ITMI20132213A1

ITMI20132213A1 - Apparecchiatura e metodo per controllare le condizioni di almeno un nastro circolante in una macchina di fabbricazione della carta e macchina di fabbricazione della carta comprendente detta apparecchiatura

Info

Publication number: ITMI20132213A1
Application number: IT002213A
Authority: IT
Inventors: Luca Canali; Giovanni Cristini
Original assignee: Giuseppe Cristini S P A Sa
Priority date: 2013-12-27
Filing date: 2013-12-27
Publication date: 2015-06-28
Also published as: WO2015097682A1; RU2016130574A; EP3087222B1; CA2934479A1; US20170002516A1; US10132035B2; RU2016130574A3; RU2667591C2; CA2934479C; ES2695224T3; CN106103844A; CN106103844B; EP3087222A1

Description

DESCRIZIONE

del brevetto per invenzione industriale dal titolo:

“APPARECCHIATURA E METODO PER CONTROLLARE LE CONDIZIONI DI ALMENO UN NASTRO CIRCOLANTE IN UNA MACCHINA DI FABBRICAZIONE DELLA CARTA E MACCHINA DI FABBRICAZIONE DELLA CARTA COMPRENDENTE DETTA APPARECCHIATURA”

La presente invenzione è relativa ad una apparecchiatura e ad un metodo per controllare le condizioni di almeno un nastro circolante in una macchina di fabbricazione della carta e ad una macchina di fabbricazione della carta comprendente detta apparecchiatura.

Come noto, le tradizionali macchine di fabbricazione della carta sono provviste di uno o più nastri (comunemente detti feltri) circolanti lungo percorsi chiusi ad anello, tramite i quali si trasporta e si lavora il materiale cartaceo in formazione.

Ciascuna sezione della macchina ha, in generale, uno specifico tipo di nastro.

Per ottenere carta di buona qualità è importante valutare le condizioni del nastro in ciascuna sezione, oltre che monitorare le condizioni del materiale trasportato su di esso.

Le condizioni del nastro, in termini di assorbimento dell’acqua, trasporto dell’acqua e permeabilità all’acqua, influenzano la qualità del foglio di carta, in particolare durante la fase di pressatura. E’ quindi importante monitorare le condizioni del nastro, in particolar modo durante le fasi di pressatura del foglio di carta.

È noto valutare le condizioni di un nastro operante su una macchina di fabbricazione della carta tramite apparati che misurano contemporaneamente permeabilità e umidità del nastro, come illustrato per esempio in US7506550. L’apparato descritto in US7506550 include dei dispositivi di misura di permeabilità e di umidità, installati direttamente sulla macchina di fabbricazione della carta, in posizione prestabilita lungo il nastro e connessi ad una unità di elaborazione e controllo per monitorare in continuo il nastro.

Tali apparati tuttavia rilevano dati non correlabili tra loro al fine di effettuare una diagnosi affidabile dello stato del nastro circolante. Una diagnosi imprecisa e inaffidabile dello stato del nastro determina inevitabilmente perdite per la macchina di fabbricazione della carta, sia in termini qualitativi che in termini di risparmio energetico.

È pertanto uno scopo della presente invenzione quello di realizzare una apparecchiatura per controllare le condizioni di almeno un nastro circolante in una macchina di fabbricazione della carta che sia in grado di effettuare una diagnosi affidabile dello stato del nastro circolante e che sia, al contempo, semplice da realizzare.

In accordo con tali scopi la presente invenzione è relativa ad un’apparecchiatura per controllare le condizioni di almeno un nastro circolante in una macchina di fabbricazione della carta in accordo alla rivendicazione 1.

È un ulteriore scopo del trovato quello di fornire un metodo per controllare le condizioni di almeno un nastro circolante in una macchina di fabbricazione della carta che sia in grado di effettuare una diagnosi dello stato di almeno un nastro circolante in modo semplice ed affidabile.

In accordo con tali scopi la presente invenzione è relativa ad un metodo per controllare le condizioni di almeno un nastro circolante in una macchina di fabbricazione della carta in accordo alla rivendicazione 9.

È un ulteriore scopo del trovato quello di realizzare una macchina di fabbricazione della carta che sia affidabile e che, al contempo, presenti una efficienza incrementata rispetto a quella delle macchine di tipo noto. In accordo con tali scopi la presente invenzione è relativa ad una macchina di fabbricazione della carta in accordo alla rivendicazione 12.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione appariranno chiari dalla descrizione che segue di un suo esempio non limitativo di attuazione, con riferimento alle figure dei disegni annessi, in cui:

– la figura 1 è una vista schematica, con parti asportate per chiarezza, di una porzione di una macchina di fabbricazione della carta in accordo ad una prima forma di realizzazione comprendente l’apparecchiatura per controllare le condizioni di un nastro secondo la presente invenzione;

– la figura 2 è una rappresentazione schematica a blocchi dell’apparecchiatura per controllare le condizioni di un nastro della figura 1;

– la figura 3 è una vista schematica, con parti asportate per chiarezza, di una porzione di una macchina di fabbricazione della carta in accordo ad una seconda forma di realizzazione comprendente l’apparecchiatura secondo la presente invenzione;

– la figura 4 è una rappresentazione schematica a blocchi dell’apparecchiatura per controllare le condizioni di un nastro circolante della figura 2.

In figura 1 è indicata con il numero di riferimento 1 una macchina di fabbricazione della carta. In particolare, in figura 1 è illustrata esclusivamente una sezione di formazione e pressatura 2 della macchina di fabbricazione della carta 1 configurata per eseguire la formazione e la pressatura di un foglio di carta 3.

Nell’esempio non limitativo qui descritto ed illustrato, la sezione di formazione e pressatura 2 comprende un primo nastro 4 circolante lungo un primo percorso chiuso ad anello, un secondo nastro 5 circolante lungo un secondo percorso chiuso ad anello, un cilindro statico 6, una apparecchiatura 7 per controllare le condizioni di almeno un nastro circolante nella macchina 1 secondo la presente invenzione ed un dispositivo di controllo 8.

