IT201600103302A1 - Letto di rullatura - Google Patents

Description

" Impianto industriale"

La presente invenzione riguarda un impianto industriale ed in particolare un impianto industriale comprendente delle macchine automatiche aventi una pluralità di assi elettrici indipendenti, come ad esempio un impianto per la produzione di sigarette e prodotti simili.

Generalmente gli impianti per la produzione di articoli da fumo quali le sigarette comprendono una pluralità di macchine operatrici tra loro collegate lungo una linea comune di produzione.

Tali impianti comprendono, generalmente, una maker o macchina confezionatrice di sigarette, una macchina cosiddetta “metti-filtro”, una macchina impacchettatrice di pacchetti di sigarette, una cosiddetta “cellofanatrice”, una “steccatrice” ed infine una “cartonatrice” in grado di imballare una pluralità di stecche per la loro spedizione con l’ausilio di un “pallettizzatore” di fine linea. Fra una o più di tali macchine può essere previsto un magazzino a volume variabile per l’adattamento delle diverse velocità operative delle macchine stesse; eventualmente l’impianto può essere anche dotato di una macchina confezionatrice di filtri collegata alla macchina metti-filtro.

Tutte le suddette macchine comprendono una pluralità di azionamenti elettrici che lavorano in sincronismo secondo leggi prestabilite mediante cosiddetti “assi elettrici”. Un inconveniente di tali impianti deriva da arresti non controllati delle macchine che si possono verificare nel caso di mancanza di tensione di alimentazione.

Un’improvvisa mancanza di tensione, data la presenza di assi elettrici indipendenti, con o senza interferenze meccaniche, può causare rotture meccaniche in quanto il sincronismo dato dagli assi elettrici viene meno.

Inoltre, dati i significativi quantitativi di materiale in movimento durante il funzionamento dell’impianto, un’improvvisa mancanza di tensione di alimentazione può causare un inceppamento di parte del materiale con conseguente problematico riavvio dell’impianto stesso.

Per ovviare ai suddetti inconvenienti, i moderni impianti industriali sono normalmente provvisti di gruppi statici di continuità che, in modo noto, forniscono tensione elettrica nelle situazioni di emergenza.

In estrema sintesi, i gruppi statici di continuità comprendono una batteria di accumulatori che consentono di fornire potenza elettrica ad esempio fino all’intervento di un gruppo elettrogeno o fino all’arresto delle macchine.

Uno svantaggio degli impianti attrezzati con i gruppi di continuità statici deriva dalla presenza delle batterie che richiedono stoccaggi specifici e scrupolosa manutenzione periodica.

Inoltre, le batterie sono molto ingombranti, necessitano di spazio e sono dimensionate, da un punto di vista elettrico, in taglie standard che mal si adattano alle specifiche esigenze di impianto.

In questo contesto, il compito precipuo del presente trovato è proporre un impianto industriale che sia esente dai suddetti inconvenienti.

Scopo della presente invenzione è proporre un impianto industriale in cui sia possibile un arresto controllato delle macchine impiegate anche in mancanza dell’alimentazione di rete, in particolare in presenza di macchine con assi elettrici, per evitare ingolfamenti e/o rotture meccaniche.

Un altro scopo della presente invenzione è proporre un impianto industriale che non necessiti di spazi e/o ambienti specifici per i gruppi di continuità.

Il compito tecnico precisato ed almeno gli scopi specificati sono sostanzialmente raggiunti da un impianto industriale secondo la rivendicazione 1.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione appariranno maggiormente chiari dalla descrizione indicativa, e pertanto non limitativa, di una forma di realizzazione preferita ma non esclusiva di un impianto industriale come illustrato negli uniti disegni, in cui:

- la figura 1 illustra un impianto industriale, ad esempio per il confezionamento di articoli da fumo, secondo la presente invenzione, in una vista prospettica schematica e con alcune parti asportate per maggiore chiarezza;

- la figura 2 illustra uno schema di un particolare dell’impianto di figura 1 in una prima forma di realizzazione, con alcune parti asportate per maggiore chiarezza;

- la figura 3 illustra uno schema di un particolare dell’impianto di figura 1 in una seconda forma di realizzazione, con alcune parti asportate per maggiore chiarezza; - la figura 4 illustra uno schema di un particolare dell’impianto di figura 1 in una terza forma di realizzazione, con alcune parti asportate per maggiore chiarezza.

