IT201600081518A1 - IN-LINE AND CONTINUOUS PLANT FOR LOADING AND ANNEALING WITH INDUCTION OF ELECTRIC HEATING ELEMENTS - Google Patents
IN-LINE AND CONTINUOUS PLANT FOR LOADING AND ANNEALING WITH INDUCTION OF ELECTRIC HEATING ELEMENTSInfo
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Description
IMPIANTO IN LINEA E IN CONTINUO PER IL CARICAMENTO E LA RICOTTURA AD INDUZIONE DI RESISTENZE ELETTRICHE IN-LINE AND CONTINUOUS PLANT FOR LOADING AND INDUCTION Annealing OF ELECTRIC RESISTANCES
DESCRIZIONE DESCRIPTION
Il presente brevetto è attinente agli impianti per la produzione di resistenze elettriche ed in particolare concerne un nuovo impianto in linea e in continuo per il caricamento e la ricottura ad induzione di resistenze elettriche. The present patent relates to plants for the production of electric resistances and in particular it concerns a new in-line and continuous plant for charging and induction annealing of electric resistances.
Sono note le resistenze elettriche, lineari o sagomate, utilizzate per realizzare riscaldatori con molteplici applicazioni. Electric resistances, linear or shaped, used to make heaters with multiple applications are known.
Sono note le resistenze elettriche tubolari, lineari o sagomate, comprendenti uno o più fili conduttori posizionati allintemo di tubi o camicie di vari diametri e materiali, dette camicie essendo riempite di ossido minerale. Dette resistenze vengono ottenute per laminazione o trafilatura, hanno inizialmente forma rettificata e di lunghezza anche fino a 6-9 metri. Tubular, linear or shaped electric resistors are known, comprising one or more conducting wires positioned inside tubes or liners of various diameters and materials, said liners being filled with mineral oxide. These resistances are obtained by rolling or drawing, they initially have a rectified shape and a length of up to 6-9 meters.
Dette resistenze lineari vengono ricotte in forni ad atmosfera controllata, ad una temperatura compresa generalmente tra 850 a 1050 °C. Said linear resistances are annealed in controlled atmosphere furnaces, at a temperature generally comprised between 850 and 1050 ° C.
Dopo la ricottura, dette resistenze lineari vengono gradualmente raffreddate, risultando pronte per essere sagomate. After annealing, said linear resistances are gradually cooled, resulting ready to be shaped.
Dette camicie delle resistenze sono ad esempio realizzate in acciaio, acciaio inox, rame, eccetera. Said resistance jackets are for example made of steel, stainless steel, copper, etc.
Sono noti gli impianti per la produzione di resistenze elettriche per svariate applicazioni, come ad esempio per lavatrici, boiler o per riscaldamento di acqua in genere, per riscaldatori elettrici o elettrodomestici come forni, eccetera, ma anche per dispositivi ad uso industriale, medico, eccetera. Attualmente, la ricottura delle resistenze lineari può avvenire secondo due processi, che prevedono rispettivamente l'ossidazione del metalli e la non ossidazione del metallo. Plants for the production of electric resistances for various applications are known, such as for example for washing machines, boilers or for heating water in general, for electric heaters or household appliances such as ovens, etc., but also for devices for industrial, medical, etc. . Currently, the annealing of linear resistances can take place according to two processes, which respectively provide for the oxidation of the metals and the non-oxidation of the metal.
Nel primo caso, con l'aumento della temperatura, gli inevitabili processi di ossidazione provocano il deposito di ossidi sulla superficie metallica esterna della camicia. In the first case, as the temperature rises, the inevitable oxidation processes cause the deposit of oxides on the outer metal surface of the jacket.
Tale tipologia di resistenze lineari viene in genere utilizzata per la realizzazione di resistenze ad esempio installabili in forni o dispositivi per la cottura in genere. This type of linear resistances is generally used for the realization of resistances that can be installed, for example, in ovens or cooking devices in general.
Nel secondo caso, l'aumento della temperatura e il suo raffreddamento avvengono in una camera in assenza di ossigeno. In particolare, il processo deve garantire una assenza di ossigeno durante tutte le fasi nelle quali la temperatura dell’ acciaio è superiore ai 300°C. In the second case, the temperature increase and its cooling take place in a chamber in the absence of oxygen. In particular, the process must ensure an absence of oxygen during all phases in which the temperature of the steel is above 300 ° C.
