ITMI970055A1

ITMI970055A1 - Macchina granigliatrice per pulire una vergella metallica

Info

Publication number: ITMI970055A1
Application number: IT97MI000055A
Authority: IT
Inventors: Luigi Vago
Original assignee: Pan Chemicals S P A
Priority date: 1997-01-15
Filing date: 1997-01-15
Publication date: 1998-07-15
Also published as: ZA98335B; EP1007279A1; JP2001507998A; HUP0001092A3; IT1289890B1; KR20000070216A; DE69806485T2; BG103653A; AR011412A1; TR199902362T2; SK95299A3; PT1007279E; EP1007279B1; CA2278162A1; CN1243467A; HUP0001092A2; DE69806485D1; AU5863198A; PL334613A1; TW400267B

Description

DESCRIZIONE

dell’invenzione industriale dal titolo:

“Macchina granigliatrìce per pulire una vergella metallica”

La presente invenzione riguarda una macchina granigliatrìce per pulire una vergella metallica, un filo metallico e simili.

E’ noto che vergelle metalliche (tondini), vengono ottenute da billette metalliche mediante laminazione effettuata ad alta temperatura. Per formare fili metallici di diametro prestabilito, le vergelle vengono sottoposte a trafilatura. La trafilatura consiste in una riduzione di sezione della vergella eseguita mediante passaggi successivi attraverso matrici dotate di fori di dimensione decrescente, dette filiere, in una macchina trafilatrice. Prima del passaggio attraverso le filiere, la superficie della vergella viene preferibilmente rivestita di adatti lubrificanti.

E’ altrettanto noto che, durante l’operazione di laminazione ed il successivo raffreddamento, sulla superficie delle vergelle si forma uno strato di ossido che impedisce una buona lubrificazione della vergella nella successiva fase di trafilatura. Perciò, la superficie della vergella deve essere preliminarmente pulita per rimuovere completamente lo strato di ossido presente prima di procedere alla trafilatura.

Sono noti diversi metodi per effettuare la pulitura delle vergelle. Uno di questi è la granigliatura.

La granigliatura rappresenta un metodo non inquinante ed ha il vantaggio di poter essere applicato ad una vasta gamma di materiali e prodotti di diversi diametri.

La granigliatura è un processo nel quale la superficie esterna di una vergella metallica viene sottoposta a getti violenti di graniglia, preferibilmente metallica, al fine di realizzarne la pulizia superficiale.

Generalmente, la granigliatura viene eseguita su un’unica vergella di diametro compreso fra ca. 1 mm e ca. 40 mm, solitamente fra ca. 5 e ca. 18 mm, passante longitudinalmente in una macchina, detta granigliatrice. La graniglia metallica viene proiettata contro la superficie della vergella nella macchina granigliatrice, mediante giranti (rotori) dotate di palette radiali che vengono alimentate assialmente e che, per effetto della forza centrifuga, proiettano la graniglia in senso radiale ad altissima velocità. Solitamente, una macchina granigliatrice è dotata di tre giranti disposte a 120°, o di quattro giranti disposte a 90° luna rispetto all'altra, in modo da sottoporre al getto di graniglia tutta la superficie di tale vergella. Le giranti sono montate con l’asse di rotazione ortogonale rispetto all’asse longitudinale della vergella, preferibilmente sfalsate rispetto alla direzione di avanzamento della vergella. La graniglia viene continuamente ricircolata verso la girante o le giranti, dopo essere stata ricondizionata.

Generalmente, la macchina granigliatrice è disposta in linea con una macchina trafilatrice in modo da realizzare un processo continuo ed è racchiusa in una cabina dotata di un sistema di aspirazione, che aspira le polveri, e di precamere di ingresso e di uscita, provviste di labirinti e tendine, che consentono il passaggio della vergella e impediscono nello stesso tempo fuoriuscite di graniglia.

Queste macchine granigliatrici presentano diversi inconvenienti.

