ITMO20010217A1 - Impianto di pellettizzazione di materiale ceramico - Google Patents

Description

Descrizione di Brevetto per Invenzione Industriale avente per titolo: "IMPIANTO DI PELLETTIZZAZIONE DI MATERIALE CERAMICO”.

DESCRIZIONE

Il presente trovato ha per oggetto un impianto di pellettizzazione di materiale ceramico.

Nel settore ceramico per pellettizzazione si intende il processo mediante il quale polveri di materiale ceramico vengono umidificate ed agglomerate in granuli o ovuli che vengono stoccati in silos di riposo prima di essere destinati alla successiva fase di formatura di manufatti quale, ad esempio, la pressatura di piastrelle.

Sono note macchine, cosiddette bagnatrici, essenzialmente costituite da una camera di granulazione variamente sagomata che è provvista di una bocca di ingresso delle polveri da agglomerare e di una bocca di uscita delle polveri agglomerate in granuli ed all’interno della quale le polveri sono mantenute in uno stato di continua agitazione e di rimescolamento.

Le bagnatici sono, inoltre, provviste di iniettori che nebulizzano all’interno della camera di granulazione un liquido, quale, ad esempio, l’acqua, che umidifica le polveri e che ne favorisce l’agglomerazione e l’accrescimento granulometrico.

La camera di granulazione può, ad esempio, essere costituita da un tamburo cilindrico ad asse orizzontale o verticale.

Sono anche note macchine che sono essenzialmente costituite da una precamera di umidificazione e miscelazione delle polveri che alimenta una camera di granulazione costituita da un condotto che comprende una pluralità di tratti tubolari, tra loro raccordati secondo una linea spezzata, e che è mantenuto in rotazione attorno ad un asse sostanzialmente orizzontale.

Queste macchine note non sono scevre di inconvenienti tra i quali vanno annoverati il fatto che richiedono quantità d’acqua alquanto consistenti, che non consentono di umidificare uniformemente né di omogeneizzare le polveri di materiale ceramico e che portano alla formazione di granuli disomogenei nei quali permane inglobata aria.

A causa della distribuzione non uniforme dell’umidità il materiale in uscita dalle macchine note contiene percentuali non trascurabili sia di particelle secche, piccole e leggere, che di agglomerati grumosi ad alto grado di umidità, entrambi i quali sono all'origine di svantaggiosi inconvenienti che si manifestano durante la fase di formatura per pressatura.

Gli agglomerati grumosi sono allontanati e scartati prima della formatura e, a causa del loro elevato grado di umidità, sono difficilmente riutilizzabili, con conseguenti onerosi sprechi di materiale.

La contemporanea presenza di granuli umidi in cui è inglobata aria e di polveri secche e leggere rende difficoltoso ed impreciso il caricamento degli stampi delle presse, riduce il numero di battute utili il minuto delle presse stesse ed è all’origine di difetti strutturali dei prodotti formati, quali il cosiddetto “alone”, con conseguente aumento degli scarti di produzione.

Compito precipuo del presente trovato è quello di eliminare gli inconvenienti sopralamentati delle macchine note escogitando un impianto di pellettizzazione di materiale ceramico che consenta di contenere i consumi di acqua, o di un equivalente fluido di agglomerazione, di umidificare e di omogeneizzare uniformemente le polveri di materiale ceramico, di ottenere granuli con un grado di umidità controllato e sostanzialmente costante e di ridurre drasticamente la formazione di agglomerati grumosi ed eccessivamente umidi e la permanenza di polveri secche e leggere.

Altri scopi del presente trovato sono quelli di escogitare un impianto di pellettizzazione di materiale ceramico che consenta di ottenere granuli omogenei, privi d’aria e di aumentata scorrevolezza, con conseguente aumento sia quantitativo che qualitativo dei manufatti prodotti dovuto sia al miglioramento della fase di caricamento degli stampi delle presse e aH’aumento del numero di battute utili per minuto delle presse stesse sia all'eliminazione del difetto dell'alone.

Nell'ambito di tale compito tecnico, altro scopo del presente trovato è quello di assolvere i compiti precedenti con una struttura semplice, di relativamente facile attuazione pratica, di sicuro impiego ed efficace funzionamento, nonché di costo relativamente contenuto.