Resta inteso che la sezione di formazione e pressatura 2 della macchina di fabbricazione della carta 1 possa comprendere un numero variabile di nastri circolanti maggiore o uguale a 1 e più di un cilindro statico a seconda della tipologia di macchina e delle configurazioni operative previste.

In particolare, la macchina 1 comprende primi mezzi di supporto 9 configurati per supportare il primo nastro 4 lungo il primo percorso e secondi mezzi di supporto 10 configurati per supportare il secondo nastro 5 lungo il secondo percorso.

I primi mezzi di supporto 9 sono definiti da una pluralità di primi rulli di rinvio 11, i quali sono movimentati in modo che il nastro 4 scorra lungo il percorso in senso d1 antiorario, come indicato dalla freccia in figura 1.

I secondi mezzi di supporto 10 sono definiti da una pluralità di rulli di rinvio 12, i quali sono movimentati in modo che il nastro 5 scorra lungo il percorso P2 in senso d2 orario, come indicato dalla freccia in figura 1.

La macchina 1 comprende, inoltre, almeno una stazione di pressatura 13 ed almeno una stazione di condizionamento 14.

La stazione di pressatura 13 è configurata in modo da pressare un foglio di carta disposto a contatto con almeno un nastro.

Nell’esempio non limitativo qui descritto ed illustrato la macchina 1 comprende due stazioni di pressatura 13 disposte lungo il primo percorso del primo nastro 4 e due stazioni di condizionamento 14 disposte lungo il primo percorso del primo nastro 4.

Nell’esempio non limitativo qui descritto ed illustrato, le stazioni di pressatura 13 sono disposte in successione lungo il percorso del primo nastro 4 e le stazioni di condizionamento 14 sono disposte in successione lungo il percorso del primo nastro 4 a valle delle due stazioni di pressatura 13.

Ciascuna stazione di pressatura 13 è definita da almeno due rulli contrapposti in modo da tale da esercitare una pressione sul foglio 3 e sul primo nastro 4 e favorire l’espulsione dell’acqua contenuta nel foglio 3 attraverso il nastro 4, ed eventualmente attraverso i rulli.

In ciascuna stazione di pressatura 13 viene rimossa una determinata quantità di acqua dal foglio 3.

Nell’esempio non limitativo qui descritto ed illustrato, le stazioni di pressatura 13 sono definite da rispettivi rulli di pressatura 15a 15b e dal cilindro statico 6.

I rulli di pressatura 15a 15b sono rulli della pluralità di rulli di rinvio 11 disposti in modo da cooperare sostanzialmente in battuta contro il cilindro statico 6 per pressare il foglio 3 contro il primo nastro 4.

Nell’esempio non limitativo qui descritto ed illustrato i rulli di pressatura 15a 15b hanno un diametro preferibilmente maggiore rispetto al diametro dei restanti rulli della pluralità di rulli di rinvio 11.

Preferibilmente, il rullo di pressatura 15a è provvisto di un dispositivo di aspirazione ausiliario 16, atto ad aspirare l’acqua in eccesso, mentre il rullo 15b è provvisto di un dispositivo di drenaggio 17 definito da una pluralità di nervature realizzate sulla superficie del rullo 15b e schematicamente rappresentate in figura 1.

Il dispositivo di aspirazione ausiliario 16 e il dispositivo di drenaggio 17 favoriscono l’eliminazione dell’acqua dal foglio 3 drenando l’acqua ceduta dal nastro 4 durante la pressatura.

Il cilindro statico 6 è preferibilmente dotato di mezzi riscaldanti (non illustrati nelle figure allegate) in grado di essiccare il foglio 3. In questo modo il cilindro statico 6 ha una doppia funzione: pressatura e essiccazione del foglio 3.

Ciascuna stazione di condizionamento 14 comprende almeno un dispositivo di lavaggio 20, configurato per spruzzare acqua sul nastro 4, ed almeno un dispositivo di aspirazione 21, configurato per aspirare acqua dal nastro 4. La fase di aspirazione viene effettuata successivamente alla fase di lavaggio in modo tale che il nastro 4 su cui verrà adagiato il foglio abbia un valore di umidità predefinito.

Il nastro 4, infatti, deve avere un livello di umidità ottimale a garantire che, durante la fase di pressatura nelle stazioni di pressatura 13, il nastro 4 assolva correttamente la propria funzione veicolante dell’acqua in uscita dal foglio 3.

In dettaglio, il dispositivo di lavaggio 20 comprende una pluralità di ugelli 23 disposti sostanzialmente a contatto con il nastro 4, mentre il dispositivo di aspirazione 21 comprende una pluralità di cassette di aspirazione 24 disposte in successione a contatto con il nastro 4.

La pluralità di ugelli 23 e le cassette di aspirazione 24 sono regolate dal dispositivo di controllo 8, come vedremo in dettaglio più avanti.

In uso, uno strato di impasto di cellulosa viene adagiato sul primo nastro 4 in un punto di immissione Pi a monte di una stazione di formazione 25 in cui il primo nastro 4 e il secondo nastro 5 sono sostanzialmente disposti affacciati e a contatto tra loro in modo da conferire all’impasto la forma di foglio 3.

Il punto di immissione Pi è disposto a monte delle stazioni di pressatura 13 in modo tale che il foglio di carta 3 appena generato nella stazione di formazione venga trasportato dal nastro 4 lungo un percorso che attraversa, in successione, la prima e la seconda sezione di pressatura 13.

