ITMI951961A1 - Dispositivo per la regolazione della pressione del gas in zone contigue di un forno continuo - Google Patents

Abstract

L'invenzione riguarda un dispositivo per la regolazione della pressione del gas in zone contigue di un forno continuo.

Description

"DISPOSITIVO PER LA REGOLAZIONE DELLA PRESSIONE DEL GAS IN ZONE CONTIGUE DI UN FORNO CONTINUO"

DESCRIZIONE

L'invenzione riguarda un dispositivo per la regolazione della pressione del gas in zone contigue di un forno continuo.

Secondo l'invenzione, l'espressione "forno continuo" comprende tutti i tipi di forni operanti continuativamente, nei quali il materiale da trattare viene addotto ad un punto del forno, poi percorre il forno e viene prelevato in un altro punto. Sia lo stato della tecnica che anche l'invenzione verranno meglio descritti nel seguito con riferimento ad un forno a tunnel per la cottura di pezzi formati ceramici, senza limitare a ciò l'oggetto dell'invenzione.

Un forno a tunnel è usualmente suddiviso in tre zone principali, ossia - nella direzione di trasporto del materiale da trattare - una zona di riscaldamento, una zona di combustione e una zona di raffreddamento.

Come è desumibile da EP 0 348 603 Bl, fino ad oggi costituisce un problema l'impostare di volta in volta sull'ottimo desiderato il bilancio della corrente di massa dell'aria nel forno (nel seguito uniformemente denominata gas) in' dipendenza, di volta in volta, del forno e del materiale da cuocere. Esiste una interazione tra le quantità di gas e la loro temperatura. La qualità del materiale da cuocere dipende in modo decisivo dall'andamento della temperatura, dall'atmosfera del forno e dalla quantità di gas nelle singole zone del forno, nonché dalla velocità istantanea di flusso del gas durante il viaggio nel forno.

In DE 41 00 232 C2 viene descritto un dispositivo per la regolazione della pressione del gas regnante in un vano di forno. Si tratta soprattutto di determinare la pressione del gas effettiva e successivamente regolarla sulla quantità del flusso di gas di scarico. In concreto viene proposto di regolare la pressione del gas nel canale di scarico mediante una alimentazione regolabile di aria fredda.

Per la separazione di flussi di gas di atmosfera diversa in diverse sezioni di un forno, EP 0 199 032 B1 descrive un dispositivo con mezzi per l'asportazione di almeno una parte del flusso di gas di una prima sezione di forno immediatamente prima dell'altra seconda sezione di forno e per il ritorno almeno parziale attraverso canali di ritorno nelle pareti laterali della prima sezione di forno sotto un angolo di 90 gradi /- 20 gradi rispetto alla direzione di flusso originaria. In altri termini: Con tale dispositivo viene stabilita una "barriera di gas" fra sezioni di forno contigue. In tal modo viene soprattutto impedito un mescolamento dei gas in sezioni contigue di un forno continuo.

L'invenzione deriva dal presupposto che un effetto analogo, ossia la limitazione, secondo la tecnica dei gas, di zone contigue di un forno continuo sia raggiungibile anche per via totalmente diversa, ossia mediante la regolazione della pressione del gas nella regione di transizione fra zone contigue.

E' parimenti scopo dell'invenzione stabilire un bilancio ottimizzato, adattato a ciascun forno e al materiale da cuocere, del gas fra zone contigue del forno.

In una forma di esecuzione più generale l'invenzione riguarda un dispositivo per la regolazione della pressione del gas in zone contigue di un forno contiguo, con le seguenti caratteristiche:

- un primo punto di misura per il rilevamento della pressione del gas ad un'estremità di una prima zona del forno,

- un secondo punto di misura per il rilevamento della pressione del gas all'inizio di una seconda zona del forno immediatamente contigua alla prima zona del forno,

- un organo di adduzione per il convogliamento di gas nella seconda zona del forno a distanza dal secondo punto di misura,

- un organo di prelievo per l'aspirazione del gas dalla seconda zona del forno nelfimmediata vicinanza del secondo punto di misura sul lato non rivolto al primo punto di misura.