Il getto di graniglia uscente dalla girante ha, in direzione trasversale rispetto alla direzione di avanzamento della vergella, una larghezza pari alla larghezza delle palette. Tale larghezza è solitamente compresa sostanzialmente fra ca. 40 mm e ca. 100 mm, mentre il diametro della vergella è solitamente compreso, come già detto, fra ca. 5 mm e ca. 18 mm. Al fine di ridurre la dispersione del flusso di graniglia in direzione trasversale rispetto alla direzione di avanzamento della vergella e portarlo ad una dimensione più vicina a quella del diametro della vergella, generalmente per ogni girante è prevista una coppia di piastre convergenti che convogliano il getto di graniglia proiettato da una girante verso la vergella. Tuttavia, poiché le piastre devono essere tenute ad una certa distanza luna dall'altra per consentire il deflusso immediato della graniglia, la larghezza del getto di graniglia risulta essere comunque notevolmente superiore al diametro della vergella da colpire. Quindi, buona parte della graniglia proiettata dalla girante non colpisce la vergella e risulta inefficace per il processo di pulizia. Inoltre, il getto di graniglia è sottoposto a perdite di energia cinetica per l'interferenza con le piastre dì convogliamento del flusso che provocano, a loro volta, urti fra le particelle metalliche del getto stesso, per effetto della deviazione causata dal rimbalzo.

Per ottenere il grado di pulitura desiderato, a causa della bassa efficienza complessiva del processo, è necessario ricorrere a potenze elevate che fanno aumentare i costi di produzione complessivi del filo metallico trafilato. A ciò si aggiungono alti costi di manutenzione dovuti al fatto che il getto di graniglia è molto esteso e che buona parte di esso risulta inutilizzato nel processo di pulizia ma colpisce parti della macchina usurando sé stesso e la macchina.

Ora è stato trovato che la maggior parte di questi inconvenienti può essere superata mediante una macchina granigliatrice comprendente almeno una girante dotata di palette, capace di proiettare un getto di graniglia contro una superficie esterna di una vergella metallica, e mezzi di guida di detta vergella, caratterizzata dal fatto che detti mezzi di guida sono capaci di dirigere detta vergella nel campo d’azione di detta girante una prima ed una seconda volta, portando in detto campo d'azione una prima e, rispettivamente, una seconda porzione di detta superficie esterna.

Secondo una soluzione preferita, in detto campo d’azione di detta girante sono contemporaneamente presenti almeno un primo ed un secondo tratto di detta vergella.

Secondo un’altra soluzione preferita, detti mezzi di guida sono capaci di dirigere detto primo tratto di detta vergella in una prima direzione di movimento e detto secondo tratto di detta vergella in una seconda direzione di movimento sostanzialmente opposta rispetto a detta girante.

Secondo un’ulteriore soluzione preferita, detta prima porzione di detta superficie è rivolta verso detta girante in detto primo tratto e detta seconda porzione di detta superficie è rivolta verso detta girante in detto secondo tratto. Vantaggiosamente, detti mezzi di guida comprendono una prima puleggia di rinvio capace di dirigere detto primo tratto di detta vergella, proveniente da una direzione di avanzamento, verso detta prima direzione di movimento e una seconda puleggia di rinvio capace di dirigere detto secondo tratto di detta vergella, proveniente da detta seconda direzione di movimento, verso detta direzione di avanzamento.

Inoltre, detti mezzi di guida comprendono almeno una terza ed una quarta puleggia di rinvio capaci di invertire la direzione di movimento di detta vergella da detta prima a detta seconda direzione di movimento e contemporaneamente spostare detto secondo tratto a fianco di detto primo tratto.

Ulteriormente, dette terza e quarta puleggia di rinvio sono inclinate l'una rispetto all’altra di un angolo prestabilito tale da riportare detto secondo tratto praticamente alla stessa altezza di detto primo tratto, mantenendolo affiancato ad esso.

Secondo una forma di realizzazione preferita, detta terza puleggia di rinvio sostiene detto primo tratto di detta vergella e lo dirige verso il basso in modo che si avvolga attorno a detta quarta puleggia di un angolo superiore a 180°, detta quarta puleggia riportando detto secondo tratto di detta vergella a fianco di detto primo tratto.

Preferibilmente, detti mezzi di guida comprendono anche dispositivi di indirizzamento capaci di posizionare ed allineare detti primo e secondo tratto di detta vergella a monte e a valle di detta girante.

