ITMI20101864A1 - Dispositivo di micronizzazione per mulini a getto fluido - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

“Dispositivo di micronizzazione per mulini a getto fluidoâ€

La presente invenzione ha per oggetto un dispositivo di micronizzazione per mulini a getto fluido.

I mulini a getto fluido servono per ridurre le dimensioni di particelle di materiale in polvere fino a dimensioni dell’ordine di micron o decimi di micron. La polverizzazione à ̈ ottenuta immettendo le particelle in una camera di macinazione nella quale à ̈ generato un vortice di fluido in pressione (tipicamente aria, vapore o gas inerte). Le particelle impattano tra di loro e con la parete della camera rompendosi in particelle più piccole. I mulini a getto fluido sono utilizzati, ad esempio, nell’ambito dell’industria chimica, cosmetica, alimentare, farmaceutica, sia per la produzione che l’impiego in laboratorio.

Come à ̈ noto, la camera di macinazione dei mulini a getto fluido presenta una parete cilindrica sulla quale sboccano una pluralità di ugelli disposti tangenti ad una circonferenza immaginaria interna alla camera cilindrica. Il fluido in pressione immesso dagli ugelli crea un vortice che converge a spirale verso il centro della camera ed esce attraverso un uscita collocata al centro di detta camera.

Per generare il vortice, gli ugelli sono inseriti in fori inclinati rispetto ad una rispettiva direzione radiale e sporgono nella camera dalla superficie della citata parete cilindrica. Una siffatta camera à ̈ descritta ad esempio nel documento GB 1,137,320.

La Richiedente ha osservato che gli ugelli sporgenti definiscono punti o zone di ristagno in corrispondenza dei quali la velocità locale del fluido si annulla e porta all’accumulo della polvere trattata.

La Richiedente ha anche osservato che il materiale polverulento tende a depositarsi alla periferia radialmente esterna della camera di macinazione con una conseguente diminuzione dell’efficienza del mulino, spreco di materiale e necessità di frequenti interventi di pulizia.

Inoltre, i continui impatti del materiale con la testa sporgente degli ugelli producono l’abrasione degli stessi, che devono pertanto essere sostituiti di frequente.

In questo ambito la Richiedente si à ̈ posta il problema di proporre un dispositivo di micronizzazione per mulini a getto fluido più efficiente ed economico di quelli noti.

Più in particolare, la Richiedente si à ̈ posta il problema di proporre un dispositivo di micronizzazione che consenta di ridurre o eliminare l’accumulo di materiale nella camera di macinazione durante il proprio funzionamento.

La Richiedente si à ̈ anche posta il problema di proporre un dispositivo di micronizzazione che richieda meno manutenzione e renda meno necessaria la sostituzione di parti durante la sua vita operativa.

La Richiedente si à ̈ anche posta il problema di proporre un dispositivo di micronizzazione con costi di produzione inferiori.

Secondo la presente invenzione si à ̈ trovato che, sagomando la parete interna della camera di macinazione in modo che ciascuno degli ugelli si affacci su una porzione di detta parete sostanzialmente perpendicolare all’asse dell’ugello, à ̈ possibile ridurre i punti di accumulo di materiale e rendere più efficiente il mulino.

Più specificatamente, secondo un primo aspetto, la presente invenzione riguarda un dispositivo di micronizzazione per mulini a getto fluido, comprendente: un corpo di contenimento delimitante internamente una camera di macinazione sostanzialmente cilindrica;

una pluralità di ugelli, ciascuno presentante una bocca sfociante su una parete laterale radialmente interna della camera di macinazione;

un condotto di alimentazione di materiale da micronizzare sfociante nella camera di macinazione;

almeno un condotto di immissione di fluido in pressione in comunicazione di fluido con detti ugelli;

in cui detti ugelli presentano una direzione di immissione del fluido in pressione tangente ad una circonferenza immaginaria contenuta all’interno della camera di macinazione;

caratterizzato dal fatto che la parete laterale radialmente interna presenta in corrispondenza di ciascuno degli ugelli una prima porzione sostanzialmente perpendicolare alla direzione di immissione del rispettivo ugello.

