IT201800002740A1 - COOLING SYSTEM FOR PLASTIFICATION CYLINDERS HEATED BY ELECTROMAGNETIC INDUCTION, AND INDUCTOR EQUIPPED WITH SUCH A COOLING SYSTEM - Google Patents
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Description
Descrizione di un brevetto per invenzione avente titolo: Description of a patent for an invention entitled:
“SISTEMA DI RAFFREDDAMENTO PER CILINDRI DI PLASTIFICAZIONE RISCALDATI AD INDUZIONE ELETTROMAGNETICA, E INDUTTORE PROVVISTO DI UN TALE SISTEMA DI RAFFREDDAMENTO” "COOLING SYSTEM FOR PLASTIFICATION CYLINDERS HEATED BY ELECTROMAGNETIC INDUCTION, AND INDUCTOR EQUIPPED WITH SUCH A COOLING SYSTEM"
DESCRIZIONE DESCRIPTION
La presente invenzione ha per oggetto un sistema di raffreddamento ad amplificazione del flusso d'aria per cilindri di plastificazione riscaldati ad induzione elettromagnetica, e un induttore provvisto di un sistema di raffreddamento. The present invention relates to an air flow amplification cooling system for electromagnetic induction heated plasticizing cylinders, and an inductor provided with a cooling system.
Stato dell'arte State of the art
Le macchine di trasformazione delle materie plastiche sono dotate di un cilindro di plastificazione costituito da un cilindro e da una vite di plastificazione al suo interno che può ruotare (estrusori) o ruotare e muoversi assialmente (macchine di iniezione o macchine similari). Nel caso degli estrusori il cilindro di plastificazione può essere equipaggiato anche con due viti di plastificazione corotanti o contro-rotanti. Plastic material processing machines are equipped with a plasticizing cylinder consisting of a cylinder and a plasticizing screw inside which can rotate (extruders) or rotate and move axially (injection machines or similar machines). In the case of extruders, the plasticizing cylinder can also be equipped with two co-rotating or counter-rotating plasticizing screws.
Nella figura 1, a titolo esplicativo, è mostrato un gruppo di plastificazione (100) dotato di tre elementi riscaldanti (1), senza gli elementi di comando della vite di plastificazione, la struttura di sostegno del cilindro stesso e gli organi collegati alla zona di uscita del materiale plastico. In figure 1, by way of explanation, a plasticizing unit (100) equipped with three heating elements (1) is shown, without the control elements of the plasticizing screw, the supporting structure of the cylinder itself and the members connected to the exit of the plastic material.
Detto cilindro di plastificazione (2) è dotato di uno o più fori di alimentazione della materia prima e in alcuni casi di una serie di fori di fuoriuscita per gas e vapori (fori di degasaggio). Questo cilindro è collegato da un lato alla struttura meccanica della macchina e ai sistemi di attuazione della vite di plastificazione mentre dal lato di uscita del materiale plastico è collegato a ima testa o a altri elementi adatti al processo della macchina stessa (teste di estrusione, filtri, teste porta ugello, ugelli Said plasticizing cylinder (2) is equipped with one or more feed holes for the raw material and in some cases with a series of outlet holes for gases and vapors (degassing holes). This cylinder is connected on one side to the mechanical structure of the machine and to the actuation systems of the plasticizing screw while on the output side of the plastic material it is connected to a head or to other elements suitable for the process of the machine itself (extrusion heads, filters, nozzle holder heads, nozzles
All'esterno del cilindro sono installate una serie di fasce riscaldanti generalmente di tipo resistivo in un numero variabile in funzione della lunghezza del cilindro e della possibilità di creare gradienti di temperatura lungo l'asse del cilindro. Dette fasce riscaldanti sono costituite da un isolamento elettrico in mica o ceramico e da un filamento di riscaldamento in lega adatto alle elevate temperature. A series of heating bands generally of the resistive type are installed on the outside of the cylinder in a variable number according to the length of the cylinder and the possibility of creating temperature gradients along the axis of the cylinder. Said heating bands consist of an electrical insulation in mica or ceramic and an alloy heating filament suitable for high temperatures.