Questo compito e questi scopi vengono tutti raggiunti dal presente impianto di pellettizzazione di materiale ceramico comprendente una stazione di umidificazione e di pellettizzazione di polveri di materiale ceramico in granuli che è interposta fra una stazione di alimentazione di dette polveri e una stazione di stoccaggio di detti granuli, caratterizzata dal fatto che detta stazione di umidificazione e di pellettizzazione comprende una torre di agglomerazione che è provvista di una corazzatura sagomata di rivestimento interno, di una bocca di ingresso delle polveri e di una bocca di uscita dei granuli ed all'interno della quale sono alloggiati un albero motorizzato, dotato di pale agitatrici radiali e sagomate, e almeno un iniettore di un fluido di agglomerazione che è associato ad un circuito di alimentazione di detto fluido, la sagoma di detta corazzatura e di dette pale essendo atta a favorire l'agglomerazione e l'omogeneizzazione di dette polveri e di detto fluido.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi del presente trovato risulteranno maggiormente evidenti dalla descrizione di dettaglio di una forma di esecuzione preferita, ma non esclusiva, di un impianto di pellettizzazione di materiale ceramico illustrato a titolo indicativo, ma non limitativo, nelle unite tavole di disegni in cui:

la figura 1 è una vista frontale schematica di un impianto secondo il trovato;

la figura 2 è una vista in sezione longitudinale schematica della torre di agglomerazione deirimpianto secondo il trovato;

la figura 3 è una vista in esploso schematico di una porzione della torre di figura 2.

Con particolare riferimento a tali figure, si è indicato globalmente con 1 un impianto di pellettizzazione di materiale ceramico, ossia di umidificazione e agglomerazione di polveri ceramiche in granuli.

L’impianto 1 comprende una stazione di umidificazione e di pellettizzazone 2 di polveri P di materiale ceramico in granuli G che è interposta fra una stazione di alimentazione 3 delle polveri P e una stazione di stoccaggio 4 dei granuli G.

La stazione di umidificazione e di pellettizzazione 2 comprende una struttura 5 di supporto di una torre 6 di agglomerazione che è costituita da un corpo 7 tubolare, sostanzialmente verticale e fisso, che è provvisto di una bocca superiore 8 di ingresso delle polveri P e di una bocca inferiore 9 di uscita dei granuli G.

La superficie interna del corpo 7 è rivestita da una corazzatura 10 sagomata; al centro del corpo 7 è alloggiato un albero 1 1 motorizzato, sostanzialmente verticale, al quale sono fissate, in aggetto centrifugo, pale 12 radiali agitatrici delle polveri P. La torre 6 è, inoltre, provvista di una pluralità di iniettori 13 di un fluido di agglomerazione, del tipo ad esempio dell’acqua, che sono associati ad un circuito di alimentazione del fluido stesso. Sia la corazzatura 10 che le pale 12 hanno profilo sagomato in modo tale da favorire l’agglomerazione e l’omogeneizzazione delle polveri P assieme al fluido iniettato.

Il corpo 7 è costituito da due semicorpi 7a e 7b, di cui il semicorpo 7a è fisso e comprende una porzione di base 14a, una porzione mediana 15a e una porzione di testa lóa, mentre il semicorpo 7b è amovibile e comprende una porzione di base 14b, una porzione mediana 15b e una porzione di testa 16b che sono associate amovibili alle corrispondenti porzioni del semicorpo 7a per consentire l’apertura e la chiusura della torre 6.

In particolare la porzione mediana 15b è incernierata alla porzione mediana 15a a costituire uno sportello di ispezione. La corazzatura 10 comprende una pluralità di pannelli 17 arcuati che rivestono la superficie laterale interna del corpo 7 e che sono disposti tra loro accostati con la concavità rivolta verso l’interno del corpo 7 stesso e che sono parzialmente sovrapposti l'uno all'altro.

La porzione 18 di un pannello 17 sovrapposta al pannello 17 ad esso adiacente è inclinata verso il centro del corpo 7 e definisce, così, una sporgenza di ostacolo contro cui urtano le polveri P.

I pannelli 17 sono fissati al corpo 7 mediante usuali mezzi di fissaggio del tipo di bulloni, non raffigurati.

La corazzatura 10 comprende, poi, un imbuto troncoconico costituito da due semi-imbuti 19a e 19b e disposto in prossimità della bocca superiore 8.

Le pale 12 hanno spessore progressivamente decrescente da un fianco 12a longitudinale verso il fianco longitudinale opposto 12b.