Con riferimento agli uniti disegni, con il numero 1 è indicato un impianto industriale secondo la presente invenzione.

Il preferito impianto illustrato in esempio è un impianto per la produzione di articoli da fumo comprendente una pluralità di macchine operatrici tra loro collegate lungo una linea 2 comune di produzione.

L’impianto 1 comprende, da monte a valle lungo la linea 2, una macchina 3 confezionatrice di sigarette o maker, una macchina 4 metti-filtro, una macchina 5 impacchettatrice collegata alla metti-filtro 4, con l’interposizione di un magazzino 6, una macchina cellofanatrice 7, una macchina steccatrice 8 ed una macchina cartonatrice 9 collegata in uscita ad un pallettizzatore 10.

Le varie macchine 3-9 sono tra loro collegate, lungo la citata linea 2, mediante dei dispositivi convogliatori di cui in particolare sono indicati il convogliatore 11 di collegamento fra la macchina 4 metti-filtro e la macchina 5 impacchettatrice e il convogliatore 12 fra la macchina impacchettatrice 5 e la cellofanatrice 7.

Accanto a ciascuna macchina 3-9 sono previste delle rispettive piattaforme di accumulo dei materiali di consumo, quali ad esempio bobine, sbozzati e simili prodotti; tali piattaforme sono indicate tutte genericamente con 13.

Le suddette macchine 3-9 sono di tipo sostanzialmente noto non descritto nel dettaglio.

Le macchine 3-9 comprendono, fra gli altri, dei “carichi critici” 14 ovvero azionamenti o dispositivi, funzionanti nell’impianto 1 e nella rispettiva macchina 3-9, per i quali è sempre necessario eseguire, nel caso, arresti o fermate controllate e coordinate al fine di evitare rotture e/o ingolfi di prodotto.

Un carico non critico è da intendersi come, ad esempio, pompe, frigoriferi, condizionatori, etc, la cui fermata non controllata non genera rotture e/o ingolfi.

In sintesi e schematicamente, ciascun carico critico 14 comprende un convertitore dc/ac 15 ed un motore elettrico 16, azionato dal convertitore dc/ac 15, per la movimentazione di corrispondenti meccanismi non illustrati.

I carichi critici 14 possono essere “stand alone” o anche avere i rispettivi convertitori o drive raggruppati in rack.

Con particolare riferimento alle figure da 2 a 4, in cui l’impianto 1 è fortemente schematizzato, si osserva quanto segue.

In figura 2 è illustrato un particolare di una prima forma di realizzazione dell’impianto 1, ad esempio una sezione di impianto comprendente la macchina 5 impacchettatrice, della quale sono schematicamente illustrati i soli carichi critici 14.

In figura 3 è illustrato un particolare di una seconda forma di realizzazione dell’impianto 1, ad esempio una sezione di impianto comprendente una macchina 5 impacchettatrice, un magazzino 6 ed una macchina 7 cellofanatrice, dei quali sono schematicamente illustrati i soli carichi critici 14.

In figura 4 è illustrato un particolare di una terza forma di realizzazione dell’impianto 1, ad esempio una sezione di impianto comprendente una maker 3, una macchina 4 metti filtro ed una macchina 5 impacchettatrice, dei quali sono schematicamente illustrati i soli carichi critici 14 ed un carico 50 non critico, avente inerzia relativamente elevata, facente parte, ad esempio, della macchina 3 confezionatrice, ed alimentato da un rispettivo convertitore dc/ac 51 bidirezionale.

Il carico 50, indicato anche come carico inerziale, è un carico che si comporta, in pratica, come un volano, in particolare nel caso di mancanza di alimentazione dello stesso.