Preferibilmente, detti primo e secondo tratto di detta vergella sono sostanzialmente perpendicolari rispetto ad un piano su cui giace l’asse di detto getto di graniglia.

Inoltre, dette direzioni di movimento dei tratti di vergella all’interno della macchina sono sostanzialmente ortogonali a detta direzione di avanzamento.

Secondo un’altra forma di realizzazione, detta macchina granigliatrice comprende due giranti.

Dette giranti si trovano dallo stesso lato o su lati opposti rispetto a detti primo e secondo tratto di detta vergella.

Vantaggiosamente, detta/e girante/i ruota/no attorno ad un asse/assi perpendicolare/i rispetto a detti primo e secondo tratto di detta vergella.

Preferibilmente, detti tratti della vergella hanno una distanza da detta almeno una girante di un valore compreso tra ca. 20 e ca. 200 mm.. Più preferibilmente, detto valore è compreso tra ca. 40 e ca. 100 mm..

I principali vantaggi della macchina granigliatrice secondo l’invenzione sono costituiti dal fatto che l'efficacia di bersaglio della macchina risulta migliorata rispetto a quella di una macchina tradizionale. Infatti, sotto il getto di graniglia proiettato dalla girante sono contemporaneamente presenti due tratti di vergella. Ciò può consentire inoltre di eliminare le usuali piastre di convogliamento del getto.

Inoltre, la pulizia di tutta la superficie esterna della vergella può essere effettuata anche con una sola girante. Infatti, grazie al doppio passaggio della vergella sotto al getto di graniglia, in una direzione e in direzione opposta, viene prima pulita una porzione della superficie della vergella e successivamente la porzione opposta.

La macchina comprendente più di una girante consente, a parità di potenza e condizioni operative, di aumentare la velocità di avanzamento della vergella e quindi di incrementare la produttività rispetto alla macchina con una sola girante. Mentre, a parità di velocità di avanzamento della vergella e di condizioni operative, consente di lavorare a potenza ridotta.

Si ottiene anche una riduzione di ingombro della macchina lungo la direzione di avanzamento della vergella per fatto che la macchina è disposta trasversalmente rispetto a tale direzione. Quando la macchina è dotata di un’unica girante si realizza una ulteriore riduzione di ingombro.

Ulteriori vantaggi derivano dal fatto che la macchina granigliatrice secondo l’invenzione consente di ridurre i costi di produzione del filo e di manutenzione della macchina.

Caratteristiche e vantaggi dell’invenzione verranno ora illustrati con riferimento a forme di realizzazione rappresentate a titolo di esempio, non limitativo, nei disegni allegati in cui :

- la Fig. 1 è una vista in sezione longitudinale, parziale, di una macchina granigliatrice realizzata secondo l'invenzione;

- la Fig. 2 è una vista parzialmente in sezione secondo il piano di traccia II-II di Fig.1;

- la Fig. 3 è una vista frontale ingrandita di una vergella e di pulegge di rinvio della macchina granigliatrice di Fig.1;

- la Fig. 4 è una vista dall'alto della vergella e delle pulegge di rinvio della Fig.3;

- la Fig. 5 è una vista in sezione, secondo il piano di traccia V-V, di Fig.3; - la Fig. 6 è una vista in sezione longitudinale, parziale, di una variante della macchina granigliatrice di Fig.1 ;

- la Fig. 7 è una vista parzialmente in sezione secondo il piano di traccia VII-VII di Fig.6;

Nelle Figg. 1-5 è mostrata una macchina granigliatrice interposta fra uno svolgitore ed un mezzo esterno di trascinamento (non mostrati) di una vergella 2. Il mezzo di trascinamento può essere, ad esempio, una macchina trafilatrice, una bobinatrice o una qualsiasi altra macchina dotata di un motore capace di trascinare detta vergella 2 in una direzione di avanzamento 18.

La macchina granigliatrice comprende due pulegge di rinvio 1 e 3, folli. La puleggia di rinvio 1 è capace di dirigere un tratto (ramo) di andata 21 della vergella 2, proveniente dalla direzione di avanzamento 18, verso una prima direzione di movimento di un percorso interno alla macchina. La puleggia di rinvio 3 è capace di dirigere un tratto (ramo) di ritorno 22 della vergella 2, proveniente da una seconda direzione di movimento del percorso interno alla macchina, verso la direzione di avanzamento 18.

