IT202000010984A1 - Macchina per produrre pallini di piombo precalibrati - Google Patents
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Classifications
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Description
Domanda di Brevetto per Invenzione Industriale a titolo:
Macchina per produrre pallini di piombo precalibrati
DESCRIZIONE
Invenzione industriale dal titolo: ?MACCHINA PER PRODURRE PALLINI DI PIOMBO PRECALIBRATI?
Campo di applicazione
La presente invenzione trova applicazione nel settore tecnico metallurgico/hobbistico ed ha per oggetto la costruzione di una ?MACCHINA PER PRODURRE PALLINI IN PIOMBO PRECALIBRATI?
Presentazione dell?invenzione
L?invenzione ha sostanzialmente tre scopi:
Il primo scopo ? finalizzato alla realizzazione autonoma di pallini di piombo per il caricamento di munizioni da caccia e da tiro sportivo; l?invenzione ? dunque rivolta a tutti i privati appassionati di ricarica per uso personale, nonch? alle armerie che costruiscono le proprie munizioni per la vendita in negozio.
Il secondo scopo ? finalizzato al contenimento dell?inquinamento ambientale da metalli pesanti, in quanto, gli utilizzatori dell?invenzione, potendo autonomamente fondere prodotti plumbei di recupero, come le stesse ogive e pallini che vengono estratte dalle bonifiche ambientali e dei poligoni, eviteranno di comprare ulteriore piombo gi? confezionato in formato di pallini e, pertanto, di immetterlo nell?ambiente tramite l?uso delle munizioni utilizzate nelle battute di caccia e/o nelle sessioni di tiro sportivo.
Il terzo scopo ? finalizzato all?abbattimento dei costi di produzione delle proprie munizioni. Il piombo sotto forma di pallini ? notoriamente la componente pi? costosa dell? intera ?cartuccia?, ma l?invenzione pu? essere (come sopra detto) alimentata con piombo di recupero che risulta reperibile ad un costo nettamente inferiore.
Stato della tecnica
Le macchine industriali per la produzione di pallini di piombo risultano di utilizzo esclusivo delle industrie metallurgiche, in quanto, apparecchiature mastodontiche, dal complesso utilizzo e dal costo esorbitante.
Basti pensare all?impiego di torri alte 30-50m da parte delle industrie, per ottenere i pallini con il metodo a caduta, nel quale il mezzo di raffreddamento principale sono appunto questi 30-50m di caduta libera, dunque di aria.
Macchine analoghe dalle dimensioni ridotte per l?utilizzo amatoriale sono di difficile reperibilit?, rudimentali e presentano svariati difetti come l?incapacit? di regolazione della temperatura e dell?inclinazione, l?impiego di materiali inadatti all?interazione con piombo fuso e l?utilizzo di ugelli instabili che falsano i diametri dei canali interni in relazione alla propria dilatazione termica eccessiva.
In particolare, vengono utilizzati materiali ad alto coefficiente di dilatazione lineare, che sottoposti ad alte temperature mutano la propria forma.
Esse sono inoltre fragili, richiedono manutenzione costante, pericolose.
Vengono infine impiegati liquidi di raffreddamento ad alta densit? e basso punto di ebollizione, spesso a base acquosa. Ci? provoca una rapidissima contrazione dimensionale del pallino, che viene immediatamente ossidato e raggrinzito; inoltre, l?acqua a contatto con il piombo fuso, causa la repentina evaporazione di questa ed il fenomeno che ne consegue ? una vera e propria ?esplosione? della goccia di piombo.
Tali problemi si traducono in un risultato finale insoddisfacente, che si apprezza con la palese irregolarit? di forma del pallino e la presenza di quantit? problematiche di ossido di piombo.
Di conseguenza, a causa dei problemi affrontati nello stato attuale, ? emersa la necessit? di miglioramento di mezzi e tecnica.
DESCRIZIONE DEI DISEGNI:
I componenti dell?invenzione sono rappresentati, a titolo indicativo e non esaustivo, nelle immagini che si allegano; in particolare,
Nell?immagine ?A? si distinguono:
? Un telaio (fig.1) atto alla funzione di impalcatura.
