ciclo de curación puede ser sólo de 5 hasta 10 cc (centímetros cúbicos) . Una vez expuesto a la atmósfera, la expansión del vapor de agua causa que este vapor de agua se enfríe, y las moléculas del agua en el vapor de agua se equilibran rápidamente a la presión atmosférica. El tornillo 33 de refuerzo, en efecto, actúa como una chimenea para la ventilación del vapor de agua de expansión y enfriamiento. Puesto que la cantidad del vapor de agua que escapa es muy pequeña, y debido a que la variación del flujo de los gases en un molde puede variar por mucho como 10 cc en curas consecutivas de las llantas del mismo tamaño, se anticipa que será difícil encontrar diferencias detectables entre la humedad atmosférica y la humedad que escapa de la bolsa 23 de curación. Se cree, sin embargo, que impidiendo la disipación del vapor de agua por la barrera provista por la llanta 10 en el molde, la ruta de flujo estrecha entre la pestaña 15 y el poste 25, y la abertura, relativamente estrecha en el tornillo 33 de refuerzo, suministra un flujo concentrado de escape del vapor de agua sobre el sensor 28 de humedad absoluta. Igualmente, se cree que la temperatura, relativamente alta, en la proximidad del molde, reduce la humedad atmosférica alrededor del sensor 28 de humedad absoluta, lo cual aumenta las diferencias en la respuesta del sensor vista durante una curación lograda sin una fuga de bolsa, y una cura donde se usa una bolsa con fugas.

Los expertos en la materia reconocerán que el aparato que usa un recipiente de expansión de vapor de agua, puede ser modificado para crear una ruta en el aparato para el escape del vapor de agua desde el recipiente de expansión. El sensor de humedad absoluta puede luego ser colocado en la ruta para detectar el escape del vapor de agua. Por ejemplo, si no es ya provista por el producto en el molde, una barrera, tal como una bolsa de hule, puede ser incluida en el molde para impedir la disipación del vapor de agua que escapa, un agujero puede ser perforado en el molde en una ubicación definida por un borde o punto terminal de la barrera, y un sensor de la humedad absoluta puede ser colocado en el agujero, donde se espera que un flujo concentrado de vapor de agua esté presente cuando hay una fuga del recipiente de expansión. Otra rutas, y elementos para designar dichas rutas, serán evidentes a los expertos en la materia. Por ejemplo, en los moldes segmentados, discutidos anteriormente, los inventores han considerado usar uno de un número de agujeros de perno, ubicados en el anillo que retiene la bolsa de curación al poste central, como una ruta para el vapor de agua que escapa.