Il foglio di carta 3 viene, quindi, fatto aderire al cilindro statico 6 per essere sottoposto all’essicazione e successivamente prelevato per essere alimentato alla sezione di finitura; il primo nastro 4 viene invece alimentato alle stazioni di condizionamento 14. L’apparecchiatura 7 per controllare le condizioni di almeno un nastro circolante nella macchina 1 secondo la presente invenzione comprende almeno un primo dispositivo di rilevamento 28 configurato per rilevare almeno un primo parametro U1 indicativo dell’umidità del nastro 4 in una prima posizione b1 lungo il primo percorso, almeno un secondo dispositivo di rilevamento 29 configurato per rilevare almeno un secondo parametro U2 indicativo dell’umidità del nastro 4 in una seconda posizione b2 del percorso.

Preferibilmente, l’apparecchiatura 7 comprende inoltre un terzo dispositivo di rilevamento 30 configurato per rilevare almeno un terzo parametro U3 indicativo dell’umidità del nastro 4 e del foglio di carta 3 in una terza posizione b3 lungo il primo percorso.

L’apparecchiatura 7, infine, comprende una unità di elaborazione 34 configurata per elaborare i dati provenienti dal primo dispositivo di rilevamento 28, dal secondo dispositivo di rilevamento 29 e dal terzo dispositivo di rilevamento 30 e per determinare almeno una condizione del nastro 4 sulla base dei dati in ingresso.

La prima posizione b1 è compresa tra le stazioni di pressatura 13 e le stazioni di condizionamento 14 e appartiene ad una zona in cui il nastro 4 non supporta il foglio di carta 3. Il primo dispositivo di rilevamento 28, quindi, rileva il primo parametro indicativo U1 dell’umidità del nastro 4 a valle delle stazioni di pressatura 13 e a monte delle sezioni di condizionamento 14. Il primo parametro U1 è pertanto indicativo della quantità di acqua contenuta nel nastro 4 a valle delle stazioni di pressatura 13 e pertanto sarà influenzato dalle condizioni iniziali del nastro 4 a monte delle stazioni di pressatura 13 e dal grado di pressatura (ad esempio: livello pressione, angolo di entrata e di uscita del nastro 4 rispetto al cilindro statico 6 e al rispettivo rullo di pressatura 15a 15b, tipologia dei rulli di pressatura 15a 15b e del cilindro statico 6 e durezza dei materiali con cui sono realizzati i rulli di pressatura 15a 15b e il cilindro statico 6).

La seconda posizione b2 è compresa tra le stazioni di condizionamento 14 e le stazioni di pressatura 13 e appartiene ad una zona in cui il nastro 4 non supporta il foglio di carta 3.

Pertanto la seconda posizione b2 sarà compresa tra le stazioni di condizionamento 14 e il punto di immissione Pi in cui viene alimentato l’impasto di carta atto a definire il foglio di carta 3.

Il secondo dispositivo di rilevamento 29, quindi, rileva il secondo parametro indicativo U2 dell’umidità del nastro 4 dopo le stazioni condizionamento 14 e prima delle stazioni di pressatura 13. Il secondo parametro U2 è pertanto indicativo della quantità di acqua contenuta nel nastro 4 a valle della fase di condizionamento e pertanto sarà influenzato dalla tipologia del condizionamento a cui è stato sottoposto (pressione dell’acqua in uscita dagli ugelli 23 e grado di aspirazione delle cassette di aspirazione 24) e dalle condizioni del nastro 4 ed in particolare dalla sua contaminazione con agenti esterni come carice minerali, fibre, prodotti chimici, etc.

La terza posizione b3 appartiene ad una zona in cui il foglio di carta 3 è adagiato sul nastro 4.

Nell’esempio non limitativo qui descritto ed illustrato, il terzo dispositivo di rilevamento 30 sarà pertanto disposto lungo il primo percorso in una posizione compresa tra il punto di immissione Pi della polpa di carta e le stazioni di pressatura 13 essendo questo l’unico tratto del primo percorso in cui il nastro 4 supporta il foglio di carta 3.

Il terzo dispositivo di rilevamento 30 sarà pertanto configurato per rilevare parametro U3 indicativo dell’umidità del nastro 4 e del foglio di carta 3.

Il parametro U3 indicativo dell’umidità del nastro 4 e del foglio di carta 3 è particolarmente utile per la valutazione della quantità di acqua presente nel foglio di carta 3, ed in particolare in entrata alle stazioni di pressatura 13 essendo il dispositivo di rilevamento 34 disposto a monte delle stazioni di pressatura 13.

Il primo dispositivo di rilevamento 28, il secondo dispositivo di rilevamento 29 e il terzo dispositivo di rilevamento 30 sono preferibilmente identici.

Nell’esempio non limitativo qui descritto ed illustrato, il dispositivo di rilevamento 28, il dispositivo di rilevamento 29 e il terzo dispositivo di rilevamento 30 comprendono rispettivamente almeno un sensore (non visibile nelle figure allegate) per rilevare la quantità di acqua presente nel nastro 4 ed almeno un modulo di elaborazione (non visibile nelle figure allegate) configurato per elaborare il dato rilevato dal sensore in modo da ricavarne un dato indicativo dell’umidità.

Preferibilmente, il sensore è un sensore a radiofrequenza provvisto di un emettitore configurato per emettere un segnale che viene inviato sul nastro 4 e un ricevitore per rilevare una risposta in frequenza del nastro 4.

Preferibilmente, il sensore è un sensore a microonde. Preferibilmente, il sensore è un sensore a microonde di tipo planare, dove per sensore a microonde di tipo planare si intende un sensore comprendente un circuito risonatore a fessura accoppiato ad una linea di trasmissione planare tramite accoppiamento elettromagnetico.

Il modulo di elaborazione elabora la risposta ricevuta dal ricevitore e ne ricava un rispettivo valore indicativo U1 U2 U3 dell’umidità.

L’unità di elaborazione 34 è configurata per elaborare i dati indicativi di umidità U1, U2 e U3 rispettivamente provenienti dal primo dispositivo di rilevamento 28, dal secondo dispositivo di rilevamento 29 e dal terzo dispositivo di rilevamento 30 in modo da ricavare una pluralità di dati D1 D2 D3.. Dn indicativi dello stato del nastro 4 che vengono alimentati al dispositivo di controllo 8.