? Un contenitore che racchiude il liquido di raffreddamento (fig.2), dove cadranno i pallini.
? Una fonte di calore (fig.3) per permettere la fusione del piombo, rappresentata da una resistenza elettrica da 2kw comandata da un termostato con termocoppia.
? Un pannello in acciaio inossidabile (fig.4), a copertura della fonte di calore (fig.3). ? Un dispositivo unico (fig.5) in acciaio inossidabile, che funge da crogiolo ed ospita ugelli e rampa, le cui ubicazioni verranno chiarite successivamente.
? Un set di almeno quattro ugelli (fig.6), rappresentati da bulloni filettati da 10mm in acciaio al carbonio.
L?immagine ?B? che rappresenta la macchina completamente assemblata, vuole significativamente distinguere le due zone fondamentali deputate al suo funzionamento:
1. Il crogiolo (8), dove verr? immesso il piombo solido e dove questo, una volta accesa la fonte di calore, verr? stivato liquefatto, fungendo dunque da serbatoio.
2. La rampa di caduta (7), dove il piombo fuso (in uscita dagli ugelli) andr? ad impattare rotolandovi sulla superficie.
Infine l?immagine ?C? mostra l?esploso e la sezione, per la visione del dettaglio degli ugelli, quest?ultimi formati da un grosso canale longitudinale ed almeno un sottile canale radiale.
DESCRIZIONE DELLA MACCHINA:
Il telaio ? lo scheletro della macchina, costruito in ferro zincato o alluminio, al suo interno ? dotato di due punti mobili di appoggio anteriori e due punti fissi di appoggio posteriori,sui quali verr? posta la fonte di calore, coperta dal pannello di protezione.
I punti mobili di appoggio anteriori sono situati su una staffa libera di salire o scendere, per permettere le regolazioni di inclinazione del piano a seconda delle esigenze.
Il telaio si presenta chiuso lateralmente e superiormente, per evitare di entrare accidentalmente a contatto con il metallo fuso, o che vi cadano corpi estranei.
In particolare, il tetto del telaio, oltre a proteggere dal contatto diretto, presenta una finestra richiudibile per il montaggio facoltativo di un aspiratore di fumi, nel caso in cui non si abbia la possibilit? di utilizzare la macchina all?aperto.
La parte posteriore del telaio ? aperta per permettere l?introduzione del materiale da fondere.
Il pannello ? dotato a sua volta di due incavi anteriori, dove poter incastrare il dispositivo unico, ci? rende le operazioni di montaggio e di smontaggio estremamente rapide ed intuitive oltre che permette la pulizia immediata del dispositivo in caso di introduzione di lega impura (ad alta produzione di scorie).
Il dispositivo unico ? realizzato impiegando un materiale inedito, l?acciaio inossidabile austenitico (AISI 304), il suo alto tenore di Nichel/Cromo garantisce infatti:
? un?alta resistenza a corrosione (fenomeni di vaiolatura) ed alte temperature;
? Il mantenimento della forma originale;
? delle superfici di lavoro sempre lisce e regolari;
? antiaderenza e bassissimo coefficiente di attrito, ci? ? garantito dai fenomeni di passivazione uniforme del materiale;
? Il riscaldamento uniforme e la preservazione delle qualit? chimico-fisiche del piombo liquefatto.
? La possibilit? di essere pulito impiegando una vasta gamma di strumenti, senza essere rovinato.
Gli ugelli, vengono montati sul dispositivo unico e rappresentano il punto saliente del processo di calibratura del pallino. Essi sono realizzati al tornio dal pieno, impiegando bulloni da 10mm di spessore in acciaio al carbonio bonificato ad alta resistenza (HDW 8.8) a testa esagonale e sono, inoltre, caratterizzati da:
- un canale longitudinale, dal diametro costante di 6mm, che percorre tutto il fusto filettato fermandosi a circa 1mm dall?apice della testa esagonale;
- da almeno un canale radiale dal diametro variabile in base alle esigenze di spessore del pallino; il canale radiale sar?, in ogni caso, sensibilmente pi? piccolo del canale longitudinale (si tratta nella maggior parte dei casi, di pochi decimi di millimetro di diametro) che percorre la testa del bullone dall? esterno verso l?interno, congiungendosi al canale longitudinale.
