Método y aparato para comprobar la existencia de fugas en recipientes cerrados.

Un método para comprobar la existencia de fugas en recipientes cerrados con, al menos, un área de pared flexible

(3), que comprende las operaciones de:

- armar un recipiente cerrado (1)

- comprobar la existencia de fugas en dicho recipiente (1):

- moviendo un miembro (5) de aplicación de carga con relación a dicha área de pared (3), hacia ella y contra ella;

- deteniendo dicho movimiento;

- vigilando una fuerza de carga aplicada sobre dicho recipiente;

- muestreando dicha fuerza de carga vigilada en un primer instante, obteniendo como resultado una primera señal de medición de fuerza;

- almacenando una señal dependiente de dicha primera señal de medición de fuerza, generando, por tanto, una señal almacenada, caracterizado por;

- formar una primera señal de diferencia de dicha señal dependiente de dicha primera señal de medición de fuerza y dicha señal almacenada, sustancialmente cuando se lleva a cabo dicho almacenamiento;

- muestrear dicha fuerza de carga vigilada en, al menos, un segundo instante subsiguiente, obteniendo como resultado una segunda señal de medición de fuerza;

- generar una segunda señal de diferencia dependiente de dicha señal almacenada, dicha segunda señal de medición de fuerza y dicha primera señal de diferencia, como señal indicativa de la existencia de fugas.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E09150253.

Solicitante: Wilco AG.

Nacionalidad solicitante: Suiza.

Dirección: Rigackerstrasse 11 5610 Wohlen SUIZA.

Inventor/es: LEHMANN, MARTIN.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION G — FISICA > METROLOGIA; ENSAYOS > ENSAYO DEL EQUILIBRADO ESTATICO O DINAMICO DE MAQUINAS... > Examen de la estanqueidad de estructuras ante un... > G01M3/32 (en recipientes, p. ej. radiadores)
  • SECCION G — FISICA > METROLOGIA; ENSAYOS > ENSAYO DEL EQUILIBRADO ESTATICO O DINAMICO DE MAQUINAS... > G01M3/00 (Examen de la estanqueidad de estructuras ante un fluido)
  • SECCION G — FISICA > METROLOGIA; ENSAYOS > ENSAYO DEL EQUILIBRADO ESTATICO O DINAMICO DE MAQUINAS... > Examen de la estanqueidad de estructuras ante un... > G01M3/36 (por detección de variaciones en las dimensiones de la estructura a ensayar)

PDF original: ES-2459665_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Método y aparato para comprobar la existencia de fugas en recipientes cerrados El presente invento se refiere a un método para comprobar la existencia de fugas en recipientes cerrados con, al menos, un área de pared flexible y a un aparato de ensayo de estanqueidad para comprobar la existencia de fugas en un recipiente cerrado con tal área de pared flexible, independientemente de si dicho recipiente está o no lleno de producto.

Cuando se comprueban recipientes cerrados, una técnica conocida consiste en disponer un recipiente a comprobar en una cavidad de ensayo que, luego, se cierra herméticamente, se evacua luego el interior de la cavidad de ensayo alrededor del recipiente a comprobar y se evalúa el comportamiento en el tiempo de la presión en el entorno del recipiente, tras haber interrumpido la evacuación a un nivel predeterminado. Si bien esta técnica es de gran precisión, es necesario un cuidado máximo para conseguir ese alto grado de precisión. El volumen de la cavidad de ensayo y su forma deben ajustarse íntimamente a la forma exterior del recipiente a comprobar. Por un lado, el reducir al mínimo este volumen conduce a lograr un tiempo de evacuación respectivamente corto; por otro lado, el grado de esta reducción al mínimo controla en gran manera la precisión de detección que se logra. Dado que un cambio de la presión reinante en el entorno del recipiente se detecta como entidad indicadora de fugas, cuanto menor sea el volumen en el que, en virtud de una fuga, se vea afectada la presión, mayor será la precisión de la detección.

