ITMO960098A1 - Dispositivo per il dosaggio dimateriale in polvere - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

annessa a domanda di brevetto per INVENZIONE INDUSTRIALE dal titolo:

DISPOSITIVO PER IL DOSAGGIO DI MATERIALE IN POLVERE.

Forma oggetto del presente trovato un dispositivo per il dosaggio di materiale in polvere.

In particolare si fa riferimento ad un dispositivo realizzato in accordo con la parte classificante della prima rivendicazione.

Sono già noti diversi dispositivi siffatti, come ad esempio i microdosatori (per piccole portate di materiale) e le coclee dosatrici (per portate maggiori).

Durante il funzionamento del dispositivo, l’elemento di trasporto a forma di elica ruota su comando attorno al proprio asse longitudinale facendo avanzare il materiale in polvere lungo il condotto di trasporto verso la bocca di uscita; il materiale in polvere che fuoriesce dal condotto di trasporto è fatto cadere sopra una bilancia (ad esempio del tipo con cella di carico) finché, al raggiungimento di un prestabilito valore di peso segnalato dalla bilancia, è comandato l’arresto del motore che pone in rotazione l’albero dell’elica di trasporto.

Tale dispositivo noto presenta tuttavia alcuni inconvenienti.

In primo luogo, quando riceve il comando di arresto, il motore del trasportatore a elica, a causa dell’inerzia propria e degli organi a cui è meccanicamente collegato, non si arresta istantaneamente, ma prosegue nel suo moto per un certo periodo di tempo, durante il quale fa cadere sulla bilancia un’ulteriore quantità di materiale in polvere. Per effettuare dosaggi precisi occorre quindi tener conto di questa quantità supplementare di materiale in polvere che cade a causa dell’inerzia del sistema di trasporto. In pratica, il suddetto valore prestabilito di peso, al raggiungimento del quale scatta il comando di arresto del motore dell’elica di trasporto, deve essere leggermente inferiore al dosaggio desiderato di un valore pari al peso della quantità supplementare di materiale. Questo fatto, oltre a rappresentare una complicazione di uso, determina in ogni caso delle imprecisioni nel dosaggio del materiale.

In secondo luogo, la portata del flusso del materiale in polvere in uscita dal condotto di trasporto presenta un andamento non costante -sostanzialmente ondulatorio - in funzione del tempo. Ciò è dovuto principalmente al fatto di impiegare, per Γ avanzamento del materiale in polvere nel condotto di trasporto, un elemento di trasporto a forma di elica.

Il fatto che la portata del materiale in polvere che cade sulla bilancia non sia costante nel tempo, unito all’inevitabile inerzia del trasportatore a elica, peggiora ulteriormente la precisione del dosaggio del materiale in polvere: infatti, la quantità di materiale in polvere supplementare, cioè quella che cade sulla bilancia dopo il comando di arresto del motore del trasportatore a elica, è difficilmente determinabile a priori. Il problema risulta aggravato all’aumentare delle dimensioni dell’elica di trasporto, come ad esempio in una coclea dosatrice di portata elevata.

Per cercare di migliorare la precisione del dispositivo, è noto rallentare la velocità di rotazione dell’albero dell’elica di trasporto poco prima di raggiungere il peso prestabilito del materiale in polvere sulla bilancia: per effetto del rallentamento la portata del materiale che continua a cadere sulla bilancia, oltre ad essere ovviamente ridotta, presenta un andamento pressoché costante o, per meglio dire, sempre ondulatorio ma con ampiezza dell’oscillazione relativamente ridotta. Questo accorgimento consente una maggiore precisione nel dosaggio, ma comporta sia una complicazione costruttiva nel dispositivo sia una diminuzione della sua velocità operativa.

Un ulteriore inconveniente dei dispositivi noti è rappresentato dal fatto che l’ampiezza delle oscillazioni della portata del materiale in polvere in uscita dal condotto di trasporto risulta relativamente più elevata all’aumentare della sezione trasversale di passaggio del condotto stesso. Di conseguenza i problemi di imprecisione nel dosaggio risultano tanto più gravi quanto maggiori sono le dimensioni del condotto di trasporto.