Igualmente, reconociendo la importancia de la ruta, los inventores anticipan que si se usa un conducto para extender la ruta desde el tornillo de refuerzo a un punto alejado del molde, el vapor de agua que escapa a través del molde se puede enfriar suficientemente, por ejemplo a unos 25°C, de manera que un sensor de humedad relativa pueda ser usado para detectar el vapor de agua que escapa al igual que el sensor de humedad absoluta. Así, aunque el trabajo anterior indicó que el sensor de humedad relativa no puede ser usado, con modificaciones apropiadas de la ruta, se cree que dicho sensor trabajará. El sensor 28 se conecta por el cable 32 a un exhibidor 34 de captura de datos y el transmisor 36, que se usan para guardar y cotejar los datos desde el sensor y transmitir estos datos al usuario. El sensor 28 de humedad absoluta, según se muestra en la Figura 2, puede estar interconectado con el dispositivo 12 de curación, mostrado en la Figura 1, de modo que el dispositivo 12 de curación pueda ser detenido al completar un ciclo en el cual se descubrió el vapor de agua escapado. Así, si se encuentra que hay una cantidad mayor de vapor de agua en la atmósfera del tornillo 33 de refuerzo de la ordinaria, el dispositivo 12 de curación será detenido. El aparato usado para detener el molde de curación puede ser similar al descrito en la patente de EE.UU., No. 3,942,922, dicha patente se incorpora aquí como referencia. Un filtro 35 se puede colocar en el tornillo 33 de refuerzo para separar el vapor de agua que escapa desde los gases, el cual pueda dañar al sensor 28. El filtro 35 tiene una porosidad de 2 a 12 mieras, preferiblemente de unas 6 mieras, y en la modalidad ilustrada se hace de fibras de vidrio. Los expertos en la materia reconocerán que otros tipos de filtros, tal como filtros de Teflon™ se pueden usar en la práctica de la invención. Los expertos en la materia reconocerán que el sensor 28 puede ser hecho de materiales que pueden ser inertes a los gases de escape de la llanta y otros productos químicos liberados en el molde, en tal caso, un filtro no será necesario. La Tabla 1 y la Tabla 2 en los ejemplos, . muestran datos experimentales recogidos siguiendo el método de la invención. Para cada experimentos, las fugas de agujeros diminutos se crearon deliberadamente con agujas hipodérmicas de 0.64 y 1.3 mm, casi a media altura del recipiente 14 de expansión. En cada experimento, el artículo elastomérico fue una llanta P185/65R14. El sensor muestra un cambio significante en la respuesta sobre la antecedente (cura normal) cuando se hace una perforación de agua hipodérmica de 0.64 mm, en el recipiente 14 de expansión. La detección de tal fuga se encontró se correlaciona con los defectos del forro en las llantas curadas. En este ensayo, se detectaron fugas antes de formar una llanta de desecho, sirviendo así como un sistema de detección primario para dichos defectos. Esta invención permite la detección de un defecto en un recipiente de expansión durante cada ciclo del dispositivo de curación. La invención limitará el número de productos de desecho causados por una fuga de agujero diminuto a un producto moldeado por un recipiente de expansión defectuoso, y permitirá que cada recipiente de expansión sea usado hasta que ocurra el defecto. Así, esta invención reducirá el número de productos de desecho y los costos asociados con el cambio de los recipientes de expansión antes del final de su vida efectiva. La invención se ilustra además con referencia a los siguientes ejemplos.

Ejemplo 1 En un experimento para probar la capacidad de aplicación de un sensor de humedad relativa, los solicitantes colocaron un sensor de humedad relativa 1-2000 de Rotronic Instrument Corp, en un horno deseante de laboratorio a una temperatura de 180 °C, y se inyectó vapor de agua en el horno, usando una manguera. Aunque se esperaba, dada la cantidad del vapor de agua que se inyectó, que el sensor de humedad relativa suministrara una respuesta mayor, la respuesta observada realmente fue inapreciable.