Además, sobre la precisión tiene una gran influencia el grado del vacío que se establece en el entorno del recipiente, lo cual exige, para conseguir una gran precisión, prever bombas de vacío relativamente costosas posiblemente, incluso, bombas de vacío de múltiples etapas si el vacío que ha de establecerse es de un nivel que solamente se alcanza mediante turbobombas de vacío.

El documento US-A-4756184 A describe un método para comprobar la existencia de fugas en recipientes cerrados que tienen un área de pared flexible, aplicando un miembro de aplicación de carga sobre dicha área.

Un objeto del presente invento es proporcionar un método y un aparato como se han mencionado en lo que antecede, que remedien los inconvenientes del estado actual de la técnica de comprobación de la existencia de fugas mediante vigilancia de la presión. Este objeto se logra, mediante el método de comprobación de la existencia de fugas como se ha mencionado anteriormente, que comprende los pasos de mover relativamente un miembro de aplicación de carga hacia el área de pared flexible del recipiente y contra ella, detener tal movimiento y vigilar la fuerza de carga ejercida sobre el mencionado recipiente. La fuerza de carga vigilada es muestreada en un primer instante obteniéndose como resultado una primera señal de medición de fuerza y es muestreada en, al menos, un segundo instante subsiguiente, obteniéndose como resultado una segunda señal de medición de fuerza. Además, como señal indicativa de fugas, se genera una señal de diferencia dependiente de dichas dos señales de medición.

Por tanto, el presente invento parte del reconocimiento del hecho de que, si se aplica una carga sobre un recipiente a comprobar, provocando la compresión o la expansión de dicho recipiente, como fuerzas de reacción del recipiente expandido o comprimido, se aplicarán fuerzas de carga a las superficies aplicadas al exterior de la pared del recipiente. Tales fuerzas de reacción pueden ser vigiladas fácilmente. Si dicha aplicación de carga se realiza hasta un nivel predeterminado y, entonces, se interrumpe, un recipiente hermético hará que se vigile una fuerza de reacción constante dependiente del nivel de aplicación de carga alcanzado. Si el recipiente tiene fugas, se producirá un intercambio de medio entre el entorno del recipiente y su interior, dando lugar a una reducción de la fuerza de reacción vigilada en el tiempo. Por tanto, la precisión de tal técnica es independiente, en gran manera, del volumen que rodea al recipiente que se comprueba y, fundamentalmente, viene dada por el grado de aplicación de carga y por la superficie de detección de fuerza hacia la que reacciona el recipiente sometido a carga.

En una realización preferida del método del invento, la aplicación de carga se realiza hasta alcanzarse una fuerza de carga predeterminada.

Una vez alcanzada dicha fuerza de carga predeterminada, se propone, además, esperar un intervalo de tiempo antes de generar por muestreo las respectivas señales de medición de fuerza primera y segunda, dependiendo de cuales se genera la señal de diferencia. Por tanto, en este intervalo de tiempo, puede estabilizarse la forma del recipiente sometido a carga. En una realización funcional, la aplicación de la carga al recipiente que se comprueba, es controlada en función de la señal de diferencia generada, con el fin de mantener dicha señal de diferencia en un valor predeterminado y aprovechar la acción del miembro de aplicación de carga como indicación de la presencia de fugas. Por tanto, se establece un bucle de realimentación negativa cuando el miembro de aplicación de carga contrarresta, de manera controlable, un cambio de la fuerza vigilada debido a fugas de modo que, en último caso, no tendrá lugar cambio de fuerza debido al hecho de que el miembro de aplicación de carga mantiene, merced a una acción apropiada, una fuerza de reacción constante.

En una realización más preferida, la aplicación de carga al recipiente no se establece moviendo relativamente las superficies externas contra la pared del recipiente, sino porque se aplica una diferencia de presión entre el interior del recipiente y su entorno. Por tanto, la diferencia de presión se establece, en la realización más preferida, evacuando el entorno del recipiente. El área de pared flexible del recipiente tiene, entonces, tendencia a arquearse hacia fuera y, si este arqueamiento hacia fuera es contrarrestado por las superficies estacionarias situadas al exterior del recipiente, éste actuará con una fuerza respectiva sobre tales superficies. Se vigila esta fuerza.