In molti casi, in particolare per i cilindri di plastificazione utilizzati sui sistemi di estrusione è necessario in alcune fasi di produzione raffreddare il cilindro per evitare che la temperatura salga oltre il valore richiesto. In questo caso il riscaldatore elettrico è inserito all'intemo di un involucro in metallo dotato di due aperture. Nella figura 2 si vede un assieme per il riscaldamento di un cilindro di plastificazione (100) dotato di involucri (3) per il raffreddamento. Da una delle due aperture (A) viene insufflata aria mediante un ventilatore assiale o centrifugo, mentre dalla seconda apertura (B) fuoriesce l'aria calda che ha lambito il riscaldatore elettrico posto all'interno dell'involucro. Il ventilatore viene comandato ogni qualvolta la temperatura supera il valore richiesto di una quantità superiore alla tolleranza. In many cases, in particular for plasticizing cylinders used on extrusion systems, it is necessary in some production stages to cool the cylinder to prevent the temperature from rising above the required value. In this case the electric heater is inserted inside a metal casing with two openings. Figure 2 shows an assembly for heating a plasticizing cylinder (100) equipped with casings (3) for cooling. Air is blown from one of the two openings (A) by means of an axial or centrifugal fan, while the hot air escapes from the second opening (B) and has touched the electric heater placed inside the casing. The fan is commanded whenever the temperature exceeds the required value by an amount greater than the tolerance.
Il sistema di raffreddamento per i cilindri di plastificazione con elementi riscaldanti resistivi è un sistema indiretto in quanto, dovendo l'elemento riscaldante resistivo aderire al cilindro per trasferire il calore, l'aria insufflata lambisce la superficie esterna dell'elemento riscaldante; il calore prodotto per frizione del materiale plastico dalla vite di plastificazione deve essere trasferito attraverso l'elemento riscaldante per essere smaltito. Inoltre, dovendo trasferire il calore dal cilindro all'aria il riscaldatore scenderà ad una temperatura inferiore alla temperatura richiesta; e di conseguenza ad una successiva richiesta di potenza il riscaldatore dovrà nuovamente salire di temperatura per trasferire calore al cilindro di plastificazione. The cooling system for plasticizing cylinders with resistive heating elements is an indirect system since, since the resistive heating element must adhere to the cylinder to transfer the heat, the blown air touches the external surface of the heating element; the heat produced by friction of the plastic material by the plasticizing screw must be transferred through the heating element to be disposed of. Furthermore, having to transfer the heat from the cylinder to the air, the heater will drop to a temperature lower than the required temperature; and consequently at a subsequent power request, the heater will again have to rise in temperature to transfer heat to the plasticizing cylinder.
In alternativa al sistema con riscaldatori elettrici resistivi a contatto sono stati sviluppati sistemi di riscaldamento a raggi infrarossi in un ampio campo di frequenze dal visibile all'infrarosso corrispondente a temperature dell'emettitore fino a circa 300°C. Per questi sistemi, non essendo richiesto il contatto tra riscaldatore e cilindro, è possibile convogliare l'aria di raffreddamento direttamente sul cilindro da raffreddare. Gli inconvenienti di questa soluzione sono: il basso rendimento dovuto all'elevata dispersione termica e la scarsa affidabilità in particolare della soluzione con lampade. As an alternative to the system with contact resistive electric heaters, infrared heating systems have been developed in a wide range of frequencies from visible to infrared corresponding to emitter temperatures up to about 300 ° C. For these systems, since contact between the heater and the cylinder is not required, it is possible to direct the cooling air directly to the cylinder to be cooled. The drawbacks of this solution are: the low efficiency due to the high heat dispersion and the poor reliability in particular of the solution with lamps.
In alternativa ai sistemi di riscaldamento resistivi sono stati sviluppati i sistemi di riscaldamento ad induzione elettromagnetica. As an alternative to resistive heating systems, electromagnetic induction heating systems have been developed.
