ITBS20080076A1 - Impianto di raffreddamento di elementi metallici - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

Annessa a domanda di brevetto per INVENZIONE INDUSTRIALE avente per titolo

“IMPIANTO DI RAFFREDDAMENTO DI ELEMENTI METALLICI”

La presente invenzione ha per oggetto un impianto di raffreddamento di elementi metallici, in particolare elementi aventi una dimensione longitudinale prevalente quali, per esempio, profilati, estrusi o trafilati metallici.

Nel seguito si farà esplicito riferimento ai soli profilati metallici, senza per questo perdere in generalità.

Tale tipologia di impianto viene utilizzata, in particolare, a valle di una macchina di lavorazione di tali profilati metallici, tipicamente a valle di presse di estrusione, per garantire un efficace raffreddamento ed un corretto processo di tempra.

Come è noto, i profilati metallici, prodotti da presse di estrusione o simili, devono raggiungere temperature molto elevate che, per ragioni ben note in metallurgia, devono essere abbattute più o meno repentinamente, per ottenere un prodotto qualitativamente elevato e strutturalmente resistente.

Molte leghe di alluminio o altri tipi di metalli, ad esempio per usi aerospaziali, devono essere raffreddati molto rapidamente per assicurare l’elevata qualità ed il perfetto comportamento meccanico richiesto per l’utilizzo a cui sono destinati. Tuttavia, anche nel caso di lavorazione di profilati destinati ad usi meno estremi, un raffreddamento rapido ed intensivo è preferibile rispetto ad uno lento e poco intensivo, per evitare deformazioni nel metallo ed il sopraggiungere di indesiderati fenomeni meccanici al suo interno.

Per migliorare le proprietà meccaniche del metallo, è richiesta un’elevata velocità di raffreddamento ed un repentino abbattimento della temperatura in un intervallo che va dalla temperatura che il metallo ha in uscita dalla pressa a circa 200°C-250°C; tale variazione è ottenibile in modo rapido con gli attuali sistemi di raffreddamento posti a valle delle normali presse ma non per tutte le tipologie di leghe o di forme dei profilati.

Come è noto, gli attuali impianti di raffreddamento comprendono una struttura dotata di una pluralità di stazioni di raffreddamento distribuite lungo l’intero impianto che ha una lunghezza variabile in genere dai tre ai quindici metri. Il profilato o l’elemento metallico lavorato, in uscita dalla pressa, viene fatto avanzare gradualmente lungo l’intero impianto di raffreddamento ed attraversa in progressione tutte le stazioni di raffreddamento. Ciascuna stazione raffredda il profilato con un diverso meccanismo, investendo ad esempio il metallo prima con getti di aria fredda o con spruzzi (detti anche spray) di acqua fredda o con flussi (chiamati anche onda) di acqua fredda.

Sono noti sistemi in cui, all’interno di uno stesso impianto, coesistono due di queste tre tipologie di sistemi di raffreddamento e solitamente sono combinati un raffreddamento ad aria con uno ad acqua; generalmente tali tipologie di raffreddamento sono poste in sequenza ed attivate in progressione al passaggio del profilato da raffreddare.

Un primo inconveniente delle soluzioni note è legato all’eccessivo ingombro di tali impianti, i quali, per poter raffreddare efficacemente il pezzo lavorato, devono avere un importante sviluppo longitudinale.

Un altro inconveniente nasce dal fatto che non tutti i tipi di metallo richiedono la stessa tipologia di raffreddamento; in altre parole a seconda del materiale e della geometria del profilo sarebbe opportuno selezionare il tipo di raffreddamento e il grado di abbattimento di temperatura più indicato. Le tre tipologie di raffreddamento citate, infatti, comportano un differente coefficiente di trasferimento termico e quindi un diverso grado di raffreddamento.

Al riguardo la richiedente ritiene di aver identificato per la prima volta il seguente problema legato alle soluzioni note.

Alcuni metalli possono essere raffreddati più efficacemente dalle correnti di aria forzata, altri dal contatto con l’acqua in forma di spray o di flusso: pertanto, in alcuni casi, può capitare che il raffreddamento ottimale di certi profilati avvenga troppo a valle rispetto alla sezione di uscita dalla macchina di lavorazione, causando un raffreddamento non ottimale o non sufficientemente rapido.