Nella forma di realizzazione rappresentata nelle suddette figure, le pale 12 hanno sezione trasversale sostanzialmente a forma di trapezio la cui base maggiore e la cui base minore definiscono rispettivamente il fianco 12a e il fianco opposto 12b.

Ciascuna pala 12 è posteriormente provvista di una linguetta 20 di inserimento in una corrispondente sede 21 ricavata nell’albero 1 1 .

La corazzatura 10 è rivestita con materiale plastico del tipo del politetrafluoroetilene, o simili.

Gli iniettori 13 sono costituiti, ad esempio, da ugelli di nebulizzazione che sono inseriti in corrispondenti sedi di contenimento 22 ricavate nella porzione mediana 15b del semicorpo 7b.

II circuito di alimentazione del fluido di agglomerazione è schematicamente e parzialmente rappresentato in figura 1 e comprende un serbatoio del fluido, non raffigurato, dal quale pesca una pompa 23 che invia il fluido agli iniettori 13; fra gli iniettori 13 e la pompa 23 sono interposte elettrovalvole 24 comandate da una centralina 25 di controllo e pilotaggio.

In corrispondenza della bocca inferiore 9 di uscita della torre 6 è disposto un condotto 26 di evacuazione dei granuli G.

In prossimità dell'estremità d'uscita 27 del condotto 26 sono disposti mezzi di rilevamento e di misurazione 28 del grado di umidità dei granuli G che sono associati alla centralina 25; il fluido alimentato e nebulizzato dagli iniettori 1 3 all'interno della torre 6 viene regolato e dosato in funzione del grado di umidità rilevato di mezzi 28.

Se il grado di umidità rilevato dai mezzi 28 e comunicato alla centralina 25 supera un prefissabile valore massimo, la centralina 25 stessa pilota le elettrovalvole 24 diminuendo l'afflusso di fluido agli iniettori 13; viceversa se il grado di umidità rilevato dai mezzi 28 e comunicato alla centralina 25 è inferiore ad un prefissabile valore minimo, la centralina 25 pilota le elettrovalvole 24 per incrementare l'afflusso di fluido agli iniettori 13.

La stazione di alimentazione 3 comprende almeno un contenitore del tipo di un polmone 29, o di una tramoggia o simili, delle polveri P che è provvisto di un’apertura di ingresso 30 che riceve le polveri P da silos di stoccaggio, disposti a monte e non rappresentati, e di un'apertura di uscita 31 delle polveri P in esso contenute che è chiusa da una valvola stellare o rotocella meccanica 32.

Sotto la valvola stellare 32 è disposta l'estremità di ricezione 33 di un trasportatore 34 a coclea la cui estremità opposta 35 scarica le polveri P nella bocca superiore 8 di ingresso della torre 6.

In prossimità dell’estremità di ricezione 33 del trasportatore 34 è disposta una sonda di minimo 36 atta a rilevarne il minimo livello di riempimento; quando la sonda 36 segnala che il livello di riempimento del trasportatore 34 ha raggiunto il valore minimo preimpostato, il trasportatore 34 stesso viene bloccato. Analogamente il polmone 29 è dotato di una prima sonda 37 atta a rilevarne il livello di riempimento massimo e di una seconda sonda 38 atta a rilevarne il livello di riempimento minimo.

L’impianto 1 comprende, poi, un quadro elettrico di controllo cui sono associate la prima sonda 37, la seconda sonda 38, la valvola stellare 32, la sonda di minimo 36, il trasportatore 34, i mezzi di rilevamento 28 dell'umidità e la centralina 25 di controllo del circuito di alimentazione del fluido.

Il quadro elettrico è provvisto di una pluralità di temporizzatori che regolano i tempi di ritardo d’avviamento dei vari componenti deirimpianto 1 ; un temporizzatore è collegato alla sonda di minimo 36 e ritarda l'avviamento del trasportatore 34 rispetto al momento in cui le ulteriori quantità di polveri P alimentate dal polmone 29 non innalzano il livello di riempimento al di sopra della sonda di minimo 36.

Un secondo temporizzatore è associato alla centralina 25 e ritarda l’apertura dell'elettrovalvola di controllo generale del circuito di alimentazione del fluido rispetto al momento in cui il trasportatore 34 viene attivato, evitando che gli iniettori 13 nebulizzino il fluido all'interno della torre 6 prima deirarrivo delle polveri P.