In accordo con un secondo aspetto, la presente invenzione riguarda un anello di micronizzazione per dispositivi di micronizzazione di mulini a getto fluido, comprendente: una pluralità di ugelli, ciascuno presentante una bocca sfociante su una parete laterale radialmente interna di detto anello;

in cui detti ugelli presentano una direzione di immissione di fluido in pressione tangente ad una circonferenza immaginaria contenuta all’interno dell’anello;

caratterizzato dal fatto che la parete laterale radialmente interna presenta in corrispondenza di ciascuno degli ugelli una prima porzione sostanzialmente perpendicolare alla direzione di immissione del rispettivo ugello.

La presente invenzione, in almeno uno dei suddetti aspetti, può inoltre presentare una o più delle caratteristiche preferite che qui di seguito sono descritte.

Preferibilmente, ciascuna prima porzione delimita con la rispettiva direzione di immissione un angolo compreso tra circa 85° e circa 95°, preferibilmente compreso tra circa 88° e circa 92°.

In accordo con una forma realizzativa preferita, la parete laterale radialmente interna presenta seconde porzioni arcuate interposte tra le prime porzioni.

Le seconde porzioni arcuate collegano due prime porzioni consecutive generando un profilo in pianta anulare a denti di sega. Ciascuna delle porzioni arcuate presenta un centro spostato rispetto al centro della camera cilindrica. Tale sagoma consente di ridurre l’influenza di un getto emesso da un ugello sul getto dell’ugello successivo e gli impatti del materiale che gira vorticosamente con la bocca degli ugelli.

Preferibilmente, la bocca di ciascuno degli ugelli si apre a filo della rispettiva prima porzione.

L’assenza di rientranze e interstizi ovvero di punti di ristagno impedisce l’accumulo di materiale.

Inoltre, dal momento che la testa degli ugelli non sporge, l’abrasione degli stessi ad opera del materiale polverulento à ̈ fortemente limitata.

Preferibilmente, la bocca di ciascuno degli ugelli à ̈ sostanzialmente circolare.

Il getto à ̈ più uniforme e più precisamente indirizzato. Preferibilmente, ciascuno degli ugelli à ̈ definito da un foro eseguito direttamente nella parete laterale radialmente interna.

Dal momento che gli ugelli non sono corpi separati che vengono inseriti in sedi eseguite nella parete ma sono realizzati direttamente nella stessa, la dimensione di tali fori à ̈ inferiore a quella delle sedi note e pertanto l’altezza di detta parete può essere diminuita con conseguente riduzione dei fenomeni di deposito nelle zone radialmente periferiche della camera.

Inoltre, poiché i fori sono eseguiti di macchina, non occorre che l’operatore installi gli ugelli nella parete con il rischio di compiere errori di montaggio, ad esempio se ne dimentichi uno, come per i dispositivi noti.

L’assenza dei singolo ugelli da montare nella camera consente anche di risparmiare sul materiale e sul tempo di assemblaggio.

Preferibilmente, il dispositivo comprende un anello di micronizzazione inserito in modo removibile nel corpo di contenimento e recante la parete laterale radialmente interna della camera di macinazione.

L’anello può essere agevolmente sostituito con uno nuovo o con un altro adatto alle caratteristiche del materiale da macinare o temporaneamente rimosso per eseguire operazioni di manutenzione.

Inoltre, dal momento che à ̈ un elemento separato, la sagomatura della parete laterale e degli ugelli risulta semplice e veloce.

Preferibilmente, ciascuno degli ugelli à ̈ definito da un foro passante eseguito direttamente nell’anello.

La realizzazione degli ugelli risulta semplice e veloce e comporta anche la riduzione dei costi di produzione.

Preferibilmente, detto anello à ̈ ricavato da lamiera, preferibilmente tramite taglio laser.

Nel complesso, la produzione dell’anello finito à ̈ veloce e ciò comporta un aumento della produttività ed un abbattimento dei costi.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi appariranno maggiormente dalla descrizione dettagliata di una forma d’esecuzione preferita, ma non esclusiva, di un dispositivo di micronizzazione per mulini a getto fluido in accordo con la presente invenzione.

