ITMI990143A1 - Dispositivo per la macinazione di materiali ceramici e impianto comprendente il dispositivo - Google Patents

Description

"DISPOSITIVO PER LA MACINAZIONE DI MATERIALI CERAMICI IMPIANTO COMPRENDENTE IL DISPOSITIVO"

TESTO DELLA DESCRIZIONE

L'invenzione riguarda un dispositivo per la macinazione di materiali ceramici e un impianto che comprende il dispositivo. In generale tali dispositivi sono formati da un corpo cilindrico che è disposto sostanzialmente orizzontalmente ed è rivestito internamente in gomma o materiale non ferroso e non inquinante il prodotto ceramico. Il rivestimento in gomma serve ad evitare il distacco e l'abrasione di particelle metalliche che potrebbero inquinare il prodotto macinato. L'interno del corpo cilindrico viene caricato per circa la metà del suo volume con corpi macinanti formati in materiale non ferroso. Mettendo in rotazione il corpo cilindrico si attua la movimentazione dei corpi macinanti che rotolando determinano la macinazione del prodotto da macinare alimentato all'interno del corpo cilindrico. I corpi macinanti possono essere ad esempio delle biglie in silice. Il corpo cilindrico presenta due aperture alle due estremità opposte in modo che il prodotto da macinare possa essere alimentato da una delle due aperture e prelevato dall'altra. E' inoltre possibile prevedere delle paratie di separazione lungo il cilindro, in modo da regolare la movimentazione del prodotto da macinare attraverso la lunghezza del corpo cilindrico.

Quando sopra rappresenta il campo di attuazione industriale dell'invenzione, campo che non costituisce una limitazione della medesima, in quanto l'invenzione è limitata solo dalle seguenti rivendicazioni.

Sono noti dispositivi secondo quanto sopra descritto in cui il cilindro rotante è sostenuto da due cuscinetti a rotolamento disposti alle estremità del corpo cilindrico e posti in asse al cilindro rotante. Uno dei due cuscinetti deve avere la possibilità di traslare longitudinalmente in modo da assorbire la dilatazione del corpo cilindrico che si verifica a causa dell'aumento di temperatura generato dal processo di macinazione. I perni di sostentamento, che appoggiano sui cuscinetti, sono ricavati ìn modo monolitico con gli elementi che costituiscono le testate del cilindro. Tali elementi, ricavati in fusione o saldatura1, devono essere in materiale di elevata resistenza statica ed a fatica, in quanto sono sottoposti a sollecitazioni importanti di flessione nella zona di raccordo tra il perno e la parete verticale. Richiedono quindi un'accurata progettazione ed esecuzione; inoltre devono essere controllati, con controlli non distruttivi (ultrasuoni, radiografie) e lavorati con lavorazioni adeguate in modo da limitare il pericolo di inneschi di rottura a fatica . Inoltre , all ' interno dei perni sono ricavati fori di passaggio per il caricamento del materiale da mac inare , dell ' acqua, e, dalla parte opposta, è ricavato il foro per lo scarico del materiale macinato.

Tali soluzioni comportano molti svantàggi, in particolare i cuscinetti di grandi dimensioni sono molto costosi, presentano problematiche di lubrificazione e di possibile inquinamento da parte del materiale ceramico da macinare, o macinato. Inoltre, i tempi di consegna di tali cuscinetti sono molto lunghi, per cui occorre tenere a magazzino ricambi costosi. Infine, si necessita di fondi del cilindro rotante molto costosi, con approvvigionamento molto lungo, e con possibilità di avere scarti di fusione, comportando quindi un rischio di fornitura, e necessitando di controlli e lavorazioni costose.