Un terzo temporizzatore è collegato alla prima sonda 37 attivandola dopo che il livello di riempimento del polmone 29 è sceso sotto il valore massimo.

Un quarto temporizzatore è collegato al trasportatore 34 e alla valvola stellare 32 e ritarda il loro arresto rispetto al momento in cui la sonda di minimo 36 segnala che le polveri P sono scese sotto al livello minimo preimpostato.

Quest'ultimo ritardo è utile per verificare se, anziché aver raggiunto il minimo livello di riempimento, in prossimità della sonda di minimo 36 si è creato un momentaneo vuoto di polveri P ed evitare così di arrestare inutilmente l’alimentazione alla torre 6; se al termine del tempo di ritardo la sonda di minimo 36 è ancora libera il trasportatore 34 e la valvola stellare 32 vengono arrestati.

La stazione di stoccaggio 4 comprende una linea, costituita, ad esempio, da un nastro trasportatore 39, che raccoglie i granuli G in uscita dalla torre 6 e li allontana verso silos 40 di contenimento e riposo ove stazionano per poi alimentare le stazioni di formatura di manufatti ceramici, quale, ad esempio, la stazione di pressatura di piastrelle.

Il funzionamento del trovato è il seguente:

La valvola stellare 32 e la sonda di minimo 36 regolano e controllano le dosi di polveri P che dal polmone 29 vengono alimentate nel trasportatore 34.

Il trasportatore 34 spinge e riversa le polveri P nella torre 6 all’Interno della quale gli iniettori 13 nebulizzano un fluido di agglomerazione (acqua), mentre l’albero 1 1 ruotando rimescola e agita le polveri P favorendone l'omogeneizzazione, l'umidificazione e l’agglomerazione in granuli (pellettizzazione). La sagoma delle pale 12 e quella della corazzatura 10 favoriscono la pellettizzazione e l'umidificazione delle polveri P e la formazione di granuli G omogenei e privi d’aria.

I mezzi di rilevamento 28 controllano il grado di umidità dei granuli G in uscita dalla torre 6 e dialogano con la centralina 25 di controllo del circuito di alimentazione del fluido; la quantità di fluido nebulizzato dagli iniettori 13 è regolata in funzione del grado di umidità rilevato dai mezzi 28.

Si è in pratica constatato come il trovato descritto raggiunga gli scopi proposti.

E cioè escogitare un impianto di pellettizzazione di materiale ceramico che consenta di contenere i consumi di acqua, di ottenere granuli omogenei, con grado di umidità controllato e costante e privi di aria, di evitare che permangano residui di polveri secche e leggere e che si formino agglomerati grumosi eccessivamente umidi.

L’assenza di polveri secche e volatili permette di eliminare il difetto dell’alone; l’assenza d’aria nei granuli e, quindi, il loro aumentato peso, consente di migliorare il caricamento degli stampi delle presse e di aumentarne il numero di battute utili il minuto.

Si fa, inoltre, notare che i manufatti formati con i granuli ottenuti con l'impianto secondo il trovato manifestano un migliore comportamento in fase di essiccazione; il grado di umidità controllato e costante e la distribuzione pressoché omogenea del fluido in seno ad ogni granulo consentono, infatti, di ridurre i tempi di essiccazione e di limitare le sollecitazioni meccaniche cui i manufatti stessi sono soggetti durante tale fase di lavorazione.

Il trovato così concepito è suscettibile di numerose modifiche e varianti tutte rientranti nell’ambito del concetto inventivo.

Inoltre tutti i dettagli sono sostituibili da altri tecnicamente equivalenti.

In pratica i materiali impiegati, nonché le forme e le dimensioni, potranno essere qualsiasi a seconda delle esigenze senza per questo uscire daH'ambito di protezione delle seguenti rivendicazioni.