Con el fin de evitar que, debido a la aplicación de carga puesta en práctica de acuerdo con el invento, una fuga existente en un recipiente sea obturada porque el área de pared que presenta dicha fuga sea empujada contra una superficie externa, se propone prever áreas de contacto con la pared del recipiente, cuando está sometido a carga, dotadas de una estructura. Tal estructura puede realizarse interponiendo un miembro a modo de rejilla o de malla, entre un área de la pared del recipiente y dicha superficie externa o, y preferiblemente, convirtiendo en rugosa dicha superficie mediante ataque químico o por mecanización.

En otra realización preferida, se almacena la primera señal de medición de fuerza y la señal de diferencia se genera dependiendo de la primera señal de medición de fuerza almacenada y de la segunda señal de medición.

En otro modo más de operación preferido, ya en el primer instante se genera la señal de diferencia, a saber, a partir de la primera señal de medición de fuerza almacenada y de la primera señal de medición de fuerza no almacenada. La señal de diferencia resultante, como señal con desfase cero, es almacenada y el desfase cero de la señal de diferencia generada en último lugar, es compensado por la señal con desfase cero almacenada.

Con el fin de detectar pronto las grandes fugas, luego las fugas menores, se propone además comparar la fuerza de carga vigilada con, al menos, un valor de umbral predeterminado, como muy tarde cuando se toma la muestra en dicho primer instante, lo que lleva a identificar fugas muy grandes y, además, preferiblemente,... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un método para comprobar la existencia de fugas en recipientes cerrados con, al menos, un área de pared flexible (3) , que comprende las operaciones de:

- armar un recipiente cerrado (1)

- comprobar la existencia de fugas en dicho recipiente (1) :

- moviendo un miembro (5) de aplicación de carga con relación a dicha área de pared (3) , hacia ella y contra ella;

- deteniendo dicho movimiento;

- vigilando una fuerza de carga aplicada sobre dicho recipiente;

- muestreando dicha fuerza de carga vigilada en un primer instante, obteniendo como resultado una primera señal de medición de fuerza;

-almacenando una señal dependiente de dicha primera señal de medición de fuerza, generando, por tanto, una señal almacenada, caracterizado por;

- formar una primera señal de diferencia de dicha señal dependiente de dicha primera señal de medición de fuerza y dicha señal almacenada, sustancialmente cuando se lleva a cabo dicho almacenamiento;

- muestrear dicha fuerza de carga vigilada en, al menos, un segundo instante subsiguiente, obteniendo como resultado una segunda señal de medición de fuerza;

- generar una segunda señal de diferencia dependiente de dicha señal almacenada, dicha segunda señal de medición de fuerza y dicha primera señal de diferencia, como señal indicativa de la existencia de fugas.

2. El método de la reivindicación 1, que comprende además la operación de aplicar una carga sobre dicha área de pared (3) hasta una fuerza de carga predeterminada.

3. El método de la reivindicación 2, estableciendo por tanto, un intervalo de tiempo entre el instante de alcanzar dicha fuerza predeterminada y la realización de dicho muestreo.

4. El método de la reivindicación 1, que comprende además la operación de controlar dicha aplicación de carga en función de dicha señal de diferencia con el fin de mantener dicha señal de diferencia en un valor predeterminado y aprovechar la acción relativa de dicho miembro de aplicación de carga como indicación de la existencia de fugas.

5. El método de una de las reivindicaciones 1 a 4, que comprende además la operación de realizar dicho movimiento estableciendo una diferencia de presión entre el interior del mencionado recipiente y su entorno.

6. El método de la reivindicación 5, que comprende además la operación de establecer dicha diferencia de presión evacuando dicho entorno.

7. El método de una de las reivindicaciones 1 a 6, que comprende además la operación de proporcionar áreas dotadas de una estructura para entrar en contacto con la pared (3) de dicho recipiente (1) cuando se somete a carga a éste.

8. El método de una de las reivindicaciones 1 a 7, que comprende además la operación de comparar dicha fuerza de carga vigilada con, al menos, un valor de umbral predeterminado, como muy tarde cuando se realiza el muestreo en dicho primer instante.