Ejemplo 2 En una prueba de campo, un sensor de humedad absoluta de Ohmic Instruments Company, designado ABS-300, se colocó en el tornillo de refuerzo de un molde de dos piezas para llantas Integrity P185/65R. Sensores sencillos se montaron sobre la cavidad izquierda y la cavidad derecha en un molde de curación, donde ambas bolsas de curación habían sido sometidas a 472 curaciones. Antes de probar en el molde, se realizaron varias pruebas en el laboratorio, para evaluar la sensibilidad del sensor, el tiempo de respuesta, el tiempo de recuperación, la estabilidad a 180°C y la estabilidad del transmisor a 70°C. La salida de 0-10 voltios se calibró a 0.130 g/m3 de agua. El sensor se atornilló a un imán 30 de 1.27 cm (Figura 2), se deslizó dentro del tornillo de ajuste de refuerzo y se unió a la pared interna del tornillo de ajuste por aproximadamente 15.24 cm arriba del anillo superior de la bolsa de curación (Figura 2) . El cable se llevó a la parte superior del agujero del tornillo de ajuste y a través del costado del marco de prensa, donde el transmisor se montó. La misma configuración se usó para la cavidad del molde adyacente (cada molde tiene dos cavidades, en este molde, designada como No. 2009 y No. 2010) y los cables para los dos sensores se agruparon en la misma región en el marco de prensa. En este ejemplo, las señales del transmisor se enviaron a una unidad de captura y exhibición de datos Gould WindoGraf. La unidad y el suministro de potencia se conectaron a un receptáculo de potencia sobre una prensa adyacente. En los primeros cuatro intentos para probar la respuesta del sensor, como se ilustra en la tabla 1, hubo respuestas de voltajes grandes registradas por el sensor. Se encontró que el vapor de agua se fugó alrededor de los anillos en O en el poste central, y estos anillos en O fueron reemplazados. Los anillos en O, 26, se colocaron en el anillo superior del recipiente 14 de expansión, dicho anillo siendo fijo alrededor del poste 25, y estos anillos en 0 se designan para impedir la fuga del vapor de agua desde el poste 25 alrededor de la bolsa. Después de reemplazar los anillos en O, de nuevo referidos a la Tabla 1, no hubo cambio de voltaje registrado por el sensor de las siguientes seis curaciones. En seguida, una aguja hipodérmica, de tamaño de 0.64 mm, se usó para perforar un agujero en la cavidad 2010 de prensa de la bolsa. La perforación de aguja se hizo 5.08 cm arriba de la línea central. En la siguiente curación, la cavidad 2010 de prensa mostró un cambio de voltaje en el inflado de la bolsa de curación, aunque no hubo un defecto encontrado en la llanta que se curó. En la siguiente secuencia, que implica la cavidad 2010 de prensa, se observaron los mismos resultados. En seguida, se usó la misma aguja hipodérmica para perforar un agujero en la bolsa en la cavidad 2009 de prensa. Aparentemente, el agujero volvió a sellar espontáneamente, puesto que no se observó daño de voltaje y ninguna fuga fue detectara, y la llanta curada en el molde no se dañó. Durante el mismo ciclo de curación, se detectó un voltaje para la bolsa de curación en la cavidad 2010, que se había perforado previamente con una aguja, pero la llanta curada en 2010 sólo mostró defectos en la línea límite, Para la siguiente curación, se usó una aguja mayor de 1.3 mm, para perforar un segundo agujero en la bolsa en la cavidad 2009 de prensa. El primer agujero hecho en la bolsa 2009 estaba 7.6 cm debajo de la línea central. El segundo agujero diminuto más grande hecho en 2009 se hizo en la misma región como la perforación inicial. Cuando se llevó a cabo la secuencia de curación, un cambio de voltaje de 3.4 v se detectó para 2009 en el desinflado, y la llanta curada en el molde se encontró era defectuosa. En el mismo ciclo, la llanta curada en la cavidad de prensa 2010 fue también encontrada era defectuosa.

Tabla 1 - Resultados de Prueba de ensayo del sensor de humedad absoluta - primer día 9/19/00 Con referencia ahora a la Figura 4, la respuesta 46 del voltaje del sensor en un molde de curación, donde la bolsa de curación tenía integridad, y no hay pérdida de vapor de agua, es realmente de alrededor de 0.6 voltios, en tanto la diferencial 50 de voltaje para una bolsa que tiene un agujero de 0.6 mm varía de alrededor de un voltio, cuando la prensa se cierra primero a alrededor de 3 voltios, cuando el vapor de agua se inyectó dentro de la bolsa (se nota que la coordenada del tiempo no está a escala) . El voltaje 48 registrado por el sensor se ahusa gradualmente hasta alrededor de 1 voltio, justo antes de abrir la prensa. Esta información puede ser usada en un algoritmo que se usó para detener automáticamente la secuencia de curación cuando se detectó un escape de la bolsa.

Ejemplo 3 Se llevaron a cabo ensayitos adicionales al siguiente día. Como se muestra en la Tabla 2 se hizo un número grande de curas sin algún cambio de voltaje detectado o una inflación o deflación de la bolsa de curación. Aún cuando las llantas se limpiaron frotando con un agente de liberación de silicio, que tiende a liberar los productos químicos volátiles dentro del molde, no se detectó algún cambio de voltaje. Después de un número de curas, se hizo un agujero en el recipiente de expansión en la cavidad de prensa 2010 usando una aguja hipodérmica de diámetro de 1.3 mm, . y un cambio de voltaje se detectó inmediatamente en el ciclo de deflación de la bolsa. La llanta curada en el molde en ese ciclo se encontró tenía un defecto relacionado con las fugas.