La figura 3 mostra la struttura e gli induttori che costituisco un sistema di riscaldamento ad induzione elettromagnetica di un gruppo di plastificazione (200) con induttori (4) aventi bobine a forma di solenoide (5) attorno al cilindro di plastificazione. Figure 3 shows the structure and inductors that make up an electromagnetic induction heating system of a plasticizing assembly (200) with inductors (4) having solenoid-shaped coils (5) around the plasticizing cylinder.
Il campo magnetico variabile è indotto dalle correnti oscillanti che percorrono le bobine (3) con frequenza compresa tra 1 kHz e 30 kHz; le correnti sono prodotte da generatori non rappresentati nelle figure annesse, e la cui descrizione non è rilevante ai fini dell’ invenzione. The variable magnetic field is induced by the oscillating currents that run through the coils (3) with a frequency between 1 kHz and 30 kHz; the currents are produced by generators not represented in the attached figures, and whose description is not relevant for the purposes of the invention.
Il riscaldamento avviene per effetto delle correnti parassite indotte dal campo elettromagnetico variabile nel cilindro di plastificazione. Il cilindro di plastificazione deve essere costruito in materiale conduttivo, preferibilmente di materiale ferromagnetico per massimizzare la potenza trasferita. Heating occurs due to the eddy currents induced by the variable electromagnetic field in the plasticizing cylinder. The plasticizing cylinder must be constructed of conductive material, preferably of ferromagnetic material to maximize the power transferred.
Questo tipo di riscaldamento ha il vantaggio di non richiedere un contatto tra l'induttore (4) e il cilindro di plastificazione (2) in quanto le correnti indotte non dipendono sostanzialmente dallo spazio tra la bobina e il cilindro. Con la soluzione di riscaldamento mediante induttore è possibile, per ridurre il trasferimento di energia termica dal cilindro all'induttore, lasciare un'intercapedine d'aria tra il cilindro e l'induttore anche superiore This type of heating has the advantage of not requiring contact between the inductor (4) and the plasticizing cylinder (2) since the induced currents do not substantially depend on the space between the coil and the cylinder. With the inductor heating solution it is possible, in order to reduce the transfer of thermal energy from the cylinder to the inductor, to leave an air gap between the cylinder and the inductor even higher
a 10 mm. to 10 mm.
L'induttore (4) è ad una temperatura inferiore all'elemento riscaldato, al contrario delle fasce riscaldanti di tipo resistivo. La potenza dissipata nella bobina è relativa alle sole perdite resistive prodotte dalla corrente che circola nellinduttore. The inductor (4) is at a lower temperature than the heated element, unlike the resistive type heating bands. The power dissipated in the coil is related only to the resistive losses produced by the current circulating in the inductor.
La bobina di induzione elettromagnetica (5) è avvolta su un elemento elettricamente isolante amagnetico che ha lo scopo di supporto per la bobina di induzione elettromagnetica (5) e di isolamento termico verso il cilindro (2). Pertanto, con questo tipo di riscaldatore il cilindro è isolato termicamente dalla bobina e dall'ambiente esterno. The electromagnetic induction coil (5) is wound on an electrically insulating non-magnetic element which has the purpose of supporting the electromagnetic induction coil (5) and of thermal insulation towards the cylinder (2). Therefore, with this type of heater the cylinder is thermally isolated from the coil and the external environment.
La soluzione dei sistemi di riscaldamento ad induzione elettromagnetica secondo la tecnica nota con induttore a bobina di induzione a solenoide (200) ha la caratteristica di avere una bobina e di conseguenza anche l'involucro esterno della bobina ad ima temperatura molto inferiore alla temperatura del cilindro. Questa caratteristica, che risulta essere un vantaggio dal punto di vista del rendimento energetico rispetto alla soluzione con riscaldatori resistivi, diventa uno svantaggio nei casi in cui si voglia applicare un raffreddamento sulla superficie simile alla soluzione utilizzata per i riscaldatori di tipo resistivo. The solution of electromagnetic induction heating systems according to the known technique with induction coil inductor with solenoid (200) has the characteristic of having a coil and consequently also the outer casing of the coil at a temperature much lower than the temperature of the cylinder. . This characteristic, which turns out to be an advantage from the point of view of energy efficiency compared to the solution with resistive heaters, becomes a disadvantage in cases where a cooling on the surface similar to the solution used for resistive type heaters is to be applied.