Con riferimento alla figura 2, l’unità di elaborazione comprende un primo modulo di calcolo 40 configurato per calcolare un primo dato D1 come differenza tra il primo parametro indicativo U1 dell’umidità del nastro 4 e il secondo parametro indicativo U2 dell’umidità del nastro 4.

D1=U1-U2

Il dato D1 rappresenta un valore di umidità sostanzialmente dipendente dalla fase di condizionamento e dalla fase di pressatura.

L’unità di elaborazione 34 comprende inoltre un secondo modulo di calcolo 41, configurato per calcolare un secondo dato D2 sulla base del primo dato D1 e della quantità di acqua QL spruzzata dagli ugelli 23 durante il lavaggio (parametro ricavabile direttamente o mediante il dispositivo di controllo 8) in accordo alla seguente formula:

D2= D1 QL

Il secondo dato D2 definisce la quantità di acqua aspirata dalle cassette di aspirazione 24.

L’unità di elaborazione 34 comprende inoltre un terzo modulo di calcolo 42, il quale è configurato per calcolare l’umidità del foglio D3.

Considerando infatti che la misura di umidità U3 è la somma dell’umidità del foglio D3 e l’umidità del nastro D4 U3=D3+D4

Inoltre, l’umidità del nastro D4 è una funzione del valore di umidità rilevato nella posizione b1

D4= f(U1)

dove la funzione f viene ricavata per ciascun nastro a partire da dati sperimentali.

L’umidità del foglio D3 sarà facilmente calcolabile mediante la seguente formula

D3=U3-(f(U1))

Infine, l’unità di elaborazione 34 comprende un quarto modulo di calcolo 43, il quale è configurato per calcolare un quinto dato D5 indicativo della quantità di acqua ceduta dal foglio 3 durante la fase di pressatura. Il dato D5 può assumere anche valori negativi nel caso in cui il nastro in uscita dalla stazione di pressatura 13 sia più asciutto rispetto al nastro in ingresso alla stazione di pressatura.

D5=D4-U1= (F(U1))-U1

I dati D1, D2, D3… Dn elaborati dall’unità di elaborazione 34 vengono quindi alimentati al dispositivo di controllo 8 della macchina 1, il quale regola le stazioni di condizionamento 14 e le stazioni di pressatura 13 sulla base dei dati in ingresso.

In particolare, il dispositivo di controllo 8 è configurato per regolare le stazioni di condizionamento 14, le stazioni di pressatura 13, gli elementi della sezione formazione 12, il grado di raffinazione, il dosaggio prodotti chimici nell’impasto e i dosaggi dei prodotti chimici per il lavaggio in continuo dei nastri, in modo tale che il secondo parametro indicativo di umidità U2 rilevato dal secondo dispositivo di rilevamento 29 si avvicini il più possibile ad un valore ottimale di riferimento UREF.

Il valore ottimale di riferimento UREF è ottenuto in base ad indicazioni relative ai consumi energetici della macchina. In particolare il valore UREF è il valore di umidità che garantisce i minimi consumi energetici in termini di consumi motori, pompe a vuoto e consumo energia termica (in particolar modo durante l’essiccazione).

In figura 3 è illustrata una porzione 101 di una macchina di fabbricazione della carta 100 in accordo ad una seconda forma di realizzazione.

La porzione 101 illustrata nella figura 2 è relativa ad una sezione di pressatura di un foglio di carta 99 normalmente compresa tra una sezione di formazione 102 (parzialmente illustrata) ed una sezione di essicazione (non illustrata).

La porzione 101 della macchina 100 comprende quattro nastri 103 104 105 106 circolanti lungo rispettivi percorsi chiusi ad anello, un primo cilindro statico 108, un secondo cilindro statico 109, un dispositivo di controllo 111 ed una apparecchiatura 112 per controllare le condizioni di almeno uno dei nastri 103 104 105 106 circolanti nella macchina 1 secondo la presente invenzione (parzialmente illustrata in figura 3 e meglio visibile in figura 4).

Resta inteso che la sezione di pressatura della macchina di fabbricazione della carta 1 possa comprendere un numero variabile di nastri circolanti e più di due cilindri statici a seconda della tipologia di macchina e delle configurazioni operative previste.

Analogamente a quanto descritto per la prima forma di realizzazione, la macchina comprende mezzi di supporto 113 114 115 116 configurati per supportare rispettivamente i quattro nastri 103 104 105 106 lungo i rispettivi percorsi chiusi ad anello.

I mezzi di supporto 113 114 115 116 sono definiti da rispettive pluralità di rulli di rinvio 123 124 125 126.

I rulli di rinvio 123 sono movimentati in modo che il nastro 103 scorra lungo il percorso in un senso R1 antiorario, come indicato dalla freccia in figura 3.

I rulli di rinvio 124 sono movimentati in modo che il nastro 104 scorra lungo il percorso in un senso R2 orario, come indicato dalla freccia in figura 3.

I rulli di rinvio 125 sono movimentati in modo che il nastro 105 scorra lungo il percorso in un senso R3 orario, come indicato dalla freccia in figura 3.

I rulli di rinvio 126 sono movimentati in modo che il nastro 106 scorra lungo il percorso in un senso R4 antiorario, come indicato dalla freccia in figura 3.

La macchina 1 comprende, inoltre, una prima stazione di pressatura 130, definita da un rullo di rinvio 123 del primo nastro 103 e da un rullo di rinvio 124 del secondo nastro 104 disposti in battuta l’uno contro l’altro, una seconda stazione di pressatura 131, definita dal rullo di rinvio 123 del primo nastro 103 e dal primo cilindro statico 108 disposti in battuta l’uno contro l’altro, una terza stazione di pressatura 132, definita da un rullo di rinvio 126 del quarto nastro 106 e dal primo cilindro statico 108 disposti in battuta l’uno contro l’altro, ed una quarta stazione di pressatura 134 definita da un rullo di rinvio 125 del terzo nastro 105 e dal secondo cilindro statico 109 disposti in battuta l’uno contro l’altro.