Infine, l’utilizzo di acqua e/o aria molto a valle dell’impianto come fluido di raffreddamento può provocare fenomeni di usura dei componenti mobili dell’impianto, come i mezzi che promuovono l’avanzamento degli elementi metallici, o possono interagire con il metallo incandescente da raffreddare.

In questa situazione il compito tecnico posto alla base della presente invenzione è proporre un impianto per il raffreddamento di elementi metallici in grado di ovviare agli inconvenienti sopra lamentati.

Scopo precipuo della presente invenzione è quello di mettere a disposizione un impianto per il raffreddamento di elementi metallici che sia in grado di raffreddare efficacemente e rapidamente gli elementi metallici in uscita da apposite macchine di lavorazione, in un intervallo di spazio ridotto.

E’ inoltre scopo dell’invenzione mettere a disposizione un impianto per il raffreddamento di elementi metallici che sia in grado di massimizzare la dissipazione termica ottenendo una elevata qualità del metallo e proprietà ottimali.

E’ inoltre scopo dell’invenzione mettere a disposizione un impianto per il raffreddamento di elementi metallici che permetta di selezionare la tipologia di raffreddamento più appropriata per il tipo di metallo da trattare, senza che ciò comporti un ritardo nel raffreddamento o un raffreddamento poco efficace. E’ ulteriore scopo dell’invenzione realizzare un impianto che risulti compatto, di semplice realizzazione e di costo contenuto.

E’ inoltre scopo dell’invenzione mettere a disposizione un impianto in grado di contenere l'insorgere di fenomeni di usura e degrado degli elementi metallici raffreddati, oltre che dei componenti mobili quali i mezzi preposti al trasferimento degli elementi metallici.

Questi scopi ed altri ancora, che meglio appariranno nel corso della descrizione che segue, vengono raggiunti, in accordo con la presente invenzione, da un impianto per il raffreddamento di elementi metallici in accordo con i contenuti della rivendicazione 1 e/o una o più delle rivendicazioni da essa dipendenti. Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell’invenzione risulteranno maggiormente dalla descrizione di una forma di esecuzione preferita ma non esclusiva di un impianto per il raffreddamento di elementi metallici, in accordo con quanto esposto in dettaglio nel seguito con l’ausilio delle seguenti figure:

- la figura 1 mostra una vista dall'alto dell’impianto di raffreddamento in accordo con l'invenzione, con alcune parti rimosse per chiarezza;

- la figura 2 mostra una prima vista laterale dell’impianto in accordo con l'invenzione;

- la figura 3 mostra una vista frontale dell'impianto di figura 2 parzialmente in sezione;

- la figura 4 mostra una seconda vista laterale dell’impianto in accordo con l'invenzione, con alcune parti rimosse per meglio evidenziarne altre;

- la figura 5 mostra una terza vista laterale dell’impianto in accordo con l'invenzione, con alcune parti rimosse per meglio evidenziarne altre;

- la figura 6 mostra un meccanismo interno all’impianto oggetto della presente invenzione;

- la figura 7 mostra un particolare ingrandito del meccanismo di figura 6.

Con riferimento alle figure allegate, con 1 è indicato complessivamente un impianto per il trattamento di elementi metallici, in particolare per il raffreddamento di elementi metallici quali profilati, estrusi o trafilati metallici in uscita da macchine atte alla loro realizzazione e lavorazione.

Vantaggiosamente, tale impianto ha una dimensione prevalente di estensione, lungo un proprio asse di sviluppo 1a, dal momento che preferibilmente sono trattati elementi metallici aventi una dimensione prevalente. Nel prosieguo della presente trattazione, gli elementi metallici, visibili in figura 3, verranno indicati genericamente con il riferimento "E" e per semplicità saranno chiamati profilati, senza per questo perdere in generalità.

L'impianto 1 comprende una stazione di ingresso 2 ed una stazione di uscita 3 dei profilati E. In particolare, la stazione di ingresso 2 è posizionabile in corrispondenza di una bocca di uscita di una macchina, non illustrata, atta alla realizzazione e alla lavorazione dei profilati E.

L’impianto 1 comprende, inoltre, una struttura di sostegno 4, estendentesi lungo l’asse 1a, tra la stazione di ingresso 2 e quella di uscita 3, e comprende un piano o porzione 5 di appoggio e di avanzamento dei profilati E, preferibilmente orizzontale.