Le figure 4a e 4b mostrano, rispettivamente in vista laterale e in sezione longitudinale un induttore (300), modificato rispetto alla soluzione (200), in cui è presente un collettore di alimentazione dell'aria (6). Dall'apertura (X), mediante un ventilatore non mostrato nella figura, viene insufflata aria nel collettore (6). Allinteno del collettore (6) sono presenti una serie di aperture radiali (Y) sul corpo dell'induttore, mediante le quali è possibile convogliare l'aria nell'intercapedine (W) che si viene a creare tra il cilindro (non mostrato) e l'induttore. L'aria dopo aver lambito il cilindro fuoriesce dalle due stremità (Z) dell'induttore. In questo modo è possibile avere un raffreddamento diretto del cilindro. Figures 4a and 4b show, respectively in lateral and longitudinal section, an inductor (300), modified with respect to the solution (200), in which there is an air supply manifold (6). From the opening (X), air is blown into the manifold (6) by means of a fan not shown in the figure. Inside the manifold (6) there are a series of radial openings (Y) on the inductor body, through which it is possible to convey the air into the interspace (W) that is created between the cylinder (not shown) and the inductor. The air after licking the cylinder comes out from the two ends (Z) of the inductor. In this way it is possible to have a direct cooling of the cylinder.
La figura 5 mostra una vista assonometrica di tre induttori installati su un cilindro di plastificazione. Figure 5 shows an isometric view of three inductors installed on a plasticizing cylinder.
Questa soluzione pur essendo molto efficace dal punto di vista delle condizioni di raffreddamento ha alcuni svantaggi: Although this solution is very effective from the point of view of cooling conditions, it has some disadvantages:
- per praticare le aperture nel corpo dell'induttore è necessario suddividere la bobina in due parti riducendo la zona utile per l'avvolgimento e di conseguenza nel caso dei cilindri di piccolo diametro risulta difficile ottenere l'induttanza richiesta per il corretto funzionamento del generatore che alimenta la bobina; - to make the openings in the inductor body it is necessary to divide the coil into two parts, reducing the useful area for winding and consequently in the case of small diameter cylinders it is difficult to obtain the inductance required for the correct functioning of the generator which feeds the coil;
- è richiesto un collettore (6) per alimentare tutte le aperture, ed inoltre poiché la posizione relativa tra le aperture e la posizione del ventilatore cambia è necessario differenziare la dimensione delle aperture in funzione della loro posizione, - a manifold (6) is required to supply all the openings, and furthermore, since the relative position between the openings and the position of the fan changes, it is necessary to differentiate the size of the openings according to their position,
- la perdita di carico nella canalizzazione dal ventilatore all'uscita dall'induttore è alta per la capacità di generare prevalenza dei ventilatori; ne consegue che la portata che attraversa il canale di raffreddamento è limitata rispetto alla capacità di portata del ventilatore. - the pressure drop in the ducting from the fan to the outlet from the inductor is high due to the ability to generate the fans head; it follows that the flow rate that passes through the cooling channel is limited compared to the flow rate capacity of the fan.
Scopo dell’invenzione Purpose of the invention
Scopo dell’invenzione è quello di eliminare gli inconvenienti e le problematiche delle differenti soluzioni della tecnica nota prima illustrate. The purpose of the invention is to eliminate the drawbacks and problems of the different solutions of the prior art illustrated above.