E1 noto un altro tipo di mulino, utilizzato nel campo dell'invenzione sopra definito, che presenta un corpo rotante cilindrico appoggiato sopra dei rulli motorizzati rivestiti in gomma. La gomma presente sopra i rulli consente di aumentare il coefficiente di attrito nell'accoppiamento tra rulli e corpo rotante, in modo da consentire di trasmettere le altre forze che sono necessarie per attuare la rotazione del corpo cilindrico. Tuttavia, anche questa soluzione presenta vari inconvenienti. Prima di tutto, i rulli motori e portanti devono avere una forma allungata, per aumentare la superficie di contatto con il corpo rotante cilindrico e quindi consentire di trasmettere le forze necessarie per attuare la rotazione del medesimo. Tuttavia, ciò comporta un difficilissimo accoppiamento tra tali rulli portanti e motori con il fasciame del mulino, in quanto anche piccole imperfezioni possono compromettere la possibilità di trasmettere le forze necessarie. Inoltre, anche aumentando la lunghezza di tali rulli rivestiti in gomma, le pressioni sulla gomma sono elevatissime. Si consideri infatti che il peso del solo cilindro rotante può essere superiore alle 58 tonnellate, a cui si deve aggiungere il peso dei corpi macinanti che può essere superiore alle 76 tonnellate, a cui deve aggiungere il peso del rivestimento in gomma del corpo rotante che può essere superiore alle 35 tonnellate, e a cui si deve naturalmente aggiungere ancora il peso rilevante del materiale da macinare, e delle relative acque di impasto. La gomma di tali rulli pertanto è sottoposta a pressioni elevatissime che tendono a danneggiarla, e quindi a comprometterne il funzionamento. Volendo ridurre queste pressioni si devono aumentare ancora le lunghezze dei rulli di appoggio rivestiti in gomma e si aggravano così le difficoltà geometriche di funzionamento. D'altra parte si è verificato che è impossibile utilizzare materiali più duri della gomma, dato che il moto da trasmettere ha una coppia molto elevata fin dall'inizio e, anzi, all'avviamento, presenta coppie che sono circa il doppio di quelle di esercizio e quindi è richiesto un coefficiente d'attrito alto.

Si consideri inoltre che un'eventuale rottura dei rulli di supporto e quindi la loro sostituzione è operazione abbastanza complessa, in quanto il mulino deve essere fermato, comportando di dover fermare anche tutto l'impianto a monte e a valle del mulino cioè l'impianto di pesatura e pre—granulaz ione , l’atomizzatore per granulare il prodotto macinato, le presse per la pressatura del materiale macinato con il mulino e i forni per la cottura del materiale pressato.

In altri campi industriali, diversi dal settore ceramico, a cui appartiene la presente invenzione, come ad esempio i cementifici, vengono impiegati dei mulini di grosse dimensioni, in cui il corpo rotante viene motorizzato con ingranaggi. Tuttavia, anche questa soluzione presenta degli inconvenienti, in quanto la movimentazione a ingranaggi è costosa sia nella sua realizzazione sia nella sua manutenzione. Si consideri infatti che gli ingranaggi devono essere lubrificati"e non tenuti esposti a polveri abrasive, quali sono presenti nell'industria ceramica.

Uno scopo della presente invenzione è pertanto quello di superare i suddetti inconvenienti con un dispositivo per la macinazione di materiali ceramici, secondo l'invenzione, comprendente un corpo cilindrico disposto sostanzialmente orizzontalmente , caricato con corpi macinanti e presentante due aperture alle estremità per l'alimentazione del prodotto da macinare e il prelievo del prodotto macinato, caratterizzato dal fatto: che detto corpo cilindrico è supportato da almeno due coppie di rulli che impegnano una superficie esterna di detto corpo cilindrico; e che la rotazione di detto corpo cilindrico è affidata ad un organo di trasmissione a cinghia che impegna una superficie esterna di detto corpo cilindrico.

Preferibilmente tali rulli sono formati con un materiale avente una dure z za Brime l l HB non inf eriore a 150 preferibilmente non inferiore a 350.

Pref eribi lmente tali rul l i sono formati in materiale metallico.

Preferibilmente tale corpo cilindrico presenta una lunghezza non inferiore a 8000 mm, più preferibilmente non inferiore a 10000 mm.