Tale descrizione verrà esposta qui di seguito con riferimento agli uniti disegni, forniti a solo scopo indicativo e, pertanto, non limitativo, nei quali:

- la figura 1 mostra una vista in alzato laterale ed in sezione di un dispositivo di micronizzazione per mulini a getto fluido secondo la presente invenzione; - la figura 2 Ã ̈ una vista in pianta ed in sezione del dispositivo di figura 1;

- la figura 3a à ̈ una porzione ingrandita del dispositivo di figura 2;

- la figura 3b à ̈ una variante realizzativa della porzione di figura 3a; e

- la figura 4 illustra in prospettiva un elemento del dispositivo di cui alle figure precedenti.

Con il numero di riferimento 1 Ã ̈ indicato nel complesso un dispositivo di micronizzazione per mulini a getto fluido secondo la presente invenzione.

Un mulino a getto fluido comprende il dispositivo di micronizzazione 1 montato sul un telaio di supporto, non illustrato in quanto di per sé noto, e collegato ad un alimentatore di materiale da macinare, ad un raccoglitore di materiale macinato e ad altri dispositivi di tipo noto e pertanto non illustrati. Il mulino comprende inoltre una opportuna unità di controllo e gestione del processo, anch’essa di per sé nota.

Con riferimento alla allegata figura 1, il dispositivo di micronizzazione 1 illustrato comprende un corpo di contenimento 2 in acciaio inossidabile. Il corpo di contenimento 2 presenta una sagoma sostanzialmente cilindrica e delimita al proprio interno una camera di macinazione 3, anch’essa di sagoma sostanzialmente cilindrica, ed un collettore anulare 4 che si estende tutto attorno alla citata camera 3. Nella forma realizzativa illustrata, il corpo di contenimento 2 à ̈ definito da una parte inferiore a coppa 5 chiusa superiormente da un coperchio 6. La parte inferiore a coppa 5 alloggia, preferibilmente in modo removibile, un anello micronizzatore 7 che separa la camera 3 dal collettore anulare 4. La camera di macinazione 3 à ̈ delimitata inferiormente dalla parte inferiore a coppa 5, superiormente dal coperchio 6 e lateralmente da una parete laterale 8 radialmente interna dell’anello 7. La camera di macinazione 3 presenta un diametro che à ̈ circa 5-9 volte la propria altezza massima. La camera di macinazione 3 può essere costruita con un diametro nominale che va da circa 20mm a circa 700mm.

Il dispositivo di micronizzazione 1 comprende un condotto di alimentazione 9 che sfocia all’interno della camera di macinazione 3. Nella forma realizzativa illustrata, il condotto di alimentazione 9 à ̈ delimitato da un primo corpo tubolare 10 che si sviluppa obliquamente dal coperchio 6. Un’estremità libera 10a del primo corpo tubolare 10, opposta al coperchio 6, à ̈ in comunicazione di fluido con una sorgente di fluido in pressione, non illustrata. Una tramoggia 11 à ̈ disposta sopra al primo corpo tubolare 10 e l’estremità inferiore della stessa à ̈ in comunicazione con il condotto di alimentazione 9.

Il dispositivo di micronizzazione 1 comprende un condotto di immissione 12 che sfocia all’interno del collettore anulare 4. Nella forma realizzativa illustrata, il condotto di immissione 12 à ̈ delimitato da un secondo corpo tubolare 13 che si sviluppa in allontanamento dalla parte inferiore a coppa 5. Un’estremità libera 14 del secondo corpo tubolare 13, opposta alla parte inferiore a coppa 5, à ̈ in comunicazione di fluido con una sorgente di fluido in pressione, non illustrata.

Il dispositivo di micronizzazione 1 comprende un condotto di scarico 15 che si apre all’interno della camera di macinazione 3. Nella forma realizzativa illustrata, il condotto di scarico 15 à ̈ delimitato da un terzo corpo tubolare 16 che si sviluppa verticalmente dal coperchio 6 ed à ̈ coassiale all’asse principale “Y-Y†del corpo di contenimento 2 cilindrico e dell’anello 7. Un’estremità libera 17 del terzo corpo tubolare 16, opposta al coperchio 6, comunica con un dispositivo di separazione (gas/prodotto), non illustrato.