Inoltre la velocità dell’operazione di dosaggio, da cui dipende in sostanza la portata del flusso di materiale in polvere nel condotto di trasporto, va tanto più a scapito della precisione quanto maggiori sono le dimensioni del condotto stesso. In altri termini, occorre trovare il giusto compromesso fra la precisione nel dosaggio e la velocità di avanzamento del materiale nel condotto di trasporto, soprattutto per dispositivi di dosaggio di grandi dimensioni.

Scopo del presente trovato è quello di ovviare ai suddetti limiti ed inconvenienti della tecnica nota, rendendo disponibile un dispositivo dosatore di polveri che sia costruttivamente semplice ed economico e che sia capace di effettuare dosaggi relativamente precisi.

Un vantaggio del trovato è quello di evitare la fuoriuscita di materiale in polvere dal condotto di trasporto, attraverso la bocca di uscita, dopo aver comandato Γ arresto del trasportatore a elica.

Un altro vantaggio del trovato è quello di rendere pressoché costante nel tempo la portata del materiale in polvere in uscita dal condotto di trasporto.

Un ulteriore vantaggio è quello di permettere un flusso regolare del materiale in polvere nel condotto di trasporto.

Inoltre, grazie al presente trovato, il condotto di trasporto risulta in uso completamente o pressoché completamente riempito dal materiale in polvere.

E’ possibile altresì effettuare vantaggiosamente misure di notevole precisione senza bisogno di rallentare la velocità dell’elemento di trasporto a elica in prossimità del raggiungimento del peso prestabilito di materiale in polvere.

Tali scopi e vantaggi ed altri ancora sono tutti raggiunti dal dispositivo oggetto del presente trovato, cosi come esso risulta caratterizzato dalle rivendicazioni.

Ulteriori carateristiche e vantaggi del presente trovato meglio appariranno dalla descrizione dettagliata che segue di una forma preferita di realizzazione del trovato medesimo, illustrata a titolo esemplificativo, ma non limitativo, negli allegati disegni, in cui:

la figura 1 mostra una schematica vista in prospetiva di un dispositivo in accordo con il presente trovato, con alcune parti asportate per meglio evidenziarne altre;

la figura 2 mostra una vista frontale, in elevazione verticale, di un particolare di figura 1 in scala ingrandita;

la figura 3 mostra una sezione eseguita secondo il piano di traccia IIΙ-IIΙ di figura 2;

la figura 4 mostra una sezione eseguita secondo il piano di traccia IV-IV di figura 2;

la figura 5 mostra a titolo di esempio diversi tipi di coclee di trasporto utilizzabili nel dispositivo in oggeto

le figure 6 e 7 mostrano due viste frontali di altrettante forme di atuazione di un particolare del dispositivo.

Facendo riferimento alle suddette figure, con 1 si è indicato, complessivamente, un dispositivo per il dosaggio di materiale in polvere, utilizzabile per qualunque tipo di materiale in polvere e/o granulare.

Il dispositivo dosatore 1 comprende un corpo dosatore 17 al cui interno è definita una camera 18 collegata superiormente con una tramoggia di carico 22 del materiale in polvere e lateralmente con un condoto di trasporto 2 per il materiale stesso.

Al di sotto della tramoggia di carico 22 è predisposto un utensile agitatore 19 che può ruotare dietro comando con asse di rotazione orizzontale e che serve per omogeneizzare il materiale in polvere proveniente dalla tramoggia 22.

Il condotto di trasporto 2, che si estende in direzione orizzontale, presenta ad un’estremità una bocca d’ingresso 3 affacciata alla camera 18 e all’estremità opposta una bocca di uscita 4 avente giacitura verticale.

Un elemento di trasporto a forma di elica 5 (nel prosieguo chiamato elica di trasporto) con asse orizzontale, opera all’interno del condotto di trasporto 2 per convogliare il materiale in polvere situato nella camera 18 dalla bocca d’ingresso 3 alla bocca di uscita 4. Con 7 si sono indicati dei mezzi di azionamento dell’elica di trasporto 5, costituiti nella fattispecie da un motore elettrico 20 atto a far ruotare l’elica 5 attorno al proprio asse longitudinale. In figura 5 sono illustrati e indicati rispettivamente con 5, 50, 51, 52, alcuni tipi di elementi di trasporto a forma di elica utilizzabili nel dispositivo in oggetto e contraddistinti per il fatto che la superficie attiva destinata ad operare sul materiale in polvere presenta una forma a spirale.