I rulli di rinvio 123, 124 e 126 hanno preferibilmente un diametro maggiore rispetto al diametro dei restanti rulli di rinvio e sono dotati di sistemi di drenaggio o aspirazione per facilitare la cessione di acqua da parte del foglio 99 durante le fasi di pressatura.

La prima stazione di pressatura 130 è del tipo a doppio nastro in quanto prevede che il foglio di carta 99 sia disposto tra il primo nastro 103 ed il secondo nastro 104 e pressato dal rullo di rinvio 123 e dal rullo di rinvio 124.

La seconda stazione di pressatura 131 è del tipo a singolo nastro e prevede che il foglio di carta 99 sia adagiato sul primo nastro 103 e pressato tra il rullo di rinvio 123 e il primo cilindro statico 108.

La terza stazione di pressatura 132 è del tipo a singolo nastro e prevede che il foglio di carta 99 sia adagiato sul quarto nastro 106 e pressato tra il rullo di rinvio 126 e il primo cilindro statico 108.

La quarta stazione di pressatura 134 è del tipo a singolo nastro e prevede che il foglio di carta 99 sia adagiato sul terzo nastro 105 e pressato tra il rullo di rinvio 125 e il secondo cilindro statico 109.

Per ciascun nastro 103 104 105 106 la macchina 100 comprende una rispettiva stazione di condizionamento 143 144 145 146.

In particolare, la stazione di condizionamento 143 del primo nastro 103 è disposta a valle della prima stazione di pressatura 130 e della seconda stazione di pressatura 131.

La stazione di condizionamento 144 del secondo nastro 104 è disposta a valle della seconda stazione di pressatura 130. In particolare, la stazione di condizionamento 144 è a doppio stadio e comprende due sezioni di condizionamento successive.

La stazione di condizionamento 145 del terzo nastro 105 è disposta a valle della quarta stazione di pressatura 134.

La stazione di condizionamento 146 del quarto nastro 106 è disposta a valle della terza stazione di pressatura 132.

In questo modo ciascun nastro 103 104 105 106 è dotato di una rispettiva stazione di condizionamento 143 144 145 146 disposta a valle di una rispettiva stazione di pressatura 130 131 132 134.

Analogamente a quanto definito in precedenza per la macchina di figura 1, ciascuna stazione di pressatura 130 131 132 134 è definita da almeno due rulli contrapposti in modo da tale da esercitare una pressione sul foglio di carta 99 in modo da favorire l’espulsione dell’acqua contenuta nel foglio di carta 99 attraverso i nastri 103 104 103 106 105 rispettivamente coinvolti.

Ciascuna stazione di condizionamento 143 144 145 146 comprende rispettivamente almeno un dispositivo di lavaggio 150 151 152 153, configurato per spruzzare acqua sul rispettivo nastro 103 104 105 106, ed almeno un dispositivo di aspirazione 155 156 157 158, configurato per aspirare acqua dal rispettivo nastro 103 104 105 106. La fase di aspirazione viene effettuata successivamente alla fase di lavaggio. I dispositivi di lavaggio 150 151 152 153 e i dispositivi di aspirazione 155 156 157 158 sono regolati dal dispositivo di controllo 111 e sono sostanzialmente identici ai dispositivi di lavaggio 20 e ai dispositivi di aspirazione 21 descritti per la forma di realizzazione della figura 1 e non verranno descritti nuovamente per semplicità espositiva.

In uso, il foglio di carta 99 proveniente dalla sezione di formazione 102 viene adagiato sul primo nastro 103 e trasportato dal nastro 103 lungo un percorso che attraversa, in successione, la prima stazione di pressatura 130, la seconda stazione di pressatura 131, la terza sezione di pressatura 132 e la quarta stazione di pressatura 134.

Il foglio di carta 99 viene, quindi, fatto aderire al secondo cilindro statico 109 e successivamente prelevato per essere alimentato alle sezioni di essicazione e finitura (non illustrate), mentre i nastri 103 104 105 106 vengono alimentati alle rispettive stazioni di condizionamento 143 144 145 146.

L’apparecchiatura 112 per controllare le condizioni di almeno un nastro circolante nella macchina 1 secondo la presente invenzione comprende, per ciascun nastro 103 104 105 106, almeno un primo dispositivo di rilevamento 163 164 165 166 configurato per rilevare almeno un primo parametro U1-1 U1-2 U1-3 U1-4 indicativo dell’umidità del rispettivo nastro 103 104 105 106 in una prima posizione b3 b4 b5 b6 lungo il rispettivo percorso chiuso ad anello, almeno un secondo dispositivo di rilevamento 173 174 175 176 configurato per rilevare almeno un secondo parametro U2-1 U2-2 U2-3 U2-4 4 indicativo dell’umidità del rispettivo nastro 103 104 105 106 in una seconda posizione c3 c4 c5 c6 lungo il rispettivo percorso chiuso ad anello.

Preferibilmente, l’apparecchiatura 112 comprende inoltre un terzo dispositivo di rilevamento 183 184 185 configurato per rilevare almeno un terzo parametro U3-1 U3-2 U3-3 indicativo dell’umidità del rispettivo nastro 103 104 105 in una seconda posizione d3 d4 d5 lungo il rispettivo percorso chiuso ad anello.

L’apparecchiatura 112, infine, comprende una unità di elaborazione 190 configurata per elaborare i dati provenienti dai primi dispositivi di rilevamento 163 164 165 166, dai secondi dispositivi di rilevamento 173 174 175 176 e dai terzi dispositivi di rilevamento 183 184 185 e per determinare almeno una condizione dei nastri 103 104 105 106 sulla base dei dati in ingresso.