In questo modo, sulla superficie esterna delle camicie non si verifica alcuna formazione di ossido. Le resistenze lineari così ottenute vengono abitualmente utilizzate per la realizzazione di resistenze per boiler o riscaldatori d'acqua in genere. In this way, no oxide formation occurs on the outer surface of the liners. The linear resistances thus obtained are usually used to make resistors for boilers or water heaters in general.
Oggetto del presente brevetto è un nuovo impianto per la produzione di resistenze elettriche. The subject of this patent is a new plant for the production of electric resistors.
Compito principale del presente trovato è quello di permettere il caricamento e la ricottura in linea e in continuo della resistenza lineare. Altro scopo del presente trovato è quello di innalzare in poco tempo la temperatura della resistenza lineare, mediante riscaldamento ad induzione. Altro scopo del presente trovato è quello di ottimizzare i tempi di produzione delle resistenze, poiché questa avviene in continuo. The main aim of the present invention is to allow the linear resistance to be loaded and annealed in line and continuously. Another object of the present invention is to raise the temperature of the linear resistance in a short time, by means of induction heating. Another object of the present invention is to optimize the production times of the resistors, since this occurs continuously.
Altro scopo è quello di ottimizzare i consumi energetici perché i forni tradizionali necessitano di una fonte continua di energia e gas dato che non possono essere spenti e riaccesi di continuo, pena la loro precoce distruzione. Il forno a induzione invece viene acceso e spento al bisogno. Questi ed altri scopi, diretti e complementari, sono raggiunti dal nuovo impianto per la produzione di resistenze elettriche del tipo tubolare, ossia comprendenti un tubo o camicia in cui sono alloggiati almeno un filo conduttore e materiale di riempimento, detto tubo o camicia essendo inizialmente in forma rettificata a formare resistenze lineari, comprendente nelle sue parti principali: Another purpose is to optimize energy consumption because traditional ovens require a continuous source of energy and gas since they cannot be switched off and on continuously, under penalty of their early destruction. The induction oven, on the other hand, is switched on and off as needed. These and other direct and complementary purposes are achieved by the new plant for the production of electric resistors of the tubular type, i.e. comprising a tube or jacket in which at least one conductor wire and filling material are housed, said tube or jacket being initially in rectified form to form linear resistances, comprising in its main parts:
• almeno una stazione di carico, a sua volta comprendente mezzi atti a ricevere una o più di dette resistenze lineari disposte secondo una generica prima direzione, ad esempio sostanzialmente orizzontale e mezzi atti a provocare l'avanzamento di dette una o più resistenze lineari in detta prima direzione, da detta stazione di carico ad almeno una successiva stazione di ricottura, • at least one loading station, in turn comprising means suitable for receiving one or more of said linear resistances arranged in a generic first direction, for example substantially horizontal, and means suitable for causing the advancement of said one or more linear resistors in said first direction, from said loading station to at least one subsequent annealing station,
• detta almeno una stazione di ricottura, a sua volta comprendente mezzi per la ricottura a induzione di dette resistenze lineari. Said at least one annealing station, in turn comprising means for induction annealing of said linear resistances.
In detta stazione di ricottura avviene un innalzamento della temperatura fino a oltre 1000 °C, e dove detta ricottura avviene in continuo, ossia con dette resistenze che vengono traslate in detta prima direzione attraverso detta stazione di ricottura stessa e verso le stazioni successive di produzione. Le caratteristiche del nuovo impianto saranno meglio chiarite dalla seguente descrizione con riferimento alle tavole di disegno, allegate a titolo di esempio non limitativo. In said annealing station, the temperature is raised up to over 1000 ° C, and where said annealing takes place continuously, i.e. with said resistances being translated in said first direction through said annealing station itself and towards subsequent production stations. The characteristics of the new plant will be better clarified by the following description with reference to the drawing tables, attached by way of non-limiting example.
In figura 1 è rappresentato un prospetto del nuovo impianto (A). Figure 1 shows an elevation of the new plant (A).