L'organo di prelievo è regolabile in dipendenza dei rapporti di pressione fra le zone di forno contigue, determinati in dipendenza del tempo nei punti di misura.

In altri termini: l'invenzione mira a impostare uguali rapporti di pressione nella regione di transizione di zone contigue di un forno continuo. Rapporti di pressione uguali in zone contigue hanno direttamente la conseguenza che fra le zone non può aver luogo alcuno scambio di gas.

Nel seguito l'invenzione verrà descritta con riferimento ad un dispositivo che è disposto nella regione di transizione fra una zona di cottura e una zona di raffreddamento di un forno a tunnel.

E' noto l'immettere aria fredda nella zona di raffreddamento di un forno. A seconda della temperatura e quantità dell'aria di raffreddamento, i rapporti di pressione nella zona di raffreddamento variano. Il dispositivo secondo l'invenzione provvede a che i rapporti di pressione variabili nella zona di raffreddamento non si trasmettano alla zona di cottura contigua. In tal modo le singole zone del forno continuo, in questo caso le zone di cottura e di raffreddamento, vengono regolate individualmente, per cui è ottenibile una condizione ottimizzata del forno e un miglioramento di qualità del materiale da cuocere.

Decisiva per la funzionalità del dispositivo è la cooperazione dei due punti di misura della pressione con il contiguo organo di prelievo del gas (l'aria del forno). Se per esempio il valore di misura (P2) del secondo punto di misura all'inizio della zona di raffreddamento cresce, mentre il valore di misura (PI) del primo punto di misura all'estremità della zona di cottura rimane invariato, il rapporto P1/P2 cala ad un valore <1. Allora, tramite un dispositivo di regolazione, attraverso l'organo di prelievo contiguo al secondo punto di misura viene prelevata dal forno una maggior quantità di gas, dopo di che la pressione P2 cala nuovamente, fino a che il rapporto P1/P2 non sia stato riportato al valore 1.

Nel caso inverso, in cui il secondo valore di misura (P2) cala, ossia la pressione nella zona di raffreddamento nella regione di transizione dalla zona di cottura cala, il rapporto P1/P2 sale ad un valore >1. Per l'aumento della pressione viene quindi strozzato l'organo di prelievo tramite il suddetto dispositivo di regolazione, fino a che il valore della pressione in questo punto non corrisponda nuovamente al valore di pressione PI e il rapporto P1/P2 non assuma nuovamente il valore 1.

La quantità di gas aspirata attraverso l'organo di prelievo può venire comandata tramite una corrispondente valvola nel condotto di prelievo.

Conseguentemente, l'organo di prelievo è regolabile in modo che il rapporto di pressione P1/P2 determinato di volta in volta in un dato istante venga mantenuto costante sul valore 1 mediante variazioni della quantità di prelievo del gas nella seconda zona di forno. Naturalmente, il valore nel corso del tempo non è costantemente 1, ma in caso di scostamenti avviene la regolazione automatica descritta.

L'organo di adduzione deH'aria fredda è disposto distanziato dai punti di misura e dall'organo di prelievo, per esempio aH'estremità della zona di raffreddamento. Dalla seguente descrizione di un esempio di esecuzione si desumono suggerimenti concreti circa il punto in cui ciò può per esempio avvenire. La disposizione dell'organo di adduzione è però arbitraria in linea di principio; è anche possibile prevedere in più punti corrispondenti condotti di adduzione, come parimenti mostra l'esempio di esecuzione.

Ne risulta che fra l'organo di adduzione e l'organo di prelievo può essere disposto un altro organo di prelievo per la compensazione del bilancio della corrente di massa del gas esistente nella seconda zona di forno.

/

Se per esempio la temperatura e quantità dell'aria addotta rimane costante, ma la quantità di gas prelevata dal primo organo di prelievo cala, immediatamente ciò fa si che tramite il secondo organo di prelievo venga asportata una maggior quantità di gas, per mantenere nuovamente costanti i rapporti di pressione nel senso descritto. Corrispondentemente, in questo esempio di esecuzione anche il secondo dispositivo di prelievo è collegato secondo la tecnica di misura con entrambi i punti di misura e/o con il primo organo di prelievo.