La macchina granigliatrice comprende una girante 6, azionata da un motore elettrico 7, capace di proiettare un getto di graniglia metallica 8 verso i due tratti 21 e 22 di vergella.

La graniglia metallica viene alimentata alla girante 6 da un alimentatore 12 tramite un imbuto 13 ed un tubo a gomito (non mostrato). La graniglia utilizzata per la pulizia della vergella 2 viene raccolta da una coclea 14 azionata da un motore elettrico 16 e riportata all'alimentatore 12 da un elevatore 15 azionato da un motore elettrico 17. In luogo della coclea 14 può essere utilizzato un raccoglitore a scivolo (non mostrato) dotato di una parete inclinata che convoglia la graniglia verso l'elevatore 15.

Dispositivi di indirizzamento 4 e 5, ad esempio a rulli, come mostrato nelle Figg. 1 e 2, sono capaci di posizionare e allineare i due tratti 21 e 22 della vergella a monte e a vaile della girante 6.

La macchina comprende anche due pulegge di rinvio folli 9 ed 11 capaci di invertire la direzione di movimento della vergella dalla prima direzione di movimento alla seconda direzione di movimento, sostanzialmente opposta e, contemporaneamente, di dirigere detto secondo tratto 22 a fianco del primo tratto 21. Nel contempo, dette pulegge folli 9 ed 11, portano verso la girante 6 la seconda porzione di superficie della vergella 2 da pulire senza sottoporre la vergella stessa ad alcuna torsione.

Le pulegge 9 ed 11 sono inclinate l’una rispetto all'altra di un angolo α prestabilito tale da consentire lo spostamento del tratto di ritorno 22 praticamente alla stessa altezza del tratto di andata 21, mantenendolo affiancato ad esso. In particolare, l’angolo di inclinazione relativo α fra i piani mediani 90 e 110 delle pulegge è compreso fra ca. 1° e 6°, preferibilmente tra ca. 2° e 4°. Ciò significa che le proiezioni su un piano verticale degli assi 91 e 111 delle pulegge sono inclinate l’una rispetto all'altra di un angolo compreso tra ca. 179° e 174°, preferibilmente tra ca. 178° e 176° (Fig.5). Come è mostrato in Fig.3, la puleggia di rinvio 9 sostiene il tratto di andata 21 della vergella e lo dirige verso il basso in modo che si avvolga attorno alla puleggia di rinvio 11 per un angolo superiore a 180°. In tal modo la puleggia di rinvio 11 riporta il tratto di ritorno 22 della vergella a fianco del tratto di andata 21. I due tratti di vergella 21 e 22 giacciono cosi praticamente su uno stesso piano sostanzialmente perpendicolare al getto di graniglia 8.

Secondo una variante, il tratto di andata 21 può avvolgersi attorno alla puleggia 11 per un angolo superiore a 180° ed essere diretto verso l'alto in modo che il tratto di ritorno 22 sia riportato dalla puleggia 9 a fianco del tratto 21.

Come è evidenziato nelle Figg. 3-5, le pulegge 9 ed 11 fanno si che il tratto di andata 21 della vergella rivolga una porzione 210 della sua superficie esterna verso la girante 6; mentre il tratto di ritorno 22 della vergella rivolga una porzione opposta 220 della sua superficie esterna verso la girante 6. In questo modo tutta la superficie esterna della vergella viene portata sotto il getto di graniglia 8 fuoriuscente dalla girante 6 ed è quindi possibile pulire tutta la superficie delta vergella con una macchina granigliatrice dotata di un’unica girante.

Al fine di evitare la dispersione del getto di graniglia 8 i due tratti 21 e 22 di vergella 2 passano nella macchina granigliatrice mantenendo una distanza minima dalla girante 6. Tale distanza è di un valore compreso tra ca.

20 e ca. 200 mm.. Preferibilmente detto valore è compreso tra ca. 40 e ca.

100 mm. La vicinanza della vergella 2 alla girante 6 comporta ulteriori vantaggi costituiti dalla maggior velocità della graniglia metallica e dalla maggior concentrazione del getto 8 sulla superficie da pulire.