Ad esempio, un carico 50 inerziale in una maker 3 è la testa di taglio normalmente prevista, sostanzialmente nota e non descritta nel dettaglio. La testa di taglio della maker 3 è un carico a bassi attriti ed elevate velocità di rotazione ed inerzia.

Inoltre, la testa di taglio della maker non necessita, usualmente di energia per arrestarsi.

In generale, l’impianto 1 comprendente una linea 17 di alimentazione alternata allacciabile ad una sorgente 18 di alimentazione, ad esempio la rete elettrica.

L’impianto 1 comprende almeno un convertitore ac/dc 19, 20, 21, 22 in comunicazione con la sorgente 18 di alimentazione tramite la linea 17 di alimentazione alternata ed almeno una linea 23, 24, 25, 26 di alimentazione in continua, o bus in continua, a valle di un rispettivo convertitore ac/dc 19, 20, 21, 22 tramite le quali sono alimentati i citati carichi critici 14 ed il carico 50 nella forma di realizzazione di figura 4.

L’impianto 1 comprende almeno un sistema 27 di accumulo di energia per intervenire in caso di guasto alla linea di alimentazione 17 alternata ed alimentare almeno i carichi critici 14 fino all’arresto della rispettiva macchina 3-9.

Considerando la forma di realizzazione della figura 2, il sistema 27 comprende un gruppo di continuità inerziale formato da un volano 28, una macchina elettrica 29 collegata al volano, un convertitore ac/dc bidirezionale 30 operativamente attivo fra la macchina elettrica 29 e la linea di alimentazione in continua 23.

La macchina elettrica 29 funziona da motore, portando in rotazione il volano 28, quando la linea di alimentazione alternata 17 è in servizio e funziona da generatore, azionato dall’inerzia del volano 28, quando la linea di alimentazione alternata 17 è fuori servizio, ad esempio per un guasto.

Il volano 28 è preferibilmente dimensionato in funzione almeno dell’assorbimento del carico critico 14 e del tempo di arresto del motore elettrico 29.

In pratica la soluzione di figura 2 comprende un singolo volano 28 con i rispettivi generatore 29 e convertitore 30 collegati al bus 23 in continua di alimentazione dei carchi critici 14 ovvero delle macchine, ad esempio la macchina 5 impacchettatrice alimentata dal bus 23.

Con riferimento alla figura 3, la forma di realizzazione illustrata comprende, ad esempio, una terna di convertitori ac/dc 20, 21, 22, alimentati dalla linea 17 trifase, dai quali partono i rispettivi bus 24, 25, 26 in continua.

In tale configurazione di impianto, i carichi critici 14 sono alimentati, singolarmente o a gruppi, da una rispettiva linea 24, 25, 26 in continua.

Il sistema 27 di accumulo dell’energia comprende, per ciascun bus 24, 25, 26 in continua, un rispettivo gruppo di continuità inerziale, formati rispettivamente da: - un volano 31, una macchina elettrica 32 collegata al volano 31, un convertitore ac/dc bidirezionale 33 operativamente attivo fra la macchina elettrica 32 e la linea di alimentazione in continua 24;

- un volano 34, una macchina elettrica 35 collegata al volano 31, un convertitore ac/dc bidirezionale 36 operativamente attivo fra la macchina elettrica 35 e la linea di alimentazione in continua 25;

- un volano 37, una macchina elettrica 38 collegata al volano 37, un convertitore ac/dc bidirezionale 39 operativamente attivo fra la macchina elettrica 38 e la linea di alimentazione in continua 26.

Ciascun volano 31, 34, 37 è preferibilmente dimensionato in funzione dell’assorbimento almeno dei carichi critici 14 alimentati dal corrispondente bus 24, 25, 26 in continua.

Ciascun volano 31, 34, 37 è preferibilmente dimensionato in funzione dei tempi di arresto dei rispettivi carichi critici 14 alimentati in emergenza.

In pratica, la soluzione di figura 3 utilizza più inerzie o volani indipendenti tra loro facenti capo, ciascuno, ad un singolo gruppo azionamenti 14; vengono utilizzati generatori e volani distinti per alimentare i bus dc di differenti rack di azionamenti. Un vantaggio di tale soluzione risiede nel potere usare l’energia dei volani esclusivamente per i carichi critici senza particolari modifiche all’impianto elettrico dell’impianto 1.