In una variante realizzativa, non illustrata, il prodotto viene separato dal gas di processo direttamente nella camera di macinazione 3. Il dispositivo di micronizzazione 1 secondo tale variante comprende un ulteriore condotto che si apre all’interno della camera di macinazione 3, si sviluppa dalla parte inferiore a coppa 5 verso il basso ed à ̈ coassiale all’asse principale “Y-Y†. Il prodotto viene scaricato nella zona inferiore, attraverso detto ulteriore condotto, e raccolto in un contenitore mentre gli ultrafini vengono espulsi dalla zona superiore attraverso il condotto di scarico 15.

L’anello micronizzatore 7 comprende una pluralità di ugelli 18 disposti angolarmente equidistanziati attorno all’asse principale “Y-Y†dello stesso anello 7. Ogni ugello 18 à ̈ definito da un foro che à ̈ ricavato direttamente nel materiale che forma l’anello 7 e passa attraverso l’anello 7 stesso, da una parete laterale radialmente esterna 19 fino alla parete laterale radialmente interna 8 (figure 2, 3 e 4).

Ogni ugello 18 della forma realizzativa illustrata in figura 3a presenta un primo tratto 20, aperto sulla parete laterale radialmente esterna 19, a diametro maggiore ed un secondo tratto 21, sfociante sulla parete laterale radialmente interna 8 con una bocca 22, a diametro minore. Il diametro minore à ̈ compreso tra circa 0,3mm e circa 5mm. Secondo la variante realizzativa di figura 3b, il profilo interno dell’ugello à ̈ del tipo convergente-divergente. In accordo con altre varianti realizzative non illustrate, il profilo interno dell’ugello può essere differente da quelli illustrati. Ogni ugello 18 à ̈ in comunicazione di fluido con il collettore anulare 4 e con la camera di macinazione 3. Ogni ugello 18 presenta un asse rettilineo il quale definisce una direzione di immissione “X-X†del fluido in pressione e si sviluppa inclinato rispetto ad una direzione radiale riferita all’asse principale “Y-Y†dell’anello 7. Ogni direzione di immissione “X-X†delimita con una direzione radiale passante per la bocca del rispettivo ugello un angolo “α†compreso tra circa 30° e circa 60°. In altre parole, le direzioni di immissione “X-X†degli ugelli 18 sono tangenti ad una circonferenza immaginaria la quale giace in un piano ortogonale all’asse principale “Y-Y†dell’anello 7, à ̈ coassiale a detto asse principale “Y-Y†e presenta un diametro minore di quello dell’anello 7, ovvero à ̈ contenuta all’interno della camera di macinazione 3.

La parete laterale radialmente interna 8 presenta, in una vista in pianta dell’anello stesso 7, un profilo a denti di sega.

Più precisamente, detta parete laterale radialmente interna 8 presenta prime porzioni 23 su ciascuna delle quali si apre una bocca 22 di uno degli ugelli 18. La bocca 22 si apre a filo della rispettiva prima porzione 23. Ciascuna di tali prime porzioni 23, preferibilmente piane, à ̈ sostanzialmente perpendicolare alla direzione di immissione “X-X†del rispettivo ugello 18, ovvero forma con una direzione radiale passante per essa un angolo diverso da 90°. Più precisamente, ciascuna delle prime porzioni 23 forma con la rispettiva direzione di immissione “X-X†un angolo “β†compreso tra circa 85° e circa 95°, preferibilmente compreso tra circa 88° e circa 92°, più preferibilmente uguale a circa 90°. Ne deriva che, poiché il foro definente ogni ugello 18 à ̈ circolare, la bocca 22 à ̈ sostanzialmente circolare.

Tali prime porzioni 23 sono tra loro collegate da seconde porzioni arcuate 24. Ogni prima porzione 23 definisce con una delle seconde porzioni arcuate 24 uno spigolo concavo e con l’altra uno spigolo convesso.