L'invenzione riguarda inoltre un impianto per la produzione di prodotti ceramici comprendente un dispositivo secondo quando descritto e una pressa, per la pressatura del prodotto macinato in tale dispositivo, e un forno per la cottura del prodotto macinato. Per la descrizione di una pressa atta a funzionare in tale impianto si fa riferimento ad esempio al brevetto europeo No. 594217, a nome della stessa richiedente. Per la descrizione di un forno atto a operare in tale impianto si fa riferimento ad esempio al brevetto europeo No. 750169 e al brevetto europeo No.

866296.

La presente invenzione verrà meglio compresa con riferimento alle figure allegate a scopo illustrativo e non limitativo della presente invenzione, in cui:

la figura 1 è una vista laterale, parzialmente sezionata, del dispositivo secondo l'invenzione,

la figura 2 è una vista in pianta, parzialmente sezionata, del dispositivo di figura 1 , e

la figura 3 è una vista frontale del dispositivo di figura 1.

Con riferimento alle figure da 1 a 3 , il dispositivo secondo l ' invenz ione comprende un corpo cilindrico disposto sostanzialmente orizzontalmente 10 . I l corpo cilindrico 10 è caricato con corpi macinanti, non illustrati nelle figure, che occupano circa metà del suo volume . Il corpo ci lindrico 10 presenta due aperture 11 e 12 disposte alle estremità del corpo cilindrico 10 , per l ' alimentazione del prodotto da macinare e il prelievo del prodotto macinato.

Il corpo cilindrico è supportato da due coppie di rulli 13 e 14. Le due coppie di rulli 13 e 14 impegnano una superf icie esterna 15 del corpo cilindrico 10.

La rotazione del corpo cilindrico 10 è affidata ad un organo di trasmissione 16 a cinghia, che impegna la superficie esterna 15 del corpo cilindrico 10 . Tale organo di trasmissione 16 a cinghia è disposto esternamente rispetto alle coppie di rulli 13 e 14. In questo modo è possibile sostituire agevolmente le cinghie 17', senza dover sollevare il corpo cilindrico 10.

L' organo di trasmissione 16 a cinghia comprende, nella forma di realizzazione illustrata nelle figure, due gruppi di trasmissione 18 disposti ai lati opposti del corpo cilindrico 10 , esternamente , rispetto alle coppie di rulli 13 e 14. Ciascun gruppo di trasmissione comprende un motore 19 e una serie di cinghie 17.. In particolare la serie di cinghie 17 è formata da una pluralità di cinghie trapezoidali.

Nella forma di realizzazione illustrata, ciascun gruppo di trasmissione 18 e 19 è montato in modo oscillante sul perno 20 in modo da consentire la regolazione della tensione delle cinghie tramite l'organo di fissaggio 21.

L’invenzione consente di ottenere gli scopi prefissati, in particolare è possibile eliminare i grossi e costosi cuscinetti, è possibile eliminare i rulli motorizzati rivestiti in gomma, così come è possibile eliminare gli ingranaggi, con un sistema particolarmente semplice ed efficace anche nel campo della presente invenzione in cui sono presenti materiali ceramici abrasivi. Infatti, le cinghie in gomma non risultano penalizzate in tale ambiente di lavoro. Al contrario, si è verificato che le cinghie .17 consentono di trasmettere, nella forma di realizzazione rivendicata, tutte le forze necessarie per la rotazione del corpo cilindrico 10, anche nella fase iniziale, quando le coppie sono molto rilevanti.

Inoltre, gli accoppiamenti sono molto semplici, in quanto le coppie di' rulli 13 e 14 non hanno bisogno di regolazioni particolari, in quanto si tratta di un accoppiamento metallo con metallo con superfici di contatto limitate, e quindi di un accoppiamento estremamente semplice ed affidabile senza necessità di allineamenti difficili tra i rulli e il corpo cilindrico 10.

Il sistema è molto economico sia nella sua realizzazione, sia nella sua manutenzione, ed anche un'eventuale sostituzione di cinghie usurate è operazione estremamente rapida che non richiede la fermata dell'impianto disposto a valle del mulino.

Si'è inoltre verificato che è possibile movimentare in questo modo anche mulini di dimensioni molto elevate, anche quando i pesi e le dilatazioni termiche sono elementi molto importanti.