In particolare, uno scopo dell’invenzione è quello di fornire una soluzione di induttore adatto al riscaldamento ad induzione elettromagnetica di cilindri di plastificazione dotato di un sistema di ventilazione in grado di consentire un raffreddamento efficace del cilindro di plastificazione con basse perdite di carico nel condotto di ventilazione e omogeneo su tutta la superficie del cilindro. In particular, an object of the invention is to provide an inductor solution suitable for electromagnetic induction heating of plasticizing cylinders equipped with a ventilation system capable of allowing effective cooling of the plasticizing cylinder with low pressure drops in the duct. ventilation and homogeneous over the entire surface of the cylinder.
Altro scopo dell'invenzione è quello di fornire un tale sistema di raffreddamento che si possa adattare alle diverse configurazioni di diametro esterno dei cilindri di plastificazione. Another object of the invention is to provide such a cooling system which can be adapted to the different external diameter configurations of the plasticizing cylinders.
Altro scopo dell'invenzione è quello di fornire una soluzione che eviti l'utilizzo di ventilatori assiali o centrifughi che, dovendo funzionare in una zona ad alta temperatura, limitano l'affidabilità del sistema di raffreddamento. Another object of the invention is to provide a solution which avoids the use of axial or centrifugal fans which, having to operate in a high temperature zone, limit the reliability of the cooling system.
Altro scopo ancora dell'invenzione è conservare tutti i vantaggi delle soluzioni di riscaldamento ad induzione elettromagnetica con induttori secondo la tecnica nota, unendo l'indubbio vantaggio di un sistema efficace di raffreddamento. Yet another object of the invention is to preserve all the advantages of the electromagnetic induction heating solutions with inductors according to the known art, combining the undoubted advantage of an effective cooling system.
Questi scopi sono raggiunti dal sistema di raffreddamento per cilindri di plastificazione riscaldati ad induzione elettromagnetica secondo l’invenzione che presenta le caratteristiche dell’annessa rivendicazione indipendente 1. These purposes are achieved by the cooling system for electromagnetic induction heated plasticizing cylinders according to the invention which has the characteristics of the attached independent claim 1.
Realizzazioni vantaggiose dell’invenzione appaiono dalle rivendicazioni dipendenti. Advantageous embodiments of the invention appear from the dependent claims.
Sostanzialmente, il sistema di raffreddamento ad aria di un cilindro di plastificazione riscaldato ad induzione elettromagnetica mediante almeno un induttore comprendente almeno una bobina, disposta su un elemento interno di supporto e di isolamento termico in materiale amagnetico ed elettricamente non conduttivo, disposto coassialmente sul cilindro di plastificazione, in modo da formare con esso un’intercapedine aperta alle due estremità, comprende un dispositivo anulare disposto coassialmente sul cilindro in corrispondenza di una estremità di detta intercapedine, provvisto di condotti interni atti ad amplificare un flusso d’aria compressa proveniente da una sorgente esterna e convogliarlo in detta intercapedine verso l’altra estremità. Basically, the air cooling system of a plasticizing cylinder heated by electromagnetic induction by means of at least one inductor comprising at least one coil, arranged on an internal support and thermal insulation element made of non-magnetic and electrically non-conductive material, coaxially arranged on the plasticization, so as to form a gap with it open at both ends, comprises an annular device arranged coaxially on the cylinder at one end of said gap, provided with internal ducts capable of amplifying a flow of compressed air coming from a source external and convey it in said cavity towards the other end.