Il secondo organo di prelievo è poi parimenti regolabile come il primo organo di prelievo in dipendenza del rapporto di pressione rilevato con l'ausilio dei punti di misura. Entrambi gli organi di prelievo stanno quindi in un rapporto di interazione.

Per eseguire per esempio un raffreddamento intensivo, un'altra forma di esecuzione prevede di disporre preferibilmente nella direzione di circolazione del forno a valle del suddetto organo di adduzione, immediatamente contigui, un condotto di prelievo del gas e un condotto di adduzione del gas, attraverso i quali possono venire addotte e immediatamente riprelevate maggiori quantità di gas. In tal modo, in un punto localmente limitato della zona di raffreddamento può venire eseguito un "raffreddamento forzato". Il dispositivo di misura della pressione del tipo sopra descritto ne rimane indipendente.

La potenzialità di raffreddamento del dispositivo di raffreddamento forzato suddetto può venire regolata dipendentemente dalla temperatura, disponendo nel forno fra il condotto di adduzione del gas e il condotto di prelievo del gas corrispondentemente un sensore termometrico.

Un corrispondente sensore termometrico può anche essere previsto nella regione del primo organo di adduzione.

Un'altra ottimizzazione del dispositivo si ottiene in una forma di esecuzione secondo la quale nell'organo di prelievo contiguo ai punti di misura sbocca un condotto nel quale viene addotta aria di miscelazione. Con l'ausilio dell'aria di miscelazione si può parimenti ottenere uno "strozzamento" della quantità di gas asportata dal forno.

Un vantaggio significativo del dispositivo descritto consiste nel fatto che esso può venire applicato a posteriori su impianti di forno esistenti.

Di regola, una adduzione di aria fredda è già prevista. In tal caso, nella forma di esecuzione base del dispositivo occorre unicamente disporre due punti di misura della pressione nella regione di transizione tra le zone di cottura e di raffreddamento nonché il montaggio di un condotto contiguo di prelievo per l'aria del forno. Le altre caratteristiche sopra descritte sono quindi facoltative.

Il dispositivo può essere disposto non soltanto fra le zone di cottura e di raffreddamento di forni continui, ma anche - all'occorrenza - in qualsiasi altro punto, restando però inalterato il principio.

Il dispositivo è ugualmente impiegabile per forni a rulli, forni a tunnel con carrelli di forno, forni a piastre di spinta o simili.

Ovviamente, l'invenzione non è neppure soggetta ad alcuna limitazione per quanto riguarda il tipo del materiale che di volta in volta deve essere trattato. Occorre unicamente adattare dimensionalmente le singole parti del dispositivo al rispettivo caso di impiego.

Altre caratteristiche dell'invenzione si desumono dalle caratteristiche delle rivendicazioni dipendenti nonché dalla rimanente documentazione della domanda.

L'invenzione verrà nel seguito meglio descritta con riferimento ad un esempio di esecuzione. Questo mostra - in rappresentazione schematica - una zona di raffreddamento di un forno a tunnel nella regione di raccordo ad una zona di cottura, con un dispositivo secondo l'invenzione per la regolazione della pressione del gas in entrambe le zone.

Il numero di riferimento 10 indica la sezione posteriore di un forno a tunnel. La direzione di trasporto del materiale da cuocere è indicata dalla freccia T. Nel punto indicato dalla linea L si trova la regione di transizione tra la zona di cottura B e la zona di raffreddamento K. Immediatamente prima del termine della zona di cottura si trova un primo punto di misura della pressione 12 con un corrispondente sensore di pressione. In contiguità ad esso è disposto immediatamente a valle della linea di separazione L un secondo punto di misura 14 all'inizio della zona di raffreddamento K, il quale presenta parimenti un sensore di pressione. Tramite i sensori di pressione viene determinata la pressione del gas nei punti corrispondenti delle zone rispettivamente di cottura e di raffreddamento. Dai sensori di pressione si estendono condotti verso una unità di analisi 16 e da essa ad un calcolatore 18.