Come si può notare in Fig. 5, sotto il getto di graniglia 8 sono contemporaneamente presenti la porzione di superficie 210 del tratto 21 e la porzione opposta 220 del tratto 22. In questo modo l’efficacia di bersaglio della macchina granigliatrice risulta raddoppiata rispetto a quella di una macchina granigliatrice tradizionale.

Le pulegge 9 ed 11 hanno i rispettivi piani mediani 90 e 110 sostanzialmente ortogonali ai piani mediani delle pulegge 1 e 3 che, nella realizzazione mostrata nelle figure, sono sostanzialmente orizzontali. La disposizione delle pulegge 1 , 3, 9 ed 11 fa sì che tutte le deviazioni di direzione della vergella 2 all'interno della macchina awengano senza sottoporre la vergella stessa ad alcuna torsione.

Il diametro delle pulegge di rinvio 1, 3, 9 ed 11 viene scelto in relazione al diametro e al tipo di materiale della vergella 2. In particolare il rapporto tra il diametro delle pulegge e quello della vergella varia tra ca. 30 e ca. 100. Preferibilmente è compreso tra ca. 50 e ca. 100.

La macchina graniglatrice è disposta trasversalmente rispetto alla direzione di avanzamento 18 della vergella 2, nel senso che le due direzioni di movimento della vergella 2 all’interno della macchina sono sostanzialmente ortogonali alla direzione di avanzamento 18, che rappresenta la direzione di ingresso e di uscita della vergella 2 dalla macchina. In questa maniera si ottiene così una riduzione dello spazio occupato dalla macchina granigliatrice lungo la direzione di avanzamento 18, lungo la quale possono essere collocate altre macchine quali, ad esempio, trafilatrici, bobinatrici e simili.

La girante 6 ruota attorno ad un asse, perpendicolare rispetto alla direzione di movimento dei due tratti 21 e 22 e parallelo rispetto al piano su cui giacciono i due tratti.

Eventualmente, nella macchina granigliatrice dell’invenzione, oltre alla girante 6, possono essere presenti altre giranti. Nelle Figg. 6-7 è rappresentata una macchina granigliatrice, realizzata secondo l'invenzione, contenente una seconda girante 26 azionata da un motore elettrico 27 ed un ulteriore imbuto 23, per l’alimentazione di graniglia, collegato ad un tubo a gomito (non mostrato). La girante 26 è posizionata, rispetto alla girante 6, sopra il piano contenente i due tratti 21 e 22, ma può essere posizionata -anche sotto tale piano. Infatti, nella macchina granigliatrice realizzata secondo l'invenzione, grazie al doppio passaggio della vergella nel campo d'azione del getto 8 o dei getti di graniglia 8 e 28, si ottiene la pulitura di tutta la superficie della vergella indipendentemente dal numero di giranti presenti e dal loro posizionamento nella macchina.