La fonte di calore che rende possibile il raggiungimento delle temperature di fusione (che variano in base alla lega di piombo impiegata), ? costituita da una resistenza termica compatibile con l?alimentazione domestica italiana (220v).
La resistenza impiegata ha una potenza di 2kw e la sua accensione ? comandata da un interruttore on/off, mentre la modulazione della tensione ? gestita selettivamente (in base al tipo di lega impiegata e dunque ai diversi punti di fusione) da un termostato comandato da una termocoppia posta nel crogiolo del dispositivo unico.
La fonte di calore pu? essere sostituita da elettrica a gas metano/gpl, mediante la sostituzione della resistenza elettrica con un bruciatore a gas di potenza equivalente; il bruciatore a gas sar? provvisto di un regolatore di flusso accoppiato alla sonda termica nel crogiolo ed il suo utilizzo produrr? i medesimi risultati ottenuti con la resistenza elettrica.
Completa l?assemblaggio della macchina un importante componente, che ? il contenitore di acciaio inossidabile a tenuta stagna, con capienza pari a circa 4lt. In tale contenitore si trova il liquido di raffreddamento in cui il pallino di piombo caldo precipita temprandosi. La tempra del pallino ? l?importante fase conclusiva della produzione, in cui questo assume la perfetta forma sferica; a tal fine ? fondamentale riempire il contenitore con un liquido che abbia un?alta temperatura di ebollizione ed una densit? inferiore all?acqua, ancora meglio se di natura oleosa (es. fluidi idraulici di tipo DOT4).
? possibile utilizzare altri tipi di fluidi, anche ecologici e biocompatibili di derivazione vegetale, che presentino caratteristiche simili ai sopra citati (es. sciroppo di melassa ed alcuni tipi di saponi liquidi).
Funzionamento:
Si monta la fonte di calore (dotata preventivamente del pannello protettivo) sul telaio della macchina, tramite i punti di appoggio del telaio citati in descrizione.
Per avviare la macchina si pone, tramite le sedi ad incastro citate in descrizione, il dispositivo unico sul pannello sovrastante la fonte di calore precedentemente montata e lo si riempie, nel crogiolo, con piombo solido puro o con lega stabile di Pb/Sb o lega ternaria di Pb/Sb/Sn, ci? in base alle esigenze di durezza del pallino desiderate.
Si procede con l?accensione del sistema di riscaldamento, il quale ? composto da una resistenza elettrica della potenza di 2kw la cui alimentazione ? regolata da un termostato collegato ad una termocoppia messa a contatto con il crogiolo del dispositivo unico.
L?accensione del sistema di riscaldamento prevede dunque l?impostazione manuale di una temperatura di esercizio, che varia in base alla lega utilizzata, per il piombo puro si imposta la temperatura a 350?C e si attende il raggiungimento di tale temperatura, segnalato dalla termocoppia. Non appena la sonda termica registra l?avvenuto raggiungimento della temperatura impostata, il termostato provvede alla modulazione della tensione per mantenere stabile la temperatura di fusione.
Raggiunta e stabilizzata la temperatura impostata, il piombo ? in fusione e procede a scorrere verso gli ugelli, qui raggiunger? il primo canale longitudinale a sezione standard di 6mm e successivamente il secondo canale radiale dalla sezione molto ridotta e variabile in base alla numerazione e quindi allo spessore dei pallini desiderati, ad esempio per ottenere pallini della numerazione italiana N?8 (?2,3mm) il canale radiale dovr? avere un diametro di 0,45mm.
Il piombo fuso esce dunque dal secondo canale e cade per circa 2cm sulla rampa di caduta del dispositivo unico, la rampa non ? altro che il prolungamento del fondo del dispositivo unico, pertanto forma un angolo di 45? con la parete che regge gli ugelli.
Il moto di caduta libera e dunque la forza gravitazionale, impongono durante la breve caduta la forma sferica alla goccia di piombo fuso, coadiuvati dalla sua tensione superficiale.
La forma sferica cosi definita, viene perfezionata dopo la caduta, per mezzo del rotolamento della goccia ancora liquida sulla rampa di caduta del dispositivo unico.