L’impianto comprende inoltre mezzi di movimentazione 6 per far avanzare gli elementi metallici E tra la stazione di ingresso 2 e la stazione di uscita 3.

Gli elementi metallici E o profilati sono quindi preferibilmente trasportati lungo l’impianto di raffreddamento 1, dai mezzi di movimentazione 6, che possono essere folli e/o azionati vantaggiosamente mediante opportuni motori elettrici. Preferibilmente, come visibile in figura 5, tali mezzi di movimentazione 6 comprendono una pluralità di rulli 7 affiancati e definenti una rulliera di avanzamento orizzontale. In questo caso la porzione di appoggio 5 coincide con la superficie superiore della rulliera.

L’impianto 1 comprende almeno un primo 8, un secondo 9 ed un terzo 10 sistema di raffreddamento, distinti tra loro, di tipologia diversa tra loro, ed integrati almeno in una zona 11 di raffreddamento dell’impianto 1 posta immediatamente a valle della stazione di ingresso 2. In particolare, tale zona 11 di raffreddamento si estende entro una predeterminata distanza dalla stazione di ingresso 2, preferibilmente per una lunghezza variabile dai tre ai dieci metri, e ancor più preferibilmente variabile dai sei agli otto metri, ma comunque con una lunghezza opportuna in relazione alla tipologia di profilati da raffreddare.

Il primo 8, il secondo 9 ed il terzo 10 sistema di raffreddamento sono localizzati in prossimità della stazione di ingresso 2, in modo che ciascun sistema di raffreddamento 8, 9, 10 sia attivo per iniziare a raffreddare gli elementi E entro una distanza inferiore a 3 metri dalla stazione di ingresso 2, preferibilmente inferiore a 2 metri ed ancora più preferibilmente inferiore a 1 metro dalla stazione di ingresso 2.

La lunghezza complessiva dell’impianto di raffreddamento può essere sostanzialmente corrispondente a quella della zona di raffreddamento 11 o, vantaggiosamente maggiore secondo le necessità.

In quest’ultimo caso, l’impianto 1 può presentare una pluralità di sistemi di raffreddamento nella parte estendentesi dalla fine della zona di raffreddamento 11 alla stazione di uscita 3.

In dettaglio, i tre sistemi di raffreddamento 8, 9 e 10 coesistono nella zona di raffreddamento 11 e sono tutti attivi all’interno di una stessa sezione dell’impianto ortogonale all’asse 1a. In altre parole, i tre sistemi 8, 9 e 10 non sono disposti in sequenza uno a valle dell’altro, ma si estendono ciascuno sostanzialmente lungo l’intera zona di raffreddamento 11. Inoltre, essi sono integrati e collocati tutti subito a valle della bocca di uscita della macchina di lavorazione e sono presenti già in prossimità della sezione di ingresso 2 dell’impianto.

I tre sistemi di raffreddamento 8, 9 e 10 utilizzano ciascuno un proprio fluido di raffreddamento, che può essere aria o acqua, che circola in un rispettivo circuito distinto da quello degli altri sistemi di raffreddamento. Vantaggiosamente il primo 8 sistema di raffreddamento utilizza un getto aria, preferibilmente prodotto da appositi dispositivi ventilatori, che investe interamente il profilato E, mentre il secondo 9 ed il terzo 10 sistema sfruttano acqua, in pressione e/o spinta da aria compressa. In dettaglio, il secondo 9 sistema di raffreddamento utilizza acqua nebulizzata, preferibilmente sottoforma di spray, ad esempio mediante noti dispositivi nebulizzatori, che viene spruzzata direttamente sul profilato E, mentre il terzo 10 sistema di raffreddamento utilizza acqua, immessa in una vasca 14 della struttura di sostegno 4, sottoforma di flusso continuo che ricopre completamente il profilato E creando delle onde all’interno della vasca 14.

In ogni caso, il fluido di raffreddamento è indirizzato contro il profilato metallico E, in modo da investirlo completamente in una pluralità di direzioni. Vantaggiosamente la struttura di sostegno 4 comprende un telaio 12, a struttura tubolare e costituito da elementi cavi, all’interno del quale circola almeno un fluido di raffreddamento, e preferibilmente l’acqua del secondo sistema di raffreddamento. Ciò comporta quindi una notevole riduzione degli ingombri. La struttura di sostegno 4 comprende, inoltre, due pareti laterali 4b definenti due sponde della vasca 14 sopra citata, atta a contenere un fluido di raffreddamento. Un piano 4a della struttura di sostegno 4 definisce il fondo della vasca 14 di contenimento, realizzata internamente alla struttura di sostegno 4 stessa e all’interno della quale avanzano i profilati E da raffreddare.