L’anello micronizzatore 7 à ̈ preferibilmente realizzato tramite taglio laser a partire da una lamiera.

In uso, il materiale in particelle da micronizzare viene alimentato attraverso la tramoggia 11 mentre il fluido in pressione (ad esempio gas inerte) à ̈ alimentato attraverso l’estremità libera 10a del primo corpo tubolare 10 ad una pressione di qualche bar (2-13 bar). Contemporaneamente, il fluido in pressione viene immesso attraverso l’estremità libera 14 del secondo corpo tubolare 13 anche nel collettore anulare 4 e da qui à ̈ iniettato nella camera di macinazione 3 attraverso gli ugelli 18. L’angolazione degli ugelli 18 genera un vortice ad alta velocità che trascina il materiale da micronizzare e provoca la collisione tra le particelle e delle particelle con le pareti della camera 3, rompendole in particelle più piccole. Le particelle più grandi sono trattenute dalla forza centrifuga nella zona più esterna del vortice finché, rotte in particelle più piccole, sono trascinate verso il centro ed escono attraverso il condotto di scarico 15.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo di micronizzazione per mulini a getto fluido, comprendente: un corpo di contenimento (2) delimitante internamente una camera di macinazione (3) sostanzialmente cilindrica; una pluralità di ugelli (18), ciascuno presentante una bocca (22) sfociante su una parete laterale radialmente interna (8) della camera di macinazione (3); un condotto di alimentazione (9) di materiale da micronizzare sfociante nella camera di macinazione (3); almeno un condotto di immissione (12) di fluido in pressione in comunicazione di fluido con detti ugelli (18); in cui detti ugelli (18) presentano una direzione di immissione (X-X) del fluido in pressione tangente ad una circonferenza immaginaria contenuta all’interno della camera di macinazione (3); caratterizzato dal fatto che la parete laterale radialmente interna (8) presenta in corrispondenza di ciascuno degli ugelli (18) una prima porzione (23) sostanzialmente perpendicolare alla direzione di immissione (X-X) del rispettivo ugello (18).
2. 2. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, in cui ciascuna prima porzione (23) delimita con la rispettiva direzione di immissione (X-X) un angolo (β) compreso tra circa 85° e circa 95°, preferibilmente compreso tra circa 88° e circa 92°.
3. 3. Dispositivo secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui la parete laterale radialmente interna (8) presenta seconde porzioni arcuate (24) interposte tra le prime porzioni (23).
4. 4. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, 2 o 3, in cui la bocca (22) di ciascuno degli ugelli (18) si apre a filo della rispettiva prima porzione (23).
5. 5. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui la bocca (22) di ciascuno degli ugelli (18) Ã ̈ sostanzialmente circolare.
6. 6. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui ciascuno degli ugelli (18) Ã ̈ definito da un foro eseguito direttamente nella parete laterale radialmente interna (8).
7. 7. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni precedenti, comprendente un anello di micronizzazione (7) inserito in modo removibile nel corpo di contenimento (2) e recante la parete laterale radialmente interna (8) della camera di macinazione (3).
8. 8. Anello di micronizzazione per dispositivi di micronizzazione di mulini a getto fluido, comprendente: una pluralità di ugelli (18), ciascuno presentante una bocca (22) sfociante su una parete laterale radialmente interna (8) di detto anello (7); in cui detti ugelli (18) presentano una direzione di immissione (X-X) di fluido in pressione tangente ad una circonferenza immaginaria contenuta all’interno dell’anello (7); caratterizzato dal fatto che la parete laterale radialmente interna (8) presenta in corrispondenza di ciascuno degli ugelli (18) una prima porzione (23) sostanzialmente perpendicolare alla direzione di immissione (X-X) del rispettivo ugello (18).
9. 9. Anello secondo la rivendicazione precedente, in cui ciascuno degli ugelli (18) à ̈ definito da un foro passante eseguito direttamente nell’anello (7).
10. 10. Anello secondo la rivendicazione 8 o 9, in cui detto anello (7) Ã ̈ ricavato da lamiera, preferibilmente tramite taglio laser.