I fondi del corpo cilindrico 10, 22 e 23 non sono più sollecitati da sforzi meccanici in quanto non devono sopportare cuscinetti e quindi possono essere realizzati in modo molto più semplice ed economico.

Analogamente, le aperture di ingresso e di uscita 11 e 12 possono essere realizzate in modo molto più'semplice dato che non sono previste sollecitazioni meccaniche in tale zona. Per di più vengono semplificate le operazioni di alimentazione del materiale granulare da macinare e del prelievo del materiale macinato in quanto non sono presenti nella zona cuscinetti delicati che potrebbero essere contaminati dal materiale ceramico o dall 'acqua.

Inoltre le coppie di rulli 13 e 14 sono supportate da cuscinetti molto piccoli che quindi comportano un semplice approvvigionamento e un costo molto inferiore.

Inoltre è possibile aprire i fondi 22 e 23, a mulino montato, per poter ispezionare l'interno, in caso di necessità.

E' possibile cambiare le cinghie senza dover sollevare il mulino o togliere i cuscinetti dal perno.

E' infine possibile ottimizzare lo spessore del mantello del corpo cilindrico 10, con diminuzione di pesi e di costi perchè la distanza tra gli appoggi non .è più la lunghezza totale del mulino ma può essere ottimizzata ponendo i rulli di appoggio 13 e 14 a distanza tale tra loro da rendere minimi gli sforzi di flessione del corpo cilindrico 10.

L'invenzione è suscettibile di numerose modifiche e varianti, così le cinghie 17 possono essere realizzate in varie conformazioni diverse, i mezzi di motorizzazione e di tensionamento delle cinghie possono essere modificati, secondo quanto è noto dal tecnico esperto del settore. Anche le coppie dei rulli di appoggio 13 e 14 possono essere realizzate con varie conformazioni, tutte rientranti nell'ambito del medesimo concetto inventivo .

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo per la macinazione di materiali ceramici comprendente un corpo cilindrico disposto sostanzialmente orizzontalmente, caricato con corpi macinanti e presentante due aperture alle estremità per l'alimentazione del prodotto da macinare e il prelievo del prodotto macinato, caratterizzato dal fatto: che detto corpo cilindrico è supportato da almeno due coppie di rulli che impegnano una superficie esterna di detto corpo cilindrico; e che una rotazione di detto corpo cilindrico è affidata ad un organo di trasmissione a cinghia che impegna una superficie esterna di detto corpo cilindrico.
2. 2. Dispositivo secondo la rivendicazione 1 in cui detto organo di trasmissione a cinghia è disposto esternamente rispetto a dette coppie di rulli.
3. 3. Dispositivo secondo almeno una delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che detto organo di trasmissione a cinghia comprende due gruppi di trasmissione, disposti ai lati opposti di detto corpo cilindrico, esternamente, rispetto a dette coppie di rulli.
4. 4. Dispositivo secondo almeno una delle rivendicazioni precedenti in cui detti rulli sono formati con un materiale avente una durezza Brinnel HB non inferiore a 150 preferibilmente non inferiore a 350.
5. 5. Dispositivo secondo la rivendicazione 4 in cui detti rulli sono formati in materiale metallico.
6. 6., Dispositivo secondo almeno una delle rivendicazioni precedenti in cui detti corpi macinanti sono formati in materiale non-f erroso .
7. 7. Dispositivo secondo almeno una delle rivendicazioni precedenti in cui detto corpo cilindrico presenta una lunghezza non infériore a 8000 mm, preferibilmente non inferiore a 10000 miti.
8. 8. Dispositivo secondo almeno una delle rivendicazioni precedenti in cui detto corpo cilindrico è rivestito internamente in gomma.
9. 9 . Impianto per la produzione di prodotti ceramici comprendente un dispositivo secondo almeno una del le rivendicazioni precedenti , una pressa, per la pressatura del prodotto macinato in detto dispositivo e un forno per la cottura del prodotto pressato .
10. 10 . Ogni nuova caratteristica o nuova combinazione di caratteristiche qui descritta o illustrata.