Le pareti laterali 4b della vasca 14 sono mobili, preferibilmente sono scorrevoli verticalmente, movimentate da un meccanismo di movimentazione 15.

Come verrà di seguito spiegato, tale meccanismo di movimentazione 15 aziona le pareti 4b provocandone la salita quando il secondo 9 o il terzo 10 sistema di raffreddamento sono attivati, mentre provoca l’abbassamento delle pareti 4b quando il primo 8 sistema di sicurezza è attivato, per consentire lo sfiato all’esterno del flusso di aria.

L’impianto 1 comprende anche una struttura di copertura 16 posizionabile al di sopra della struttura di sostegno 4 ed in particolare della porzione 5 di appoggio dei profilati E. Tale struttura 16 è una cappa, che può essere scorrevole verticalmente per accoppiarsi con la struttura di sostegno 4, coprendo i profilati E e partecipando al raffreddamento investendo i profilati dall’alto con i citati fluidi di raffreddamento.

Anche tale cappa 16 può comprendere i tre sistemi di raffreddamento 8, 9 e 10, corrispondenti agli stessi sistemi integrati nella struttura di sostegno 4 sottostante, ma preferibilmente la cappa 16 comprende il primo ed il secondo sistema di raffreddamento e non il terzo.

Vantaggiosamente la struttura di copertura 16 coopera con le pareti laterali 4b quando queste sono in posizione rialzata per definire una vasca 14 chiusa di raffreddamento visibile in figura 3.

Il primo sistema di raffreddamento 8 comprende almeno una sezione 13 di uscita dell’aria, dalla quale l’aria viene indirizzata contro il profilato che avanza lungo l’asse 1a. Vantaggiosamente, il primo sistema 8 comprende una pluralità di sezioni di uscita 13 dell’aria, le quali sono preferibilmente disposte al di sotto della porzione di appoggio 5 e quindi al di sotto del livello dei mezzi di movimentazione 6.

Le sezioni di uscita 13 dell’aria sono ricavate almeno sul fondo della vasca 14, come illustrato in figura 1.

Altre configurazioni, non illustrate, prevedono sezioni di uscita 13 poste anche lateralmente.

Anche la cappa 16 è provvista delle sezioni di uscita 13 dell’aria che investono il profilato dall’alto.

Il primo 8 sistema di raffreddamento comprende un meccanismo di chiusura 17, il quale chiude le sezioni di uscita 13 dell’aria tramite una pluralità di paratie 18, ciascuna atta a chiudere una rispettiva sezione di uscita 13 dell’aria e a garantirne una sostanziale tenuta da eventuali infiltrazioni di acqua prodotta dal secondo e dal terzo sistema.

In questo modo, se ritenuto necessario dalla tipologia di raffreddamento richiesto per il particolare profilato, il primo 8 sistema di raffreddamento viene disattivato ed escluso durante il funzionamento del secondo 9 e/o del terzo 10 sistema di raffreddamento. Inoltre, questa esclusione è anche necessaria per evitare che l’acqua utilizzata dal secondo 9 e soprattutto dal terzo 10 sistema di raffreddamento entri all’interno delle condutture del primo 8 sistema, allagandole. Questa situazione riguarda principalmente le sezioni di uscita 13 dell’aria poste sul fondo della vasca, dato che le sezioni di uscita 13 presenti sulla cappa 16 non corrono il rischio di essere inondate dall’acqua. Tuttavia, anche le sezioni di uscita 13 dell’aria integrate nella cappa 16 possono essere dotate di questo meccanismo di chiusura 17.

Il meccanismo di chiusura 17 comprende un cinematismo a leve 19 che aziona contemporaneamente tutte le paratie 18, per chiudere o aprire le sezioni di uscita 13 dell’aria.