Al di sotto della bocca di uscita 4 sono predisposti dei mezzi 6 per la misura di pesi, atti a ricevere e pesare il materiale in polvere che fuoriesce dalla bocca di uscita 4, costituiti da una bilancia 21 nota e solo schematizzata in figura 1. La bilancia 21 , ad esempio del tipo munito di una cella di carico, è collegata al motore 20 di azionamento dell’elica di trasporto 5 cosi da comandare l’arresto del motore 20 per effetto del raggiungimento di un prestabilito valore del peso rilevato. Il collegamento fra la bilancia 21 e il motore 20 è noto e non richiede particolari spiegazioni. E’ possibile prevedere l’impiego di altri mezzi per la misura del peso del materiale in polvere espulso dalla bocca di uscita 4, come ad esempio un dispositivo di misura a perdita di peso sensibile alle differenze di peso del materiale all’ interno del corpo dosatore 17.

Quanto fin qui descritto si riferisce a caratteristiche comuni al dispositivo 1 in oggetto e a dispositivi di tipo noto.

Secondo il presente trovato, il dispositivo 1 comprende, predisposto sulla bocca di uscita 4 fra l’elica di trasporto 5 e i mezzi 6 per la misura di pesi, un ostacolo 23 all’avanzamento del materiale in polvere il quale è conformato e disposto in modo da offrire una resistenza all’avanzamento che sia facilmente superabile dall’azione dell’elica di trasporto 5. Preferibilmente l’ostacolo 23 è strutturato in modo da provocare il riempimento della bocca di uscita 4 (cioè un funzionamento a regime, cosiddetto, “a bocca piena”). In sostanza, l’ostacolo 23 non deve impedire l’avanzamento e la fuoriuscita del materiale in polvere nel funzionamento a regime dell’ elica di trasporto 5, cioè quando, dopo un eventuale periodo di transitorio iniziale durante il quale il materiale in polvere viene costretto ad occupare interamente la cavità del condotto di trasporto 2, il flusso del materiale nel condotto di trasporto 2 avviene a bocca di uscita 4 piena.

Nella preferita forma di attuazione illustrata, l’ostacolo 23 comprende una pluralità di elementi di forma allungata 8 e 9, elasticamente deformabili e disposti in prossimità della bocca di uscita 4 trasversalmente rispetto alla direzione del flusso del materiale in polvere nel condotto di trasporto 2.

Gli elementi di forma allungata 8 e 9 sono sostanzialmente complanari fra di loro e con la bocca di uscita 4, sono parallelamente distanziati l’uno dall’altro e si estendono in direzione sostanzialmente verticale. Gli elementi di forma allungata 8 e 9 presentano una sezione trasversale retta a forma di cuspide con il vertice 15 rivolto verso Γ interno del condotto di trasporto 2. Inoltre gli elementi di forma allungata 8 e 9 sono realizzati in materiale plastico (ad esempio poliuretano) e in un pezzo unico con un coperchio 16 anulare montato in modo amovibile sulla bocca di uscita 4 del condotto 2.

Più in particolare, gli elementi di forma allungata 8 e 9 sono di due tipi, disposti l’uno accanto all’altro in modo alternato: un primo tipo 8, le cui estremità 11 e 12 sono rigidamente unite al coperchio 16 anulare, presenta una sezione trasversale retta triangolare di maggiori dimensioni e presenta inoltre, pressoché in corrispondenza della propria mezzeria, un taglio 10 trasversale passante che lo separa in due parti, ciascuna delle quali è rigidamente vincolata al coperchio 16 ad un estremo ed è libera di flettersi all’estremo opposto, in corrispondenza del taglio 10; un secondo tipo di elemento 9, sempre di sezione triangolare ma più stretto e più sottile rispetto al primo tipo di elemento 8, risulta continuo (quindi privo della discontinuità costituita dal taglio 10 nel primo tipo di elemento 8) e non rettilineo ma leggermente arcuato (come evidenziato in figura 4) per il fatto che presenta una lunghezza maggiore rispetto alla distanza fra le proprie due opposte estremità 13 e 14 vincolate al coperchio 16 anulare.