La prima posizione b3 del nastro 103 è disposta tra le stazioni di pressatura 130 e 131 e la stazione di condizionamento 143 e appartiene ad una zona in cui il nastro 103 non supporta il foglio di carta 99. Il primo dispositivo di rilevamento 163, quindi, rileva il primo parametro indicativo U1-1 dell’umidità del nastro 103 dopo la pressatura e prima dell’ingresso nella stazione di condizionamento 143.

La prima posizione b4 del nastro 104 è disposta tra la stazione di pressatura 130 e le stazioni di condizionamento 144 e appartiene ad una zona in cui il nastro 104 non supporta il foglio di carta 99. Il primo dispositivo di rilevamento 164, quindi, rileva il primo parametro indicativo U1-2 dell’umidità del nastro 104 dopo la pressatura e prima dell’ingresso nella stazione di condizionamento 144.

La prima posizione b5 del nastro 105 è disposta tra la stazione di pressatura 134 e la stazione di condizionamento 145 e appartiene ad una zona in cui il nastro 105 non supporta il foglio di carta 99. Il primo dispositivo di rilevamento 165, quindi, rileva il primo parametro indicativo U1-3 dell’umidità del nastro 105 dopo la pressatura e prima dell’ingresso nella stazione di condizionamento 145.

La prima posizione b6 del nastro 106 è disposta tra la stazione di pressatura 132 e la stazione di condizionamento 146 e appartiene ad una zona in cui il nastro 106 non supporta il foglio di carta 99. Il primo dispositivo di rilevamento 166, quindi, rileva il primo parametro indicativo U1-4 dell’umidità del nastro 106 dopo la pressatura e prima dell’ingresso nella stazione di condizionamento 146.

I primi parametri U1-1 U1-2 U1-3 U1-4 indicativi dell’umidità del rispettivo nastro 103 104 105 106 in una prima posizione b3 b4 b5 b6 lungo il rispettivo percorso chiuso ad anello sono pertanto indicativi della quantità di acqua contenuta nei rispettivi nastri 103 104 105 106 a valle della fase di pressatura e pertanto saranno influenzati dalle condizioni iniziali dei nastri 103 104 105 106 a monte delle stazioni di pressatura e dal grado di pressatura (ad esempio: livello pressione, angolo di entrata e di uscita del nastro rispetto al cilindro statico e al rispettivo rullo di pressatura, tipologia dei rulli di pressatura e del cilindro statico e durezza dei materiali con cui sono realizzati i rulli di pressatura e il cilindro statico).

La seconda posizione c3 del nastro 103 è disposta tra la stazione di condizionamento 143 e le stazioni di pressatura 130 e 131 e appartiene ad una zona in cui il nastro 103 non supporta il foglio di carta 99.

Il secondo dispositivo di rilevamento 173, quindi, rileva il secondo parametro indicativo U2-1 dell’umidità del nastro 103 dopo la stazione di condizionamento 143 e le stazioni di pressatura 130 e 131.

La seconda posizione c4 del nastro 104 è disposta tra le stazioni di condizionamento 144 e la stazione di pressatura 130 e appartiene ad una zona in cui il nastro 104 non supporta il foglio di carta 99.

Il secondo dispositivo di rilevamento 174, quindi, rileva il primo parametro indicativo U2-2 dell’umidità del nastro 104 dopo la pressatura e la stazione di condizionamento 144.

La seconda posizione c5 del nastro 105 è disposta tra la stazione di condizionamento 145 e la stazione di pressatura 134 e appartiene ad una zona in cui il nastro 105 non supporta il foglio di carta 99. Il secondo dispositivo di rilevamento 175, quindi, rileva il secondo parametro indicativo U2-3 dell’umidità del nastro 105 dopo la pressatura e la stazione di condizionamento 145.

La seconda posizione c6 del nastro 106 è disposta tra la stazione di condizionamento 146 e la stazione di pressatura 132 e appartiene ad una zona in cui il nastro 106 non supporta il foglio di carta 99. Il secondo dispositivo di rilevamento 176, quindi, rileva il primo parametro indicativo U2-4 dell’umidità del nastro 106 dopo la pressatura e la stazione di condizionamento 146.

I secondi parametri U2-1 U2-2 U2-3 U2-4 sono pertanto indicativi dell’umidità del rispettivo nastro 103 104 105 106 a valle della fase di condizionamento e pertanto saranno influenzati dalla tipologia del condizionamento a cui è stato sottoposto il nastro (pressione dell’acqua in uscita dagli ugelli e grado di aspirazione delle cassette di aspirazione) e dalle condizioni del nastro ed in particolare dalla sua contaminazione con agenti esterni come cariche minerali, fibre, prodotti chimici, etc.

Le terze posizioni d3 d4 d5 appartengono a rispettive zone dei nastri 103 104 105 in cui il foglio di carta 99 è adagiato sul rispettivo nastro 103 104 105.

Nell’esempio non limitativo qui descritto ed illustrato, i dispositivi di rilevamento 184 e 183 del nastro 103 e del nastro 104 saranno disposti in ingresso alla stazione di pressatura 131.

Il dispositivo di rilevamento 185 del nastro 105 sarà disposto in uscita alla stazione di pressatura 132 e in ingresso alla stazione di pressatura 134. Mentre il nastro 106 non sarà provvisto di alcun dispositivo di rilevamento dell’umidità del foglio 99 e del nastro 106 visto che non ci sono porzioni del nastro 106 in cui il foglio 99 è adagiato.

I parametri U3-1 U3-2 U3-3 indicativi dell’umidità del foglio 99 e del rispettivo nastro 103 104 105 sono particolarmente utili per la valutazione della quantità di acqua presente nel foglio di carta 99, ed in particolare in entrata alle stazioni di pressatura 131 e 134 e 132.