Ogni sezione di uscita 13 è sormontata da una rispettiva bocchetta 20, atta a convogliare l’aria verso il profilato E. Le bocchette sono illustrate nelle figure 6 e 7. In particolare, nella figura 6 è illustrata una fila di bocchette 20, come risultano allineate dalla stazione 2 di ingresso (a sinistra) a quella di uscita 3 (a destra). In figura 7, invece, sono illustrate tre bocchette 20 relative alla porzione centrale della fila illustrata in figura 6. Come è visibile dalle figure 6 e 7, ciascuna bocchetta 20 ha una conformazione sostanzialmente tronco-conica, in modo da incrementare la velocità dell’aria in uscita e per indirizzare con maggior efficacia l’aria contro il profilato.

Inoltre c’è da osservare che la bocchetta 20b, collocata esattamente a metà della fila di bocchette 20, ha geometria troncoconica assialsimmetrica, mentre le bocchette 20a di sinistra, cioè quelle collocate tra la stazione di ingresso 2 e la metà della zona di raffreddamento 11, e quelle di destra 20c, collocate tra la metà della zona di raffreddamento 11 e la stazione di uscita 3, hanno una conformazione pari a metà della bocchetta 20b centrale. Le bocchette possono essere conformate in modo tale da convogliare l’aria lungo una direzione inclinata rispetto alla direzione di avanzamento V del profilato, in un verso concorde o opposto che si oppone a tale avanzamento.

Preferibilmente almeno le bocchette laterali associate alla cappa sono disposte inclinate per orientare il flusso d’aria in modo perpendicolare alla direzione di avanzamento dei profilati, ma che garantisca l’impatto dell’aria sull’intera superficie laterale dei profilati.

Nelle figure 6 e 7 è ben visibile anche il cinematismo a leve 19 che aziona le paratie 18 che chiudono le sezioni di uscita 13 dell’aria del primo 8 sistema di raffreddamento.

Ciascuna paratia 18 è incernierata, in corrispondenza di una estremità 18a, alla base della relativa bocchetta 20, ed in particolare è collegata ad una cerniera 26 posizionata sul fondo 4a della vasca 14.

Il cinematismo a leve 19 comprende almeno un unico braccio 21 di comando che movimenta tutte le paratie 18. Infatti, il braccio 21 è collegato alle cerniere 26 di ciascuna paratia 18. Una traslazione del braccio 21 parallela al fondo 4a della vasca 14 provoca la rotazione della cerniera 26 e quindi la rotazione della paratia 18 ad essa associata intorno all’asse di rotazione 18b. La rotazione della paratia 18 apre o chiude la sezione di uscita 13.

La bocchetta centrale 20b, è in realtà una doppia bocchetta 20 dal momento che sormonta due sezioni di uscita 13 adiacenti, e pertanto è dotata di una doppia paratia 18.

Inoltre, con particolare riferimento alle figure 6 e 7, le paratie 18 delle bocchette 20a di sinistra si sollevano ruotando in senso orario, mentre le paratie 18 delle bocchette di destra 20c si sollevano, sempre con riferimento alle figure 6 e 7, ruotando in senso antiorario.

In particolare le paratie vengono chiuse quando viene attivato il terzo sistema di raffreddamento, e preferibilmente anche quando viene attivato il secondo sistema di raffreddamento, in modo tale che l’acqua non possa scendere nei condotti dell’aria del primo sistema di raffreddamento.

Quando l’acqua viene in seguito scaricata dagli appositi condotti di deflusso, l’acqua contenuta all’interno delle bocchette defluisce pure nella vasca in quanto le bocchette non sono a tenuta d’acqua, e quindi le paratie possono in seguito venire nuovamente riaperte senza causare la caduta dell’acqua nei condotti dell’aria del primo sistema di raffreddamento.

Durante il funzionamento del primo 8 sistema di raffreddamento, le pareti laterali 4b della vasca 14 sono abbassate, per permettere lo scarico del flusso di aria in uscita dalle sezioni di uscita 13.

Il secondo 9 sistema di raffreddamento, invece, utilizza, come si è già detto, acqua, preferibilmente acqua nebulizzata sottoforma di spray. Pertanto, tale secondo 9 sistema comprende almeno un ugello 22, che spruzza acqua direttamente sul profilato E. Preferibilmente il secondo 9 sistema di raffreddamento comprende una pluralità di ugelli 22, i quali, come visibile in figura 3 nella quale è illustrata una configurazione preferita, sono preferibilmente in numero di otto in almeno una sezione ortogonale all’asse 1a di sviluppo dell’impianto 1, e preferibilmente per ogni sezione trasversale dell’impianto.