Inoltre, i singoli gruppi inerziali, opportunamente dimensionati, hanno ridotte dimensioni.

Tale opzione consente di fatto di aumentare la capacità di accumulo di energia del bus dc di ciascun gruppo di azionamenti. L'energia meccanica viene convertita in elettrica e canalizzata nel bus dc del singolo gruppo di azionamenti, al quale sono preferibilmente collegati solo carichi critici.

In una preferita forma di realizzazione non illustrata, ai bus dc dei singoli gruppi di azionamenti sono collegati dei convertitori dc/dc per produrre una tensione a 24V per l’alimentazione dell' elettronica degli azionamenti.

Con riferimento alla figura 4, l’impianto 1 illustrato, a meno del sistema 27 di accumulo, è analogo a quello illustrato in figura 3 e sono pertanto stati utilizzati gli stessi riferimenti numerici per corrispondenti caratteristiche tecniche.

Il sistema 27 di accumulo prevede l’utilizzo di un singolo volano 40 e di una pluralità di macchine elettriche 41, 42, 43, tre nell’esempio illustrato, collegate al volano 40 per alimentare il bus dc 24, 25, 26 di distinti carichi 14 tramite rispettivi convertitori ac/dc 44, 45, 46 preferibilmente bidirezionali.

Un vantaggio di tale soluzione risiede nel potere usare l’energia del volano esclusivamente per i carichi critici senza particolari modifiche all’ impianto elettrico e soprattutto nell’avere una sola inerzia la cui energia viene condivisa tra gruppi azionamenti differenti.

Tale opzione consente di avere un unico punto 40 di accumulo dell' energia meccanica, consentendo però di condividerlo tra i vari gruppi di carichi.

Il volano 40 è collegato ad almeno una macchina elettrica 41, 42, 43 che funge da motore, per portare in rotazione il volano e da generatore per alimentare il rispettivo bus dc mentre le altre possono anche funzionare solamente da generatore per alimentare i rispettivi bus dc.

In una forma di realizzazione preferita, tutte le macchine elettriche 41, 42, 43 fungono sia da motore che da generatore.

Il volano 40 è preferibilmente dimensionato in funzione delle esigenze del totale dei distinti carichi da alimentare.

È importante osservare che nella forma di realizzazione illustra nella figura 4, eventuali carichi 50 inerziali possono, in caso di guasto alla linea 17 di alimentazione, fornire energia a tutte le macchine o sezioni di impianto collegate al comune volano 40.

Infatti, in caso di guasto, l’inerzia del carico 50 contribuisce, tramite il rispettivo convertitore dc/ac 51 ed il convertitore dc/ac 46 ad alimentare la macchina elettrica 43 che, funzionando da motore, fornisce energia al volano 40, portandolo in rotazione, che viene restituita anche alle altre macchine collegate allo stesso.

Nel caso in esempio, la testa di taglio della maker 3, in caso di interruzione della linea di alimentazione, può fornire energia, grazie alla propria inerzia, al volano 40 e quindi anche alla macchina 3 confezionatrice ed alla macchina 5 impacchettatrice sostenute dallo stesso volano 40.

In una preferita forma di realizzazione non illustrata, ai bus dc dei singoli gruppi di azionamenti sono collegati dei convertitori dc/dc per produrre una tensione a 24V per l’alimentazione dell' elettronica degli azionamenti.

L’invenzione come descritta risolve il problema delle fermate non controllate delle macchine 3-9, che si possono verificare nel caso di mancanza della tensione di alimentazione. Questa problematica è particolarmente presente nelle macchine con assi elettrici indipendenti, con o senza interferenze meccaniche.

I vantaggi risiedono nel potere evitare rotture meccaniche e/o lunghi tempi di ripartenza macchina causati da ingolfi di materiale.