I primi dispositivi di rilevamento 163 164 165 166 i secondi dispositivi di rilevamento 173 174 175 176 e i terzi dispositivi di rilevamento 183 184 185 sono preferibilmente identici. Preferibilmente, i primi dispositivi di rilevamento 163 164 165 166 i secondi dispositivi di rilevamento 173 174 175 176 e i terzi dispositivi di rilevamento 183 184 185 sono identici al primo dispositivo di rilevamento 28, al secondo dispositivo di rilevamento 29 e al terzo dispositivo di rilevamento 30 descritti per la forma di realizzazione delle figure 1 e 2 e pertanto non verranno descritti nel seguito.

Con riferimento alla figura 4, l’unità di elaborazione 190 configurata per elaborare i dati provenienti dai primi dispositivi di rilevamento 163 164 165 166, dai secondi dispositivi di rilevamento 173 174 175 176 e dai terzi dispositivi di rilevamento 183 184 185 e per determinare almeno una condizione dei nastri 103 104 105 106 sulla base dei dati in ingresso.

In particolare, l’unità di elaborazione 190 comprende per ciascun nastro 103 104 105 106 almeno un rispettivo modulo di calcolo 204 205 206 207 configurato per calcolare dati E1, E2, E3…En indicativi delle condizioni dei singoli nastri 103 104 105 106 analogamente a quanto descritto per la prima forma di realizzazione descritta nelle figure 1 e 2.

L’unità di elaborazione 190 comprende, inoltre, un modulo di calcolo 208 configurato per calcolare dati indicativi dell’influenza dell’umidità di almeno uno dei nastri 103 104 105 106 nei confronti dell’umidità del nastro più prossimo o con cui è a contatto.

L’unità di elaborazione 190 comprende, inoltre, un modulo di calcolo 209 configurato per calcolare dati indicativi dello stato dei nastri 103 104 105 106 sulla base di dati indicativi di umidità acquisiti nella sezione di formazione 102 (parzialmente illustrata) e i dati acquisiti in entrata alla sezione di essiccazione, se disponibili.

La pluralità di dati calcolati dall’unità di elaborazione 190 vengono alimentati al dispositivo di controllo 111.

Il dispositivo di controllo 111 è configurato per regolare le stazioni di condizionamento 143 144 145 146 e le stazioni di pressatura 130 131 132 134 in modo tale che il secondo parametro indicativo di umidità U2-1 U2-2 U2-3 U2-4 di ciascun nastro 103 104 105 106 si avvicini il più possibile ad un rispettivo valore ottimale di riferimento UREF1 UREF2 UREF3 UREF4.

I valori ottimali di riferimento UREF1 UREF2 UREF3 UREF4 sono definiti in base ad indicazioni relative ai consumi energetici della macchina. In particolare i valori ottimali di riferimento UREF1 UREF2 UREF3 UREF4 sono i valori di umidità che garantiscono i minimi consumi energetici in termini di consumi motori, pompe a vuoto e consumo energia termica (in particolar modo durante l’essiccazione).

Vantaggiosamente, grazie all’apparecchiatura 7 112 secondo la presente invenzione, la macchina di fabbricazione della carta 1 100 è in grado di fabbricare un foglio di carta avente le caratteristiche qualitative desiderate sfruttando al massimo le potenzialità della macchina e riducendo al minimo le perdite.

I consumi della macchina 1 100 sono infatti ridotti al minimo grazie al fatto che le fasi di condizionamento e pressatura sono regolate in modo tale da ottenere la voluta umidità del nastro in analisi. In questo modo si evita di eccedere nelle fasi di lavaggio e di aspirazione riducendo al minimo necessario i consumi energetici e rendendo più rapide le fasi di condizionamento.

Grazie alla riduzione dei tempi necessari per svolgere le operazioni di condizionamento (lavaggio e aspirazione) è possibile aumentare la produttività.