In figura 2 è rappresentata una vista in pianta del nuovo impianto (A). Figure 2 shows a plan view of the new plant (A).
In figura 3 è rappresentata una vista tridimensionale del nuovo impianto (A). Figure 3 shows a three-dimensional view of the new plant (A).
Si tratta di un impianto (A) per la produzione di resistenze elettriche del tipo tubolare (R), ossia comprendenti un tubo o camicia (RI) in cui sono alloggiati almeno un filo conduttore (R2) e materiale di riempimento. This is a plant (A) for the production of electric resistances of the tubular type (R), ie comprising a tube or jacket (RI) in which at least one conductor wire (R2) and filling material are housed.
La resistenza tubolare (R) viene inizialmente prodotta in forma rettificata e viene inviata all'impianto (A) come di seguito descritto e rivendicato. The tubular resistance (R) is initially produced in rectified form and is sent to the plant (A) as described and claimed below.
Il nuovo impianto (A) comprende almeno una prima stazione di carico (1) comprendente mezzi (11) atti a ricevere una o più di dette resistenze lineari (R) disposte secondo una generica prima direzione (X), ad esempio sostanzialmente orizzontale. The new plant (A) comprises at least a first loading station (1) comprising means (11) adapted to receive one or more of said linear resistances (R) arranged in a generic first direction (X), for example substantially horizontal.
Detta prima stazione di carico (1) comprende anche mezzi di avanzamento, atti a provocare l'avanzamento di dette una o più resistenze lineari (R) in detta prima direzione (X), da detta stazione di carico (1) ad almeno una successiva stazione di ricottura (2). Said first loading station (1) also comprises advancement means, adapted to cause the advancement of said one or more linear resistances (R) in said first direction (X), from said loading station (1) to at least a subsequent annealing station (2).
Detta almeno una stazione di ricottura (2) a sua volta comprende mezzi (21, 22) per la ricottura a induzione di dette resistenze lineari (R). Said at least one annealing station (2) in turn comprises means (21, 22) for induction annealing of said linear resistances (R).
In particolare detti mezzi per la ricottura (21) comprendono almeno una resistenza avvolta a spirale intorno ad una guida (22), quest'ultima di forma sostanzialmente tubolare cilindrica e aperta alle estremità (23, 24), atta al inserimento coassiale di almeno una di dette resistenze (R). In particular, said means for annealing (21) comprise at least one resistor wound in a spiral around a guide (22), the latter having a substantially cylindrical tubular shape and open at the ends (23, 24), suitable for coaxial insertion of at least one of said resistors (R).
La resistenza (R), spinta da detti mezzi di avanzamento, viene introdotta in detta guida (22) attraverso una di dette estremità, o estremità di ingresso (23), e fatta avanzare verso detta seconda estremità, o estremità di uscita (24). The resistance (R), pushed by said advancement means, is introduced into said guide (22) through one of said end, or inlet end (23), and made to advance towards said second end, or outlet end (24) .
Durante l'avanzamento di detta resistenza (R) all'interno di detta guida (22), avviene la ricottura ad induzione della resistenza (R) stessa, con un innalzamento della temperatura fino a oltre 1000 °C. During the advancement of said resistance (R) inside said guide (22), the induction annealing of the resistance (R) itself takes place, with a temperature rise up to over 1000 ° C.
Detta ricottura avviene pertanto in continuo, ossia con dette resistenze tubolari (R) che attraversano detta stazione di ricottura (2) alla velocità di avanzamento determinata da detti mezzi di avanzamento. Said annealing therefore takes place continuously, ie with said tubular resistances (R) passing through said annealing station (2) at the speed of advancement determined by said advancement means.
Dette resistenze (R) vengono poi traslate in detta prima direzione (X) verso le eventuali stazioni successive di produzione, ad esempio una stazione di raffreddamento (3). Said resistances (R) are then translated in said first direction (X) towards any subsequent production stations, for example a cooling station (3).