Breve descrizione delle figure Brief description of the figures
Ulteriori caratteristiche dell’invenzione appariranno più chiare dalla descrizione dettagliata che segue, riferita ad una sua forma puramente esemplificativa, e quindi non limitativa di realizzazione, illustrata nei disegni annessi, in cui: Further features of the invention will appear clearer from the detailed description that follows, referring to a purely exemplary and therefore non-limiting embodiment, illustrated in the attached drawings, in which:
- la figura 1 è una vista laterale in assonometria, di un cilindro di plastificazione per macchine di trasformazione delle materie plastiche secondo la tecnica nota, dotato di riscaldatori di tipo resistivo; Figure 1 is an axonometric side view of a plasticizing cylinder for plastic material processing machines according to the known art, equipped with resistive type heaters;
- la figura 2 è una vista laterale in assonometria, di un cilindro di plastificazione per macchine di trasformazione delle materie plastiche secondo la tecnica nota, dotato di riscaldatori di tipo resistivo con involucro e ventilatore per il raffreddamento; Figure 2 is an axonometric side view of a plasticizing cylinder for plastic material processing machines according to the known art, equipped with resistive heaters with casing and cooling fan;
- la figura 3 è una vista in assonometria di un cilindro di plastificazione per macchine di trasformazione delle materie plastiche secondo la tecnica nota, dotato di induttori con bobine del tipo a solenoide per il riscaldamento di tipo induttivo; Figure 3 is an axonometric view of a plasticizing cylinder for plastic material processing machines according to the known art, equipped with inductors with solenoid-type coils for inductive heating;
- le figure 4a e 4b sono, rispettivamente, una vista laterale e una vista in sezione longitudinale dell'induttore dotato di collettore e di aperture nella struttura di sostegno e isolamento delle bobine per la ventilazione della superficie del cilindro di plastificazione, secondo la tecnica nota; - Figures 4a and 4b are, respectively, a side view and a longitudinal section view of the inductor equipped with a manifold and openings in the support and insulation structure of the coils for the ventilation of the surface of the plasticizing cylinder, according to the known art ;
- la figura 5 è una vista di assieme di un cilindro di plastificazione con tre induttori dotati di sistema di ventilazione secondo la tecnica nota; Figure 5 is an overall view of a plasticizing cylinder with three inductors equipped with a ventilation system according to the known art;
- la figura 6 è una vista in sezione di un induttore dotato di dispositivo di ventilazione ad amplificazione del flusso d'aria secondo l'invenzione; Figure 6 is a sectional view of an inductor equipped with a ventilation device for amplification of the air flow according to the invention;
- la figura 7 è una vista assonometrica dell’induttore di figura 6 installato su un cilindro di plastificazione; - figure 7 is an axonometric view of the inductor of figure 6 installed on a plasticizing cylinder;
- la figura 8 è un ingrandimento del particolare indicato con 8 in figura 6; - la figura 9 è un ulteriore ingrandimento del particolare indicato con M in figura 8; - figure 8 is an enlargement of the detail indicated with 8 in figure 6; - figure 9 is a further enlargement of the detail indicated with M in figure 8;
- la figura 10 mostra in assonometria l' ingrandimento di figura 9. - figure 10 shows the enlargement of figure 9 in axonometry.
Descrizione di realizzazioni preferite Description of favorite achievements
Con riferimento alle figure annesse, e per ora in particolare alla figura 6 viene mostrato un induttore per il riscaldamento ad induzione elettromagnetica dotato di sistema di raffreddamento ad amplificazione del flusso d'aria secondo la presente invenzione, nella sua struttura base comune a tutte le diverse configurazioni, indicato globalmente con il numero di riferimento (400). With reference to the attached figures, and for now in particular to figure 6, an inductor for electromagnetic induction heating is shown equipped with a cooling system for amplification of the air flow according to the present invention, in its basic structure common to all the different configurations, globally indicated with the reference number (400).