Altri vantaggi sono:

- eliminazione delle batterie come dispositivo di accumulo dell'energia con conseguente minore manutenzione;

- riduzione degli ingombri complessivi del sistema di accumulo dell’energia;

- ottimizzazione del sistema di accumulo legata al dimensionamento ad hoc della parte di accumulo dell'energia che, in una preferita forma di realizzazione è dimensionata per garantire la sola fermata della corrispondente macchina;

- ottimizzazione del sistema di accumulo dell’energia, grazie alla possibilità di trasferimento dell’energia stessa non solo dal sistema di accumulo ai carichi ma anche dai carichi ad elevata inerzia al sistema di accumulo (quindi anche da una macchina/sezione all’altra). Questo è molto importante in quanto una macchina/sezione potrebbe avere dei carichi inerziali che a loro volta risultano essere dei veri e propri accumulatori di energia la quale può essere trasferita ad altre macchine/sezioni tramite il corrispondente comune volano 40 di accumulo di energia.

Claims (14)

1. R I V E N D I C A Z I O N I 1. Letto di rullatura (4) comprendente una superficie di trasporto (4a) adatta a ricevere gruppi (100) comprendenti ciascuno due spezzoni di sigaretta (101) fra loro coassiali separati da almeno un filtro doppio (102) ed una fascetta di collegamento (103), detta fascetta di collegamento (103) essendo disposta tangenzialmente al gruppo (100) a partire da una propria estremità preferibilmente incollata al gruppo (100) stesso; detta superficie di trasporto (4a) essendo adatta ad affacciarsi ad una porzione di rullatura (2a) di un tamburo convogliatore (1) per definire un canale di rullatura (3) adatto ad essere percorso trasversalmente da detti gruppi (100) lungo una direzione di rullatura (D) fra una stazione di ingresso (I) corrispondente ad una porzione di ingresso (4a’) di detta superficie di trasporto (4a) ed una stazione di uscita (U) corrispondente ad una porzione di uscita (4a”) di detta superficie di trasporto (4a); detto letto di rullatura (4) essendo caratterizzato dal fatto di comprendere un dispositivo di aspirazione (6) configurato per aspirare particelle di tabacco, detto dispositivo di aspirazione (6) presentando almeno una bocca di aspirazione (6a) realizzata nel letto di rullatura (4) stesso, detta almeno una bocca di aspirazione (6a) definendo una zona di aspirazione (7).
2. 2. Letto di rullatura (4) secondo la rivendicazione 1, in cui detta zona di aspirazione (7) si estende in lunghezza tra la porzione di ingresso (4a’) e la porzione di uscita (4a”) del letto di rullatura (4) lungo la direzione di rullatura (D) dei gruppi (100) e presenta una larghezza, misurata trasversalmente alla direzione di rullatura (D) dei gruppi (100), avente valore inferiore rispetto alla lunghezza.
3. 3. Letto di rullatura (4) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, in cui detta zona di aspirazione (7) è definita da una bocca di aspirazione (6a) continua estendentesi tra la porzione di ingresso (4a’) e la porzione di uscita (4a”).
4. 4. Letto di rullatura (4) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, in cui detta zona di aspirazione (7) è disposta in corrispondenza di una fascia periferica (8) del letto di rullatura (4) adatta a ricevere in rotolamento rispettive porzioni terminali degli spezzoni di sigaretta (101) dei gruppi (100).
5. 5. Letto di rullatura (4) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, comprendente una superficie ad aderenza migliorata (9), ad esempio zigrinata, configurata per ricevere i gruppi (100) in rotolamento, disposta centralmente su detto letto di rullatura (4) e delimitata, trasversalmente alla direzione di rullatura (D) dei gruppi (100), da fasce periferiche (8), ed in cui detta zona di aspirazione (7) è disposta in corrispondenza di almeno una di dette fasce periferiche (8).
6. 6. Letto di rullatura (4) secondo la rivendicazione 5, in cui detta zona di aspirazione (7) è disposta, trasversalmente alla direzione di rullatura (D) dei gruppi (100), ad una distanza (h1) da detta superficie ad aderenza migliorata (9).