Detto nuovo impianto (A) comprende anche preferibilmente almeno una stazione di raffreddamento (3) a valle di detta stazione di ricottura (2) e dove dette resistenze (R), in uscita da detta guida (22) in cui avviene la ricottura, entrano in detta stazione di raffreddamento (3). Said new plant (A) also preferably comprises at least one cooling station (3) downstream of said annealing station (2) and where said resistances (R), leaving said guide (22) where annealing takes place, enter in said cooling station (3).
Detta stazione di raffreddamento (3) comprende preferibilmente almeno una camera di raffreddamento (31) di forma sostanzialmente tubolare o comunque atta a contenere almeno in parte dette una o più resistenze (R). Detta stazione di raffreddamento (3) è preferibilmente del tipo ad azoto o argon o elio o altro gas inerte, e dove detta camera di raffreddamento (31) comprende uno o più iniettori (32) di gas e di acqua, provocando un abbassamento della temperatura della resistenza (R) da oltre 1000 °C a meno di 300 °C. Said cooling station (3) preferably comprises at least one cooling chamber (31) having a substantially tubular shape or in any case able to contain at least in part said one or more resistors (R). Said cooling station (3) is preferably of the nitrogen or argon or helium or other inert gas type, and where said cooling chamber (31) comprises one or more injectors (32) of gas and water, causing a lowering of the temperature resistance (R) from over 1000 ° C to less than 300 ° C.
Anche detto raffreddamento avviene preferibilmente in continuo, con detta resistenza (R) che viene spinta all'interno di detta camera di raffreddamento (31) attraverso una prima apertura (33), attraversa detta camera di raffreddamento (31) alla velocità determinata da detti mezzi di avanzamento, e fuoriesce da una seconda apertura (34). Said cooling also preferably takes place continuously, with said resistance (R) being pushed into said cooling chamber (31) through a first opening (33), passing through said cooling chamber (31) at the speed determined by said means forward, and comes out of a second opening (34).
II presente brevetto riguarda anche il procedimento di produzione di dette resistenze elettriche (R) mediante rimpianto (A) come sopra descritto. The present patent also relates to the production process of said electrical resistors (R) by means of regrinding (A) as described above.
Il procedimento comprende le seguenti fasi: The process includes the following steps:
fase di carico (1) di una o più di dette resistenze lineari (R) disposte secondo una generica prima direzione (X), loading phase (1) of one or more of said linear resistors (R) arranged according to a generic first direction (X),
- fase di avanzamento di dette una o più resistenze lineari (R) in detta prima direzione (X), da detta stazione di carico (1) ad detta successiva stazione di ricottura (2); - step of advancing said one or more linear resistances (R) in said first direction (X), from said loading station (1) to said subsequent annealing station (2);
fase di ricottura a induzione di dette resistenze lineari (R) in detta stazione di ricottura (2); induction annealing step of said linear resistances (R) in said annealing station (2);
e dove detta ricottura avviene in continuo, ossia con dette resistenze tubolari (R) che attraversano detta stazione di ricottura (2) alla velocità di avanzamento determinata da detti mezzi di avanzamento. and where said annealing takes place continuously, ie with said tubular resistances (R) passing through said annealing station (2) at the speed of advance determined by said advancement means.
Il procedimento prevede poi la fase di traslazione di dette resistenze (R), in detta prima direzione (X), verso la successiva stazione di raffreddamento (3) e dove anche detto raffreddamento avviene preferibilmente in continuo, con detta resistenza (R) che viene spinta attraverso detta camera di raffreddamento (31) alla velocità determinata da detti mezzi di avanzamento. The process then provides for the phase of translation of said resistances (R), in said first direction (X), towards the subsequent cooling station (3) and where also said cooling preferably takes place continuously, with said resistance (R) being thrust through said cooling chamber (31) at the speed determined by said advancement means.
Queste sono le modalità schematiche sufficienti alla persona esperta per realizzare il trovato, di conseguenza, in concreta applicazione potranno esservi delle varianti senza pregiudizio alla sostanza del concetto innovativo. These are the schematic modalities sufficient for the skilled person to realize the invention, consequently, in concrete application there may be variations without prejudice to the substance of the innovative concept.
Pertanto con riferimento alla descrizione che precede e alle tavole accluse si esprimono le seguenti rivendicazioni. Therefore, with reference to the above description and the attached tables, the following claims are expressed.
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