La macchina comprendente due giranti (Figg. 6 e 7) consente, a parità di potenza e di condizioni operative, di raddoppiare la velocità di avanzamento della vergella e quindi di incrementare la produttività della macchina rispetto a quella con una sola girante. Alternativamente, a parità di velocità di avanzamento della vergella e di condizioni operative, consente di dimezzare la potenza assorbita dalle giranti.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Macchina granigliatrice comprendente almeno una girante (6; 26), dotata di palette, capace di proiettare un getto di graniglia (8) contro una superficie esterna di una vergella metallica (2), e mezzi di guida di detta vergella (2) caratterizzata dal fatto che detti mezzi di guida sono capaci di dirigere detta vergella (2) nel campo d’azione di detta girante (6; 26) una prima ed una seconda volta, portando in detto campo d'azione una prima (210) e, rispettivamente, una seconda porzione (220) di detta superficie esterna.
2. Macchina granigliatrice secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che nel detto campo d'azione di detta girante (6; 26) sono contemporaneamente presenti almeno un primo (21) e un secondo tratto (22) di detta vergella (2).
3. Macchina granigliatrice secondo le rivendicazioni 1 e 2, caratterizzata dal fatto che detti mezzi di guida sono capaci di dirigere detto primo tratto (21) di detta vergella (2) in una prima direzione di movimento e detto secondo tratto (22) di detta vergella (2) in una seconda direzione di movimento sostanzialmente opposta rispetto a detta girante (6; 26).
4. Macchina granigliatrice secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 3, caratterizzata dal fatto che detta prima porzione (210) di detta superficie è rivolta verso detta girante (6; 26) in detto primo tratto (21) e detta seconda porzione (220) di detta superficie è rivolta verso detta girante (6; 26) in detto secondo tratto (22).
5. Macchina granigliatrice secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 4, caratterizzata dal fatto che detti mezzi di guida comprendono una prima puleggia di rinvio (1) capace di dirigere detto primo tratto di detta vergella (2), proveniente da una direzione di avanzamento (18), verso detta prima direzione di movimento e una seconda puleggia di rinvio (3) capace di dirigere detto secondo tratto (22) di detta vergella (2), proveniente da detta seconda direzione di movimento, verso detta direzione di avanzamento (18).
6. Macchina granigliatrice secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 5, caratterizzata dal fatto che detti mezzi di guida comprendono almeno una terza ed una quarta puleggia di rinvio (9, 11) capaci di -invertire il moto di detta vergella (2) da detta prima a detta seconda direzione di movimento e contemporaneamente spostare detto secondo tratto (22) a fianco di detto primo tratto (21).
7. Macchina granigliatrice secondo la rivendicazione 6, caratterizzata dal fatto che dette terza e quarta puleggia di rinvio (9, 11) sono inclinate l’una rispetto all'altra di un angolo (a) prestabilito tale da riportare detto secondo tratto (22) praticamente alla stessa altezza di detto primo tratto (21), mantenendolo affiancato ad esso.
8. Macchina granigliatrice secondo le rivendicazioni 6 e 7, caratterizzata dal fatto che detta terza puleggia di rinvio (9) sostiene detto primo tratto (21) di detta vergella (2) e lo dirige verso il basso in modo che si avvolga attorno a detta quarta puleggia (11) di un angolo superiore a 180°, detta quarta puleggia (11) riportando detto secondo tratto (22) di detta vergella (2) a fianco di detto primo tratto (21).
9. Macchina granigliatrice secondo una qualsiasi delie rivendicazioni da 1 a 8, caratterizzata dal fatto che detti mezzi di guida comprendono ulteriormente dispositivi di indirizzamento (4, 5) capaci di posizionare e allineare detti primo e secondo tratto (21, 22) di detta vergella (2) a monte e a valle di detta girante (6; 26).
10. Macchina granigliatrice secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 9, caratterizzata dal fatto che detti primo e secondo tratto (21, 22) di detta vergella (2) sono sostanzialmente perpendicolari rispetto ad un piano su cui giace l’asse di detto getto di graniglia (8).
11. Macchina granigliatrice secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 10, caratterizzata dal fatto che dette direzioni di movimento di deti tratti (21, 22) di detta vergella (2) all'interno della macchina sono sostanzialmente ortogonali a detta direzione di avanzamento (18).
12. Macchina granigliatrice secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 11 , caratterizzata dal fatto di comprendere due giranti (6, 26).
13. Macchina granigliatrice secondo la rivendicazione 12, caratterizzata dal fatto che dette giranti (6, 26) si trovano dallo stesso lato rispetto a detti primo e secondo tratto (21, 22) di detta vergella (2).
14. Macchina granigliatrice secondo la rivendicazione 12, caratterizzata dal fatto che dette giranti (6, 26) si trovano su lati opposti rispetto a detti primo e secondo tratto (21 , 22) di detta vergella (2).
15. Macchina granigliatrice secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 14, caratterizzata dal fatto che detta almeno una girante (6; 26) ruota attorno ad un asse sostanzialmente perpendicolare rispetto a detti primo e secondo tratto (21, 22) di detta vergella (2).
16. Macchina granigliatrice secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 15, caratterizzata dal fatto che detti tratti (21, 22) di detta vergella (2) hanno una distanza da detta almeno una girante (6; 26) di un valore compreso tra ca. 20 e ca. 200 mm..
17. Macchina granigliatrice secondo la rivendicazione 16, caratterizzata dal fatto che detto valore è compreso tra ca. 40 e ca. 100 mm..