Tabla 2 - Resultados de prueba del ensayo del sensor de humedad absoluta - Segundo día 9/20/00 Conclusiones El primer experimento resultó en una fuga de la bolsa, detectado en dos llantas, antes de formar una llanta defectuosa. Sin embargo, se notó que las perforaciones de aguja pueden ser más limpias y menos probable produzcan defectos en la llanta que los defectos de producción normales . Parece que la ubicación de un agujero o una fisura en relación con las ranuras en el molde tiene un apoyo en si el agujero puede ser vuelto a sellar, o si una ruta libre, en alojamiento de la fractura está disponible en la inflación o deflación. Se especula que cuando los agujeros se hacen en la región de la bolsa inferior, una bolsa de vapor es atrapada, y se libera durante la deflación. La bolsa tiene un área 42 lisa (Figura 2) alrededor de la línea central, que sella firmemente al forro de la llanta, que puede impedir que el vapor de agua encuentre la ruta en la inflación, pero que se libera en la deflación de la bolsa. Si el vapor de agua es liberado durante la inflación o deflación, no se considera un problema para la detección de escapes, puesto que la lógica usada para comprobar la señal puede comprobar un cambio significante en el voltaje durante cualquier período de tiempo. Un cambio de voltaje positivo arriba del nivel de hilera antecedente normal, pudo ser detectado por el sistema de control de la prensa y el algoritmo usado puede causar que la prensa haga una pausa y una señal para el cambio de bolsa. Mientras la invención se ha ilustrado y descrito específicamente, los expertos en la materia reconocerán que la invención puede ser modificada y practicada en forma diversa, sin apartarse del espíritu de la misma. La invención se limita únicamente por el alcance de las siguientes reivindicaciones.

Claims (8)

1. REIVINDICACIONES 1. Un método para detectar fugas en un recipiente de expansión activado por vapor de agua, usado en un equipo industrial, caracterizado por las etapas de: (a) crear o seleccionar una ruta en el equipo industrial, a través de la cual el vapor de agua puede viajar si escapa de dicho recipiente de expansión, activado por vapor de agua; y (b) colocar un sensor de la humedad en dicha ruta.
2. 2. El método de la reivindicación 1, caracterizado por la etapa adicional de seleccionar un sensor de humedad que tenga la capacidad de detectar la humedad a una temperatura de 25 hasta 200°C.
3. 3. El método de la reivindicación 1, caracterizado por la etapa adicional de seleccionar un sensor de humedad absoluta, que tenga la capacidad de detectar la humedad a una temperatura de 25 hasta 200°C.
4. 4. El método de la reivindicación 1, caracterizado por la etapa adicional de colocar un filtro en dicha ruta, entre el recipiente de expansión activado por vapor de agua y dicho sensor, este filtro es permeable al vapor de agua.
5. 5. El método de la reivindicación 3, en que el equipo industrial es un molde de curación para una llanta neumática, caracterizado porque la ruta es un tornillo de refuerzo en un área del molde, en la proximidad de un área de pestaña de una llanta, la cual se va a curar en el molde.
6. 6. Un aparato para curar un artículo, dicho aparato comprende : (a) un elemento de configuración, para configurar un artículo durante la curación; (b) un recipiente de expansión, dentro del elemento de configuración, dicho recipiente de expansión tiene la capacidad de soportar temperaturas elevadas y altas presiones, dicho recipiente de expansión se infla con vapor de agua y se usa para empujar el artículo dentro de dicho elemento de configuración, caracterizado por (c) un sensor de humedad absoluta, ubicado en la proximidad de dicho recipiente de expansión y dicho elemento de configuración, para detectar el vapor de agua que escapa desde dicho recipiente de expansión.
7. 7. El aparato de la reivindicación 6, caracterizado por un tornillo de refuerzo en dicho molde, en proximidad a una pestaña de la llanta, la cual se cura dentro de dicho molde, y dicho sensor de humedad absoluta se coloca en dicho tornillo de refuerzo y se coloca un filtro entre el recipiente de expansión y el sensor de humedad absoluta, dicho filtro tiene la capacidad de permitir el pasaje del vapor de agua, en tanto atrapa la mayoría de otros gases.
8. 8. El aparato de la reivindicación 6, que comprende una barrera, que rodea dicho recipiente de expansión en que dicha barrera suministra al menos una porción de la ruta a dicho sensor de humedad absoluta.