Nella direzione di trasporto T, immediatamente a valle del secondo punto di misura 14 è disposto un condotto di prelievo del gas 20, attraverso il quale il gas può venire aspirato dalla zona di raffreddamento T. Dal calcolatore 18 una linea 22 si estende verso un servomotore 24, con il quale può venire regolata una valvola a farfalla 26 internamente al condotto di prelievo 20, come meglio descritto nel seguito.

A distanza dal condotto di prelievo 20, un condotto di adduzione di aria fredda 28 sbocca nella zona di raffreddamento K. La quantità di aria fredda addotta è parimenti regolabile tramite una valvola 30 comandabile a motore (in 32), e precisamente, in questo caso, in dipendenza della temperatura del forno regnante in questa regione nella zona di raffreddamento K. Questa viene determinata tramite un sensore termometrico 34, che - nella direzione di trasporto T - è disposto a monte del condotto di adduzione 28, e il valore di temperatura viene rilevato in un regolatore di temperatura 36, che corrispondentemente alla temperatura di volta in volta misurata emette un segnale per il servomotore 32 e in tal modo regola la quantità di adduzione di aria fredda.

Fra il condotto di prelievo 20 e il condotto di adduzione 28 è disposto un altro condotto di prelievo 38 che corrisponde nella sua struttura fondamentalmente al condotto di prelievo 20. Anche qui la quantità di gas di volta in volta da aspirare è comandabile tramite una valvola a farfalla (una valvola) 40 con l'ausilio di un motore 42, che riceve i corrispondenti segnali da un regolatore di massa 44 (tramite il condotto 46), il regolatore di massa 44 essendo in collegamento con il calcolatore 18 per quanto riguarda la tecnica di misura (linea 48).

Al termine del forno a tunnel 10, ossia al termine della zona di raffreddamento K, sono disposti due altri condotti 50, 52, ove il condotto sul lato di estremità 52 serve per l'adduzione di aria fredda e il condotto 50 disposto a monte serve per l'aspirazione del gas. La figura mostra che entrambi i condotti 50, 53 sono in immediata vicinanza e fra di essi è disposto un sensore termometrico 54, che misura la temperatura effettiva istantanea in questa posizione nel vano del forno e attraverso una linea 56 la trasmette ad un regolare di temperatura 58, che a sua volta comanda un motore 60 (attraverso la linea 62) e il motore 60 comanda una relativa valvola 64 nel condotto di adduzione 52, e quindi la quantità di aria fredda addotta.

Il condotto di prelievo 50 è di struttura corrispondente e comprende una valvola 66, che da un motore 68 viene guidata nella posizione di volta in volta desiderata, il motore 68 ricevendo il suo segnale attraverso una linea 70 da un regolatore di massa 72, il quale a sua volta è in collegamento con il regolatore di temperatura 58 secondo la tecnologia di misura attraverso la linea 74.

Il funzionamento del dispositivo è il seguente:

tramite il primo punto di misura 12 la pressione effettiva (PI) al termine della zona di cottura B viene misurata continuativamente. Analogamente, attraverso il secondo punto di misura 14 viene determinato continuativamente il valore di pressione effettivo (P2) all'inizio della zona di raffreddamento K. Tramite l'unità di analisi 16 i valori PI e P2 vengono analizzati nel calcolatore 18. Si ottiene che per esempio per effetto di una maggiore adduzione di aria fredda attraverso il condotto 28 la pressione P2 superi la pressione PI, quindi tramite il servomotore 24 la valvola a farfalla 26 viene successivamente aperta, per cui avviene un maggior prelievo di gas dalla zona di raffreddamento K, dopodiché il valore di pressione P2 cala. Il servomotore 24 e con esso la valvola a farfalla 26 vengono retrocessi, non appena PI è uguale a P2. Le condizioni di pressione al termine della zona di cottura vengono quindi fatte coincidere con quelle all'inizio della zona di raffreddamento, per cui non può avere luogo alcuno scambio di atmosfere fra le due zone.