7. 7. Letto di rullatura (4) secondo una o più delle rivendicazioni 1-6, comprendente un convogliatore flessibile mobile lungo la direzione di rullatura (D) e configurato per ricevere i gruppi (100) in rotolamento e delimitato, trasversalmente alla direzione di rullatura (D) dei gruppi (100), da almeno una zona di aspirazione (7), preferibilmente da due zone di aspirazione (7) contrapposte.
8. 8. Letto di rullatura (4) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, in cui detto dispositivo di aspirazione (6) presenta due zone di aspirazione (7) contrapposte disposte in corrispondenza di fasce periferiche (8) contrapposte del letto di rullatura (4) e adatte a ricevere in rotolamento porzioni terminali degli spezzoni di sigaretta (101) di detto gruppo (100).
9. 9. Letto di rullatura (4) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, in cui detta zona di aspirazione (7) è definita da una bocca di aspirazione (6a) continua avente forma di fessura realizzata in detto letto di rullatura (4).
10. 10. Letto di rullatura (4) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, in cui detto dispositivo di aspirazione (6) presenta almeno una ulteriore bocca di aspirazione (11) definente un’ulteriore zona di aspirazione (12), detta almeno una ulteriore bocca di aspirazione (11) essendo affacciata a detta almeno una bocca di aspirazione (6a) e disposta ad una distanza pari almeno al diametro degli spezzoni di sigaretta (101) dei gruppi (100).
11. 11. Letto di rullatura (4) secondo la rivendicazione 10 quando dipendente dalla rivendicazione 7, in cui detto dispositivo di aspirazione (6) presenta due ulteriori zone di aspirazione (12) contrapposte e affacciate rispettivamente a dette due zone di aspirazione (7).
12. 12. Letto di rullatura (4) secondo una o più delle rivendicazioni 1-9, in cui detto dispositivo di aspirazione (6) presenta almeno una bocca di soffiaggio (14) affacciata a detta almeno una bocca di aspirazione (6a) e disposta ad una distanza almeno pari al diametro degli spezzoni di sigaretta (101) dei gruppi (100), detta almeno una bocca di soffiaggio (14) essendo configurata per emettere un getto di aria in direzione di detta almeno una bocca di aspirazione (6a).
13. 13. Letto di rullatura (4) secondo la rivendicazione 11, quando dipendente dalla rivendicazione 7, in cui detto dispositivo di aspirazione (6) presenta due bocche di soffiaggio (14) contrapposte e affacciate rispettivamente a dette due zone di aspirazione (7).
14. 14. Dispositivo di rullatura (1) comprendente: - un tamburo convogliatore (2) di gruppi (100) comprendenti ciascuno due spezzoni di sigaretta (101) fra loro coassiali separati da almeno un filtro doppio (102) ed una fascetta di collegamento (103), detta fascetta di collegamento (103) essendo disposta tangenzialmente al gruppo (100) a partire da una propria estremità preferibilmente incollata al gruppo (100) stesso, e - un canale di rullatura (3) delimitato, da un lato, da una porzione di rullatura (2a) del tamburo convogliatore (2), e dall’altro, da un letto di rullatura (4) posto ad una distanza da detta porzione di rullatura (2a) tale da definire un’ampiezza del canale di rullatura (3) prossima al diametro di detti gruppi (100), in cui detto canale di rullatura (3) è adatto, in una configurazione d’uso del dispositivo di rullatura (1), ad essere percorso trasversalmente da ciascun gruppo (100) che, avanzando lungo una direzione di rullatura (D) fra una stazione di ingresso (I) ed una stazione di uscita (U) del canale di rullatura (3) stesso, rotola sulla porzione di rullatura (2a) e sul letto di rullatura (4) ruotando attorno ad un proprio asse longitudinale; detto dispositivo di rullatura (1) essendo caratterizzato dal fatto di comprendere un dispositivo di aspirazione (6) configurato per aspirare particelle di tabacco, detto dispositivo di aspirazione (6) presentando almeno una bocca di aspirazione (6a) sfociante in detto canale di rullatura (3) e definente una zona di aspirazione (7) attiva in detto canale di rullatura (3).