La struttura di sostegno 4, infatti, comprende tre ugelli 22 sul fondo 4a della vasca 14 e due ugelli 22 sulle pareti 4b laterali della vasca. La cappa 16, a sua volta, comprende tre ulteriori ugelli 22. Altre conformazioni presentanti un numero maggiore o minore di ugelli sono tuttavia possibili.

Gli ugelli 22 collocati nella struttura di sostegno 4 sono alternati ai rulli 7 di trasporto, per permettere il passaggio degli spruzzi di acqua.

Il secondo 9 sistema di raffreddamento comprende almeno un serbatoio di acqua, non illustrato, dal quale viene prelevata l’acqua per il raffreddamento. Il circuito del secondo 9 sistema di raffreddamento è vantaggiosamente chiuso, a ricircolo di acqua opportunamente raffreddata prima di un nuovo utilizzo.

Dal serbatoio l’acqua è veicolata all’esterno tramite un dispositivo nebulizzatore a pressione o tramite aria compressa.

Ciascun ugello 22 è collegato al serbatoio da un rispettivo condotto 23 (figura 3), vantaggiosamente realizzato all’interno della struttura di sostegno 4, all’interno della struttura tubolare del telaio 12. In questo modo si sfrutta lo spazio interno del telaio, in modo da ridurre gli ingombri dell’intero impianto 1. In modo analogo, i condotti 23 che collegano gli ugelli 22 della cappa al serbatoio di acqua sono interni alla struttura della cappa 16 stessa.

Vantaggiosamente, gli ugelli 22 indirizzano l’acqua a diverse altezze, in modo da investire completamente e sostanzialmente in ogni direzione il profilato in continuo movimento senza interferire tra loro. Inoltre, gli ugelli possono essere singolarmente registrati ed indirizzati per meglio regolare la direzione degli spruzzi di acqua.

Un’altra regolazione che permette di perfezionare l’interazione tra i fluidi di raffreddamento e il profilato è data dalla possibilità di regolare l’altezza del piano di appoggio 5 o in alternativa dei mezzi di avanzamento 6 sui quali avanza il profilato.

Anche tutto l’impianto di raffreddamento può essere regolabile in altezza per adattare la posizione del piano di appoggio 5 alle dimensioni ed alla tipologia del profilato, oltreché a quelle dell’impianto di estrusione dello stesso.

Il terzo 10 sistema di raffreddamento utilizza acqua convogliata sottoforma di un flusso continuo all’interno della vasca 14.

Pertanto, il terzo 10 dispositivo comprende almeno una bocca 24 di uscita di un getto di acqua che investe il profilato E, sommergendolo. L’immissione dell’acqua sottoforma di flusso, crea un’onda all’interno della vasca. Il moto ondoso e turbolento che si genera contribuisce ad accelerare il raffreddamento del profilato E.

Il terzo 10 sistema di raffreddamento comprende, quindi, una pluralità di bocche 24 di uscita dell’acqua, poste al di sotto del piano di scorrimento del profilato E.

Preferibilmente, esse si sviluppano in direzione trasversale, preferibilmente ortogonale, all’asse 1a dell’impianto 1, come mostrato in figura 1, e sono vantaggiosamente affacciate a due a due.

Durante il funzionamento del terzo 10 sistema di raffreddamento le pareti laterali 4b della vasca 14 sono sollevate per definire uno spazio chiuso all’interno del quale il profilato E viene completamente sommerso dall’acqua. Anche il terzo 10 sistema di raffreddamento comprende un serbatoio di acqua dedicato, collegato ad un sistema di pompe che spingono l’acqua, attraverso condutture 10a, alle bocche 24 di uscita e quindi nella vasca 14 sottoforma di getto, per creare il citato moto ondoso.

In figura 4 è rappresentata un vista laterale dell’impianto, con parti asportate per meglio evidenziarne altre, ed in particolare sono ben visibili le colonne d’acqua che convogliano il fluido direttamente alle bocche 24 di uscita.

Il terzo 10 sistema di raffreddamento comprende, inoltre, almeno due condotti di scarico 25, posti sul fondo 4a della vasca 14, per svuotarla completamente. L’impianto 1 comprende, inoltre un dispositivo, non illustrato, atto a sottoporre ad osmosi inversa l’acqua di raffreddamento, in modo tale da eliminare i sali che potrebbero danneggiare l’impianto e/o creare difetti nella struttura del metallo dei profilati. L’impianto 1 è preferibilmente realizzato in acciaio, in particolare in acciaio inox AISI 316, molto resistente all’utilizzo dell’acqua sottoposta ad osmosi inversa.