Nel caso inverso si procede in modo corrispondentemente inverso, come già sopra descritto.

All'occorrenza, il calcolatore 18 può essere progettato in modo che esso non soltanto apra o chiuda la valvola a farfalla 26 ma anche la valvola 40 nel condotto di prelievo 38, per prelevare già qui una maggior quantità di gas dalla zona di raffreddamento K o per ridurre la quantità di gas prelevata.

I condotti 50, 52 al termine della zona di raffreddamento K servono per un raffreddamento forzato del materiale da trattare, per poterlo prelevare immediatamente all'uscita 76 del forno con mezzi ausiliari. Attraverso il condotto 52 - in dipendenza della temperatura (sensore termometrico 54) viene pertanto addotta aria fredda che viene riprelevata immediatamente a monte attraverso il condotto di prelievo 50, per cui in questo punto viene ottenuto un maggiore scambio di gas e quindi un effetto di raffreddamento maggiorato.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo per la regolazione della pressione del gas in zone contigue di un forno continuo (10) con le seguenti caratteristiche: 1.1 un primo punto di misura (12) per il rilevamento della pressione del gas P 1 ad un'estremità di una prima zona di forno (B), 1.2 un secondo punto di misura (14) per il rilevamento della pressione del gas P2 aH'inizio di una seconda zona di forno (K) immediatamente contigua alla prima zona di forno (B), 1.3 un organo di adduzione (28) per il convo gl lamento di gas nella seconda zona di forno (K) a distanza dal secondo punto di misura (14), 1.4 un organo di prelievo (20) per l'aspirazione di gas dalla seconda zona di forno (K) nell'immediata vicinanza al secondo punto di misura (14) sul lato non rivolto al primo punto di misura (12), 1.5 ove l'organo di prelievo (20) è regolabile in dipendenza dei rapporti di pressione (PI: P2) determinati in dipendenza del tempo nei pùnti di misura (12, 14) fra le zone di forno contigue (B, K).
2. 2. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, in cui l'organo di prelievo (20) è regolabile in modo che il rapporto di pressione (P2: PI) di volta in volta determinato ad un dato istante venga mantenuto costantemente su un valore 1 mediante variazione della quantità di prelievo del gas nella seconda zona di forno (K).
3. 3. Dispositivo secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui l'organo di prelievo (20) è costituito da un condotto di aspirazione, nel quale è disposta comandabilmente una valvola (26).
4. 4. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni da 1 a 3, in cui fra l'organo di adduzione (28) e l'organo di prelievo (20) è disposto un altro organo di prelievo (30) per la compensazione del bilancio della corrente di massa del gas esistente nella seconda zona di forno (K).
5. 5. Dispositivo secondo la rivendicazione 4, in cui il secondo organo di prelievo (38) è regolabile in dipendenza dei rapporti di pressione (PI: P2) rilevati con l'ausilio dei punti di misura (12, 14).
6. 6. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni da 1 a 5, in cui - nella direzione di circolazione del forno - a valle dell'organo di adduzione (28) e immediatamente contigui sono disposti, rispettivamente per il prelievo e l’adduzione di maggiori quantità di gas, un condotto di adduzione del gas (52) e un condotto di prelievo del gas (50).
7. 7. Dispositivo secondo la rivendicazione 6, in cui la quantità di adduzione di gas e di prelievo di gas nella regione del condotto di adduzione del gas (52) e del condotto di prelievo del gas (50) è regolabile in dipendenza della temperatura (54).
8. 8. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni da 1 a 7, in cui nell'organo di prelievo (20) contiguo ai punti di misura (12, 14) sbocca un condotto per l'adduzione regolabile di aria di miscelazione.
9. 9. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni da 1 a 8, in cui il gas convogliato attraverso l'organo di adduzione (28) è regolabile dipendentemente dalla temperatura.
10. 10. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni da 1 a 9, in cui il primo punto di misura (12) è associato ad una zona di cottura (B) e il secondo punto di misura (14) ad una zona di raffreddamento (K) forno continuo