L'induttore per il riscaldamento ad induzione elettromagnetica (400) con dispositivo di raffreddamento del cilindro ad amplificazione del flusso d'aria, è costituito sostanzialmente da un elemento interno di supporto e di isolamento (7) in materiale amagnetico ed elettricamente non conduttivo, coassiale rispetto al cilindro 2 (mostrato in Fig. 7), da una o più bobine (5) disposte sul supporto (7), a forma di solenoide o di altro tipo, atte a generare un campo elettromagnetico nel cilindro di plastificazione, da un dispositivo per l'amplificazione del flusso d'aria (8), alimentato da una sorgente di aria compressa, posto ad una delle due estremità dell'induttore, da ima flangia di chiusura (9) all'estremità opposta dell'induttore e da un cilindro esterno (10) di chiusura e protezione della/e bobina/e. Il dispositivo di amplificazione del flusso d'aria (8) è disposto in modo tale che aspiri aria dal lato (O) e lo invii verso l'uscita (P). The inductor for electromagnetic induction heating (400) with cylinder cooling device to amplify the air flow, basically consists of an internal support and insulation element (7) in non-magnetic and electrically non-conductive, coaxial material with respect to cylinder 2 (shown in Fig. 7), by one or more coils (5) arranged on the support (7), in the form of a solenoid or other type, capable of generating an electromagnetic field in the plasticizing cylinder, by a device for the amplification of the air flow (8), fed by a source of compressed air, placed at one of the two ends of the inductor, by a closing flange (9) at the opposite end of the inductor and by a cylinder external (10) for closing and protection of the coil (s). The air flow amplification device (8) is arranged in such a way that it sucks in air from the side (O) and sends it to the outlet (P).
la figura 7 mostra l'istallazione dell'induttore (400) con dispositivo di raffreddamento del cilindro ad amplificazione del flusso d'aria su un cilindro di plastificazione (2). Nell'intercapedine (W) tra l'induttore (400) e il cilindro (2) viene convogliata dal dispositivo di amplificazione del flusso l'aria di raffreddamento aspirata dal lato d'ingresso (O). Figure 7 shows the installation of the inductor (400) with a cylinder cooling device for amplification of the air flow on a plasticizing cylinder (2). In the gap (W) between the inductor (400) and the cylinder (2) the cooling air sucked in from the inlet side (O) is conveyed by the flow amplification device.
Nella figura 8 è illustrato il dettaglio del dispositivo di amplificazione del flusso d'aria (8) integrato nell'induttore. Il dispositivo di amplificazione del flusso d'aria riceve energia da una piccola portata d'aria compressa fornita attraverso il condotto di alimentazione (L) per produrre aspirandola attraverso il collettore in ingresso (O) un flusso d'aria ad alta velocità con una portata circa 10 - 15 volte superiore alla portata di aria compressa fornita. Figure 8 shows the detail of the air flow amplification device (8) integrated in the inductor. The airflow amplifying device receives energy from a small flow of compressed air supplied through the supply duct (L) to produce a high-speed flow of air with a flow rate through the inlet manifold (O). about 10 - 15 times higher than the supplied compressed air flow rate.
Il dispositivo è costituito nei suoi elementi fondamentali da due parti (8.1) e (8.2) costruite in materiale non conduttivo, assialmente simmetriche accoppiate tra di loro in modo da lasciare un piccolo passaggio (M) attraverso cui fluisce il flusso di aria compressa fornita attraverso il condotto anulare (J) dal condotto di alimentazione (L). Nel meato anulare (M), dettaglio di figura 9, l'aria compressa si espande aumentando di velocità; per effetto Coanda in flusso ad alta velocità tende ad aderire alla parete (N) con profilo curvo in senso assiale generando per effetto della curvatura della superficie nella zona (N) un gradiente di pressione in direzione radiale (la pressione minima la si raggiunge vicino alla superficie lambita dalla corrente ad alta velocità). La depressione in prossimità della parete curva (N) determina un'aspirazione di aria dal condotto di ingresso (O). Con un corretto dimensionamento del meato (M) e del profilo curvo (N) in rapporto alla sezione di ingresso (O) è possibile raggiungere rapporti di amplificazione del flusso superiori a 10. The device consists in its basic elements of two parts (8.1) and (8.2) built in non-conductive material, axially symmetrical coupled to each other so as to leave a small passage (M) through which the flow of compressed air supplied through the annular duct (J) from the supply duct (L). In the annular meatus (M), detail of figure 9, the compressed air expands as it increases in speed; due to the Coanda effect in high-speed flow it tends to adhere to the wall (N) with an axially curved profile, generating a pressure gradient in the radial direction due to the curvature of the surface in the area (N) (the minimum pressure is reached near the surface lapped by the high-speed current). The depression in the vicinity of the curved wall (N) causes an intake of air from the inlet duct (O). With a correct dimensioning of the meatus (M) and of the curved profile (N) in relation to the inlet section (O) it is possible to reach flow amplification ratios higher than 10.