I tre sistemi di raffreddamento 8, 9 e 10 sono separati tra loro e sono preferibilmente attivabili selettivamente e/o alternativamente, escludendo il sistema che non si desidera attivare. Pertanto, è possibile selezionare la tipologia di raffreddamento più indicata per il tipo di materiale o la geometria del profilato da raffreddare, attivando solo un sistema o eventualmente più sistemi contemporaneamente.

La presente invenzione raggiunge gli scopi proposti, superando gli inconvenienti della tecnica nota ed offrendo importanti vantaggi.

Infatti, la presenza dei tre sistemi di raffreddamento posizionati nella medesima porzione dell’impianto, contenuta in uno spazio ridotto di circa sei-sette metri e collocati in modo tale che in ogni sezione trasversale dell’impianto agiscono i tre sistemi permette di ridurre notevolmente gli ingombri dell’impianto e i tempi di attivazione e disattivazione senza rinunciare ad un’efficace ed intenso raffreddamento.

L’integrazione dei condotti di almeno un sistema di raffreddamento all’interno del telaio dell’impianto contribuisce alla riduzione degli ingombri.

Il posizionamento ravvicinato e concomitante dei tre sistemi in una stessa sezione dell’impianto consente di poter selezionare la tipologia di raffreddamento più adatta al tipo di elemento metallico da raffreddare.

C’è quindi un’immediata disponibilità di qualsiasi tipologia di raffreddamento fin dalla prima sezione dell’impianto collocata a valle della sezione di ingresso e per tutta la zona di raffreddamento 11.

Il raffreddamento avviene fin dalla sezione immediatamente a valle dell’ingresso del profilato nell’impianto di raffreddamento, indipendentemente dal sistema selezionato. Eventualmente è anche possibile azionare più sistemi contemporaneamente.

La possibilità di poter selezionare il tipo di raffreddamento più adatto, ottenibile lungo l’intero impianto, ed eventualmente anche alternato ad altri sistemi più idonei ad essere utilizzati in fasi successive del raffreddamento, permettono di ottenere un’ottima durezza e caratteristiche meccaniche finali ed un eccellente comportamento del metallo.

L’impianto così concepito è anche strutturalmente più semplice. Inoltre, la presenza di un dispositivo atto a sottoporre ad osmosi l’acqua e l’utilizzo di un acciaio particolare per la struttura dell’impianto garantiscono una vita media maggiore dei componenti dell’impianto. L’utilizzo di acqua priva di sali evita eventuali alterazioni alla struttura fisica del profilato.

Un impianto così strutturato consente una notevole flessibilità operativa, in quanto è possibile variare la tipologia dei trattamenti di raffreddamento a cui sottoporre gli elementi metallici per massimizzare la dissipazione termica, e risulta di struttura compatta e di costo ragionevolmente contenuto.

Claims (15)