Risulta infine evidente che all’apparecchiatura, al metodo e alla macchina di fabbricazione della carta qui descritti possono essere apportate modifiche e varianti senza uscire dall’ambito delle rivendicazioni allegate.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Apparecchiatura (7; 112) per controllare le condizioni di almeno un nastro (4; 103, 104, 105, 106) circolante in una macchina di fabbricazione della carta (1; 100) lungo una direzione di circolazione (d1; R1, R2, R3, R4); l’apparecchiatura (7; 112) comprendendo: − almeno un primo dispositivo di rilevamento (28; 163, 164, 165, 166) configurato per rilevare almeno un primo parametro indicativo dell’umidità (U1; U1-1, U1-2, U1-3, U1-4) del nastro (4; 103, 104, 105, 106) e posizionabile in una prima posizione (b1; b3, b4, b5, b6) compresa tra una stazione di pressatura (13; 130, 134, 132) e una stazione di condizionamento (14; 143, 144, 145, 146) della macchina di fabbricazione della carta (1; 100); − almeno un secondo dispositivo di rilevamento (29; 173, 174, 175, 176) configurato per rilevare almeno un secondo parametro indicativo dell’umidità (U2; U2-1, U2-2, U2-3, U2-4) del nastro (4; 103, 104, 105, 106) e posizionabile in una seconda posizione (b2; c3, c4, c5, c6) a valle della stazione di condizionamento (14; 143, 144, 145, 146) della macchina di fabbricazione della carta (1; 100); − una unità di elaborazione (34; 190) configurata per determinare almeno un dato (D1, D2, D3…Dn; E1, E2, E3…En) indicativo della condizione del nastro (4; 103, 104, 105, 106) sulla base del primo parametro indicativo dell’umidità (U1; U1-1, U1-2, U1-3, U1-4) e del secondo parametro indicativo dell’umidità (U2; U2-1, U2-2, U2-3, U2-4).
2. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 1, in cui il primo dispositivo di rilevamento (28; 163, 164, 165, 166) e il secondo dispositivo di rilevamento (29; 173, 174, 175, 176) sono sostanzialmente identici.
3. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui il primo dispositivo di rilevamento (28; 163, 164, 165, 166) comprende almeno un sensore per rilevare la quantità di acqua ed almeno un modulo di elaborazione configurato per elaborare il dato rilevato dal sensore in modo da ricavarne un dato indicativo dell’umidità.
4. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 3, in cui il sensore è un sensore a radiofrequenza.
5. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 3 o 4, in cui il sensore è un sensore a microonde.
6. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 5, in cui il sensore è un sensore a microonde di tipo planare.
7. Apparecchiatura secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, comprendente almeno un terzo dispositivo di rilevamento (30; 183, 184, 185) configurato per rilevare almeno un terzo parametro (U3; U3-1, U3-2, U3-3) indicativo dell’umidità del nastro (4; 103, 104, 105,) e del foglio di carta (3, 99) e posizionabile in una terza posizione (b3; d3, d4, d5) a monte della stazione di pressatura (13; 130, 134).
8. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 7, in cui il terzo dispositivo di rilevamento (30; 183, 184, 185) è sostanzialmente identico al primo dispositivo di rilevamento (28; 163, 164, 165, 166).
9. Metodo per controllare le condizioni di almeno un nastro (4; 103, 104, 105, 106) circolante lungo una direzione di circolazione (d1; R1, R2, R3, R4) in una macchina di fabbricazione della carta (1; 100); il metodo comprendendo le fasi di: − rilevare almeno un primo parametro indicativo dell’umidità (U1; U1-1, U1-2, U1-3, U1-4) del nastro (4; 103, 104, 105, 106) in una prima posizione (b1; b3, b4, b5, b6) compresa tra una stazione di pressatura (13; 130, 134, 132) e una stazione di condizionamento (14; 143, 144, 145, 146) della macchina di fabbricazione della carta (1; 100); − rilevare almeno un secondo parametro indicativo dell’umidità (U2; U2-1, U2-2, U2-3, U2-4) del nastro (4; 103, 104, 105, 106) in una seconda posizione (b2; c3, c4, c5, c6) a valle della stazione di condizionamento (14; 143, 144, 145, 146) della macchina di fabbricazione della carta (1; 100); − determinare almeno un dato (D1, D2, D3…Dn; E1, E2, E3…En) indicativo della condizione del nastro (4; 103, 104, 105, 106) sulla base del primo parametro indicativo dell’umidità (U1; U1-1, U1-2, U1-3, U1-4) e del secondo parametro indicativo dell’umidità (U2; U2-1, U2-2, U2-3, U2-4).
10. Metodo secondo la rivendicazione 9, comprendente anche la fase di rilevare almeno un terzo parametro (U3; U3-1, U3-2, U3-3) indicativo dell’umidità del nastro (4; 103, 104, 105, 106) e del foglio di carta (3, 99) in una terza posizione a monte della stazione di pressatura (13; 130, 131, 132, 134).
11. Metodo secondo la rivendicazione 10, comprendente la fase di determinare almeno un ulteriore dato (D1, D2, D3…Dn; E1, E2, E3…En) indicativo della condizione del nastro (4; 103, 104, 105, 106) sulla base del terzo parametro (U3; U3-1, U3-2, U3-3) indicativo dell’umidità del nastro (4; 103, 104, 105, 106) e del foglio di carta (3, 99).
12. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 9 a 11, comprendente la fase di regolare la stazione di pressatura (13; 130, 131, 132, 134) e/o la stazione di condizionamento (14; 143, 144, 145, 146) sulla base del dato (D1, D2, D3…Dn; E1, E2, E3…En) indicativo della condizione del nastro (4; 103, 104, 105, 106) in modo tale che il primo parametro indicativo dell’umidità (U1; U1-1, U1-2, U1-3, U1-4) del nastro (4; 103, 104, 105, 106) nella prima posizione (b1; b3, b4, b5, b6) sia uguale ad un valore di riferimento (UREF; UREF1, UREF2, UREF3, UREF4)
13. Macchina di fabbricazione della carta (1; 100) comprendente: − almeno un nastro circolante lungo una direzione di circolazione (d1; R1, R2, R3, R4); − almeno una stazione di pressatura (13; 130, 131, 132, 134) in cui un foglio di carta (3; 99) viene pressato a contatto con il nastro (4; 103, 104, 105, 106); − almeno una stazione di condizionamento (14; 143, 144, 145, 146) configurata per spruzzare acqua sul nastro (4; 103, 104, 105, 106) e successivamente aspirare acqua dal nastro (4; 103, 104, 105, 106); la stazione di condizionamento (14; 143, 144, 145, 146) essendo disposta a valle della stazione di pressatura (13; 130, 131, 132, 134) lungo la direzione di circolazione (d1; R1, R2, R3, R4); ed − almeno una apparecchiatura (7; 112) per controllare le condizioni almeno del nastro (4; 103, 104, 105, 106) come rivendicato in una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 8.
14. Macchina secondo la rivendicazione 13, comprendente almeno un dispositivo di controllo (8; 111) configurato per regolare almeno la stazione di pressatura (13; 130, 131, 132, 134) sulla base del dato (D1, D2, D3…Dn; E1, E2, E3…En) indicativo della condizione del nastro (4; 103, 104, 105, 106).
15. Macchina secondo la rivendicazione 14, in cui il dispositivo di controllo (8; 111) è configurato per regolare almeno una stazione di condizionamento (14; 143, 144, 145, 146) sulla base del dato (D1, D2, D3…Dn; E1, E2, E3…En) indicativo della condizione del nastro (4; 103, 104, 105, 106).
16. Macchina secondo la rivendicazione 15, in cui il dispositivo di controllo (8; 111) è configurato per regolare la stazione di pressatura (13; 130, 131, 132, 134) e/o la stazione di condizionamento (14; 143, 144, 145, 146) in modo tale che il primo parametro indicativo dell’umidità (U1; U1-1, U1-2, U1-3, U1-4) del nastro (4; 103, 104, 105, 106) nella prima posizione (b1; b3, b4, b5, b6) sia uguale ad un valore di riferimento (UREF; UREF1, UREF2, UREF3, UREF4).