Il flusso d'aria così generato attraversando l'intercapedine tra il cilindro (2) e l'induttore (400) è in grado di raffreddare il cilindro in modo efficace senza ritardi. Per il funzionamento del dispositivo di amplificazione del flusso d'aria (8) è necessario un flusso d'aria compressa ad una pressione compresa tra 0,1 e 10 bar relativi alla pressione atmosferica. Il flusso d'aria compressa deve essere controllato tramite ima valvola in modo tale da alimentare il dispositivo (8) solo quando è necessario il raffreddamento del cilindro. The air flow thus generated crossing the gap between the cylinder (2) and the inductor (400) is able to cool the cylinder effectively without delays. For the operation of the air flow amplification device (8), a compressed air flow at a pressure of between 0.1 and 10 bar relative to atmospheric pressure is required. The compressed air flow must be controlled by means of a valve in such a way as to supply the device (8) only when it is necessary to cool the cylinder.
Il condotto (L) di alimentazione dell'aria compressa al dispositivo di amplificazione del flusso d'aria può essere ricavato sia nell'elemento (8.1) come mostrato in figura 8 o in alternativa nell'elemento (8.2). The compressed air supply duct (L) to the air flow amplification device can be obtained either in the element (8.1) as shown in figure 8 or alternatively in the element (8.2).
Il dispositivo di amplificazione del flusso d'aria (8) può essere realizzato in materiale elettricamente non conduttivo, amagnetico o in ferrite. The air flow amplification device (8) can be made of electrically non-conductive, non-magnetic or ferrite material.
Le due parti (8.1) e (8.2) del dispositivo di amplificazione del flusso d'aria (8) sono accoppiate tra loro, ad esempio mediante viti inserite in fori (11), uno dei quali visibile in Fig. 10, o con altri mezzi, e il dispositivo (8) è fissato all’induttore, in particolare all’elemento di supporto (7) in qualsiasi modo adatto. The two parts (8.1) and (8.2) of the air flow amplification device (8) are coupled together, for example by means of screws inserted in holes (11), one of which is visible in Fig. 10, or with others means, and the device (8) is fixed to the inductor, in particular to the support element (7) in any suitable way.
Naturalmente l’invenzione non è limitata alle particolari forme di realizzazione precedentemente descritte e illustrate nei disegni annessi, ma ad essa possono essere apportate numerose modifiche di dettaglio, alla portata di un tecnico del ramo, rientranti comunque entro l’ambito dell’invenzione definito dalle rivendicazioni annesse. Naturally, the invention is not limited to the particular embodiments previously described and illustrated in the annexed drawings, but numerous detailed modifications can be made to it, within the reach of a person skilled in the art, however falling within the scope of the invention defined by the attached claims.
Claims (11)
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| IT102018000002740A IT201800002740A1 (en) | 2018-02-16 | 2018-02-16 | COOLING SYSTEM FOR PLASTIFICATION CYLINDERS HEATED BY ELECTROMAGNETIC INDUCTION, AND INDUCTOR EQUIPPED WITH SUCH A COOLING SYSTEM |
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Family
ID=62143499
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| IT (1) | IT201800002740A1 (en) |
Citations (4)
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| GB828083A (en) * | 1956-09-20 | 1960-02-17 | Beanwy Electric Ltd | Improvements in, or relating to, extrusion or injection moulding machines and similar appliances, and heating units for such appliances |
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| EP1300233A1 (en) * | 2001-10-04 | 2003-04-09 | Ruhrgas Aktiengesellschaft | Method and device for heating a plasticising cylinder |
-
2018
- 2018-02-16 IT IT102018000002740A patent/IT201800002740A1/en unknown
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