1. RIVENDICAZIONI 1. Impianto di raffreddamento di elementi metallici (E) comprendente: - una stazione di ingresso (2) ed una stazione di uscita (3) di detti elementi metallici (E); detta stazione di ingresso (2) essendo posizionabile in corrispondenza di una bocca di uscita di una macchina atta alla lavorazione di detti elementi (E); - una struttura di sostegno (4), estendentesi lungo un proprio asse (1a) di sviluppo tra detta stazione di ingresso (2) e detta stazione di uscita (3), comprendente una porzione (5) di appoggio e di avanzamento di detti elementi metallici (E); caratterizzato dal fatto di comprendere almeno un primo (8), un secondo (9) ed un terzo (10) sistema di raffreddamento di detti elementi metallici (E), detti sistemi di raffreddamento (8, 9, 10) essendo ciascuno di tipologia diversa dagli altri ed integrati almeno in una zona di raffreddamento (11) di detto impianto posta in prossimità di detta stazione di ingresso (2).
2. 2. Impianto secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta zona di raffreddamento (11) si estende da detta stazione di ingresso (2) per una lunghezza compresa tra tre e quindici metri, preferibilmente tra sei e otto metri.
3. 3. Impianto secondo le rivendicazioni 1 o 2, caratterizzato dal fatto che detti primo (8), secondo (9) e terzo (10) sistema di raffreddamento sono localizzati in prossimità di detta stazione di ingresso (2), in modo che ciascun sistema di raffreddamento (8, 9, 10) possa iniziare a raffreddare gli elementi (E) ad una distanza inferiore a 3 metri dalla stazione di ingresso (2), preferibilmente inferiore a 2 metri ed ancora più preferibilmente inferiore a 1 metro dalla stazione di ingresso (2).
4. 4. Impianto secondo le rivendicazioni 1, 2 o 3, caratterizzato dal fatto che detto primo (8), secondo (9) e terzo (10) sistema di raffreddamento indirizzano il relativo fluido di raffreddamento contro l’elemento metallico (E), per investirlo in una pluralità di direzioni.
5. 5. Impianto secondo una qualsiasi della rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti sistemi di raffreddamento (8, 9, 10) sono attivabili selettivamente e/o alternativamente.
6. 6. Impianto secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta struttura di sostegno (4) comprende un telaio (12) costituito da elementi cavi all’interno dei quali circola almeno un fluido di raffreddamento.
7. 7. Impianto secondo una qualsiasi della rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto primo (8) sistema di raffreddamento comprende almeno una sezione (13) di uscita di aria, e preferibilmente una pluralità di sezioni di uscita (13) di aria, e ed un meccanismo di chiusura (17) comprendente una pluralità di paratie (18), ciascuna atta a chiudere una rispettiva sezione di uscita (13) dell’aria, per disattivare detto primo (8) sistema di raffreddamento ed escluderlo dal secondo (9) e dal terzo (10) sistema di raffreddamento.
8. 8. Impianto secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che detto meccanismo di chiusura (17) comprende un cinematismo a leve (19) che movimenta dette paratie (18), per chiudere o aprire le sezioni di uscita (13) dell’aria.
9. 9. Impianto secondo una delle rivendicazioni da 6 a 8, caratterizzato dal fatto che ogni sezione di uscita (13) è sormontata da una rispettiva bocchetta (20), atta a convogliare l’aria verso il profilato; ciascuna bocchetta (20) avendo una conformazione sostanzialmente tronco-conica, per incrementare la velocità dell’aria in uscita e concentrare il flusso d’aria.
10. 10. Impianto secondo una qualsiasi della rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto secondo (9) sistema di raffreddamento comprende almeno un ugello (22), dal quale fuoriesce acqua, preferibilmente acqua nebulizzata sotto forma di spray, e preferibilmente una pluralità di ugelli (22) disposti in modo da investire l’elemento metallico (E) da raffreddare in una pluralità di direzioni.
11. 11. Impianto secondo una qualsiasi della rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta struttura di sostegno (4) comprende almeno due pareti laterali (4b) mobili costituenti due sponde di una vasca (14) atta a contenere un fluido di raffreddamento,e dal fatto di comprendere un meccanismo di movimentazione (15) di dette pareti laterali (4b), le quali pareti laterali (4b) sono preferibilmente scorrevoli verticalmente.
12. 12. Impianto secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere una struttura di copertura (16) posizionabile al di sopra della porzione (5) di appoggio di detti elementi metallici (E), detta struttura di copertura (16) essendo provvista di almeno due di detti sistemi di raffreddamento, preferibilmente detta struttura di copertura (16) cooperando con dette pareti laterali (4b) quando queste sono in posizione rialzata per definire una vasca (14) chiusa di raffreddamento.
13. 13. Impianto secondo una qualsiasi della rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto terzo (10) sistema di raffreddamento comprende almeno una bocca (24) di uscita di un getto di acqua atto ad investire l’elemento metallico (E), e preferibilmente una pluralità di bocche (24) di uscita di un getto di acqua.
14. 14. Impianto secondo le rivendicazioni 11 e 13, caratterizzato dal fatto che dette bocche di uscita (24) sono affacciate a due a due, contenute in detta vasca (14), e dal fatto che detto terzo (10) sistema di raffreddamento comprende un serbatoio di acqua collegato ad un sistema di pompe per spingere l’acqua nella vasca sottoforma di getto, in modo da creare un moto ondoso all’interno di detta vasca (14).
15. 15. Impianto secondo una qualsiasi della rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere un dispositivo atto a sottoporre ad osmosi inversa un fluido di raffreddamento; detto fluido sottoposto ad osmosi inversa essendo acqua.