Claims (9)

1. RIVENDICAZIONI 1) Impianto di pellettizzazione di materiale ceramico comprendente una stazione di umidificazione e di pellettizzazione di polveri di materiale ceramico in granuli che è interposta fra una stazione di alimentazione di dette polveri e una stazione di stoccaggio di detti granuli, caratterizzata dal fatto che detta stazione di umidificazione e di pellettizzazione comprende una torre di agglomerazione che è provvista di una corazzatura sagomata di rivestimento interno, di una bocca di ingresso delle polveri e di una bocca di uscita dei granuli ed all'interno della quale sono alloggiati un albero motorizzato, dotato di pale agitatrici radiali e sagomate, e almeno un iniettore di un fluido di agglomerazione che è associato ad un circuito di alimentazione di detto fluido, la sagoma di detta corazzatura e di dette pale essendo atta a favorire l'agglomerazione e l'omogeneizzazione di dette polveri e di detto fluido.
2. 2) Impianto secondo la rivendicazione 1 caratterizzato di fatto che detta corazzatura comprende almeno due pannelli arcuati di rivestimento della superficie laterale interna di detta torre che sono tra loro accostati con la concavità rivolta verso l’interno della torre stessa e che sono parzialmente sovrapposti l’uno all’altro, la porzione dell'uno sovrapposta all’altro essendo inclinata verso il centro di detta torre ed atta a definire una sporgenza di ostacolo e di urto di dette polveri.
3. 3) Impianto secondo una o più delle precedenti rivendicazioni caratterizzato dal fatto che detta corazzatura comprende un imbuto troncoconico disposto in prossimità di detta bocca di ingresso.
4. 4) Impianto secondo una o più delle precedenti rivendicazioni caratterizzato dal fatto che dette pale sono supportate in aggetto centrifugo da detto albero e hanno spessore progressivamente decrescente da un fianco verso il fianco opposto.
5. 5) Impianto secondo una o più delle precedenti rivendicazioni caratterizzato dal fatto che dette pale hanno sezione trasversale sostanzialmente a trapezio la cui basi maggiore e la cui base minore definiscono rispettivamente detto fianco e detto fianco opposto.
6. 6) Impianto secondo una o più delle precedenti rivendicazioni caratterizzato dal fatto che detta corazzatura è rivestita in materiale plastico, del tipo del politetrafluoroetilene o simili.
7. 7) Impianto secondo una o più delle precedenti rivendicazioni caratterizzato dal fatto che detta stazione di umidificazione e di pellettizzazione comprende mezzi rilevatori del grado di umidità di detti granuli che sono associati ad una centralina di controllo atta a pilotare detto circuito di alimentazione del fluido, il fluido alimentato e nebulizzato da detto iniettore in detta torre essendo funzione del grado di umidità rilevato.
8. 8) Impianto secondo una o più delle precedenti rivendicazioni caratterizzato dal fatto che detto circuito di alimentazione comprende un serbatoio di detto fluido, una pompa atta ad inviare il fluido da detto serbatoio a detto almeno un iniettore e almeno un’elettrovalvola che è interposta fra detta pompa e detto iniettore e che è pilotata da detta centralina.
9. 9) Impianto secondo una o più delie precedenti rivendicazioni caratterizzato dal fatto che detta stazione di alimentazione comprende almeno un contenitore di dette polveri provvisto di un'apertura di ingresso e di un’apertura di uscita delle polveri, una valvola stellare disposta in corrispondenza di detta apertura d'uscita e un trasportatore a coclea che ha un’estremità di ricezione delle polveri disposta in prossimità di detta apertura d’uscita del contenitore e l’estremità opposta di scarico delle polveri disposta in corrispondenza di detta bocca di ingresso di detta torre. 1 0) Impianto secondo una o più delle precedenti rivendicazioni caratterizzato dal fatto che detto trasportatore a coclea comprende una sonda di minimo atta a rilevarne il minimo livello di riempimento, detto trasportatore essendo atto a bloccarsi quando il suo livello di riempimento è minimo. 1 1 ) Impianto secondo una o più delle precedenti rivendicazioni caratterizzato dal fatto che detto contenitore comprende una prima sonda e una seconda sonda atte a rilevare rispettivamente il livello massimo e il livello minimo di riempimento di detto contenitore. 1 2) Impianto secondo una o più delle precedenti rivendicazioni caratterizzato di fatto che comprende un quadro elettrico di controllo cui sono associate detta prima e detta seconda sonda, detta valvola stellare, detta sonda di minimo, detto trasportatore a coclea, detti mezzi di rilevamento del grado di umidità e detta centralina di controllo del circuito di alimentazione del fluido. 1 3) Impianto di pellettizzazione di materiale ceramico, secondo una o più delle precedenti rivendicazioni e secondo quanto descritto ed illustrato agli scopi specificati.