In seguito la sfera fluida cade nel contenitore con il mezzo di raffreddamento sottostante, per essere immediatamente solidificata e temprata.
Claims (9)
1. Macchina per produrre pallini di piombo precalibrati, caratterizzata dall? essere essenzialmente costituita: da un telaio, un dispositivo unico estraibile ed ispezionabile, una fonte di calore, un set di ugelli ed un contenitore deputato al raffreddamento ed alla tempra del prodotto finale.
2. Macchina, secondo la precedente rivendicazione (1.), caratterizzata dall?intera realizzazione del dispositivo unico, in acciaio inossidabile austenitico (AISI 304) ad elevato tenore di Nichel/Cromo.
L?impiego di tale materiale ? mirato alla realizzazione di una struttura che sottoposta ad alte temperature rimanga estremamente resistente e non alteri le sue propriet? in relazione ad agenti chimici ed atmosferici.
Ulteriore peculiarit? derivante dall? impiego di tale materiale ? il fenomeno di passivazione che lo interessa; difatti, Il sottile strato di ossido che si forma, conferisce alla superficie del dispositivo unico l?antiaderenza necessaria per evitare che il flusso di piombo fuso si attacchi alla rampa.
3. Macchina secondo le precedenti rivendicazioni (1.,2.) caratterizzata dalle regolazioni di inclinazione e temperatura selettive in base alla lega impiegata.
Ogni lega infatti possiede:
- una fluidit? differente, e deve essere sottoposta ad inclinazioni pi? o meno accentuate in base al tenore di piombo;
- una temperatura di fusione propria e necessita, una volta liquefatta, di essere mantenuta costantemente in quell?intervallo termico.
Nel dettaglio la regolazione dell?inclinazione si effettua grazie ai due punti mobili anteriori del telaio posti su una staffa, alzando o abbassando la stessa, mentre la regolazione della temperatura avviene tramite il circuito termocoppia-termostato, come scritto nella descrizione.
4. Macchina secondo le precedenti rivendicazioni (1.,2.,3.), caratterizzata dalla presenza di ugelli in acciaio al carbonio bonificato ad alta resistenza (HDW 8.8) a basso coefficiente di dilatazione lineare che mantiene stabile il diametro del canale radiale. Ci? permette la produzione di pallini precalibrati, tutti di diametro equivalente, in base al set di ugelli montati sul dispositivo unico.
5. Macchina secondo le precedenti rivendicazioni (1.,2.,3.,4.), caratterizzata dall? impiego di un mezzo di raffreddamento diverso dall?acqua, che evita l?esplosione del materiale fuso in seguito al fenomeno di shock termico e minimizza la contrazione dimensionale e l?ossidazione del pallino.
6. Macchina secondo le precedenti rivendicazioni (1.,2.,3.,4.,5.), caratterizzata dalla possibilit? di sostituzione della fonte di calore principale (resistenza elettrica) con una fonte chimica di potenza equivalente, rappresentata da un bruciatore a gas metano/gpl, in base alle possibilit? dell?acquirente.
7. Macchina secondo le precedenti rivendicazioni, caratterizzata dalla posizione parallela del dispositivo unico rispetto la fonte di calore per permettere un riscaldamento e dunque una fusione uniforme del piombo (o leghe di esso) ed il mantenimento di una temperatura di esercizio estesa fino agli ugelli, atta a garantire il corretto funzionamento di questi.
8. Macchina secondo le precedenti rivendicazioni, caratterizzata dal massimo rendimento termodinamico, in relazione ad una scelta di componenti mirata al raggiungimento di un prodotto finale (pallino) abbastanza regolare da poter essere utilizzato con successo nel caricamento di munizioni per armi antiche e moderne.
9. Macchina secondo le precedenti rivendicazioni, caratterizzata da una lunghezza strategica della rampa di caduta del dispositivo unico; ci? permette al pallino ancora caldo e duttile, di essere solidificato in modo progressivo evitando l?intrappolamento di bolle d?aria al suo interno.
Se cos? non fosse, ci si ritroverebbe con pallini il cui interno ? cavo, dunque dalle pessime performance balistiche.
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