9. El método de una de las reivindicaciones 1 a 8, que comprende además la operación de comparar dicha segunda señal de diferencia con, al menos, un valor de umbral predeterminado.

10. El método de una de las reivindicaciones 1 a 9, que comprende además la operación de almacenar dicha primera señal de medición de fuerza por medio de un convertidor de analógico en digital habilitado para conversión en dicho primer instante.

11. El método de la reivindicación 10, que comprende además la operación de reconvertir la señal de salida digital de dicho convertidor de analógico en digital, en una señal analógica y generar dichas señales de diferencia con dicha señal analógica reconvertida.

12. El método de una de las reivindicaciones 1 a 11, que comprende además la operación de realizar una medición de impedancia en la pared (3) de dicho recipiente (1) o, al menos, junto a ella, preferiblemente una

medición de resistencia con corriente continua y habilitar o inhabilitar el ulterior movimiento de dicho miembro (5) de aplicación de carga hacia dicha área de la pared y contra ella, en función del resultado de dicha medición de impedancia.

13. El método de una de las reivindicaciones 1 a 12, que comprende además la operación de vigilar dicha fuerza de carga por medio de un medidor de resistencia.

14. El método de una de las reivindicaciones 1 a 13, que comprende además las operaciones de muestrear dicha fuerza de carga vigilada en un tercer instante, no posterior a dicho primer instante, obteniendo como resultado una tercera señal de medición de fuerza, comparar dicha tercera señal de medición de fuerza con un valor de señal de umbral prefijable y generar una indicación de "fuga grande" si dicha tercera señal de medición de fuerza no alcanza dicho valor de señal de umbral.

15. El método de una de las reivindicaciones 1 a 14, que comprende además la operación de proporcionar una cavidad de ensayo para dicho recipiente (1) y limpiar dicha cavidad de ensayo (13) tras haberse detectado en ella la existencia de un recipiente (13) con fugas, realizándose dicha limpieza mediante lavado por descarga con un gas, preferiblemente con nitrógeno y/o mediante lavado por descarga con un líquido y/o por calentamiento.

16. El método de una de las reivindicaciones 1 a 15, que comprende además la operación de comprobar en línea una serie de dichos recipientes en un conjunto de cavidades de ensayo y que comprende, además, la operación de inhabilitar la comprobación en una cavidad de ensayo durante, al menos, un ciclo de ensayo, si el recipiente previamente comprobado en ella ha demostrado tener fugas de magnitud predeterminada.

17. El método de una de las reivindicaciones 1 a 16, que comprende además las operaciones de

- mover dicho miembro (5) de aplicación de carga hacia dicha área de pared y contra ella, a una velocidad predeterminada;

- identificar una fuga grande vigilando dicha fuerza de carga después de un tiempo predeterminado de dicho movimiento y vigilando si dicha fuerza de carga vigilada ha alcanzado, o no, un primer valor de umbral predeterminado.

18. El método de una de las reivindicaciones 1 a 17, que comprende además la operación de mover dicho miembro de aplicación de carga a una velocidad constante hacia dicha área de pared (3) y contra ella.

19. El método de una de las reivindicaciones 1 a 18, que comprende además las operaciones de promediar dicha señal de medición de fuerza con primeras señales de medición de fuerza muestreadas durante una comprobación previa de recipientes y generar dicha diferencia dependiendo de dicha primera señal promedio de medición.

20. El método de la reivindicación 19, que comprende además las operaciones de desfasar dicha señal promedio en una magnitud predeterminada de señal y generar dicha diferencia dependiendo de dicha señal promedio desfasada.

21. El método de una de las reivindicaciones 1 a 20, que comprende además la operación de comparar dicha segunda señal de diferencia con, al menos, una señal de umbral.

22. El método de la reivindicación 21, que comprende además la operación de promediar dicha segunda señal de diferencia con tales señales de diferencia generadas durante la comprobación previa de recipientes, y controlar dicho valor de umbral dependiendo de dicho promedio.