In uso, il materiale in polvere introdotto nella tramoggia di carico 22 è convogliato attraverso il condotto di trasporto 2 verso la bocca di uscita 4, dalla quale fuoriesce andando a cadere sulla bilancia 21. In genere, quando il dispositivo 1 è a regime, il condotto di trasporto 2 è completamente pieno di materiale in polvere e la fuoriuscita di quest’ultimo avviene “a bocca piena”, il che riduce e perfino elimina del tutto le oscillazioni di portata del materiale in uscita. Per effetto della spinta del materiale in polvere, gli elementi in forma allungata 8 e 9 tendono a flettersi all' infuori, come evidenziato in figura 4. Tali elementi 8 e 9 costituiscono in pratica un freno al flusso di materiale in polvere, che comunque riesce a passare negli spazi vuoti compresi fra un elemento 8, 9 e l’altro senza creare intasamenti.

La presenza di un ostacolo siffatto, realizzato cioè in un materiale elasticamente deformabile e capace di flettersi per effetto della spinta del materiale da pesare in uscita dal condotto 2, determina nel condotto stesso una sorta di contropressione a causa della quale il materiale in polvere occupa pressoché completamente la cavità interna del condotto di trasporto.

Un effetto vantaggioso di questa contropressione è che il materiale in polvere fuoriesce dal condotto 2 con una portata dall’andamento sostanzialmente costante nel tempo ovvero con oscillazioni dall’ampiezza praticamente trascurabile, nonostante che l’elemento di trasporto operante sul materiale - cioè l’elica 5 - presenti una superficie attiva a forma di elica.

Appena la bilancia 21 rileva un valore in precedenza memorizzato (e reimpostabile) del peso del materiale in polvere caduto sulla bilancia 21, è comandato in modo noto l’arresto del motore 20 dell’elica di trasporto 5. A causa dell’inerzia propria e dei meccanismi ai quali è collegato, il motore 20 e quindi l’elica di trasporto 5 non si fermano all’istante: durante il breve transitorio di arresto si è visto che dalla bocca di uscita 4 non si verifica nessuna fuoriuscita di materiale in polvere; il che rappresenta un altro vantaggioso effetto della contropressione determinata dalla resistenza al flusso di materiale nel condotto 2 offerta dall’ostacolo 23.

Il valore preimpostato di peso sulla bilancia 21 , al raggiungimento del quale è arrestato il motore 20, può corrispondere esattamente al dosaggio desiderato di materiale: non occorre, in altre parole, prevedere un valore correttivo dovuto alla quantità supplementare del materiale caduto per l’inerzia del motore stesso, dal momento che l’ostacolo 23 trattiene il materiale e ne evita la fuoriuscita dovuta alla sola inerzia.

Inoltre nel dispositivo in oggetto non vi è nemmeno la necessità di rallentare il motore della coclea in prossimità del raggiungimento del valore di peso preimpostato.

Il dispositivo in oggetto consente altresì di adottare, durante il funzionamento, elevate velocità di avanzamento del flusso di materiale in polvere nel condotto di trasporto, senza che questo vada a scapito della precisione. Ciò vale anche nel caso di elevate dimensioni della sezione trasversale del condotto di trasporto. Quindi la presente invenzione permette elevate velocità nelle operazioni di dosaggio anche per dispositivi di notevoli dimensioni, come ad esempio per coclee dosatrici di grande portata.

Nelle figure 6, 7 e 8 sono illustrati altri tre tipi di ostacoli, rispettivamente 30 e 40 e 60, realizzati in accordo con la presente invenzione.

L’ostacolo 30 comprende una pluralità di barrette o lamelle 31 flessibili realizzate ad esempio in poliuretano, unite fra di loro e disposte a formare una griglia 32, che presenta la periferia rigidamente connessa in un sol pezzo con un coperchio anulare 33, applicabile amovibilmente sulla bocca di uscita del condotto di trasporto del materiale in polvere. La griglia 32 presenta inoltre, distribuiti in più punti, dei tagli 34 che rappresentano, in uso, delle zone di passaggio preferenziale del materiale e che servono, in sostanza, per limitare la contropressione generata dalla griglia 32 nel condotto di trasporto ed evitare quindi intasamenti di materiale. Il numero e la disposizione dei tagli 34 sulla griglia 32 può variare a seconda di vari parametri come, ad esempio, la sezione di passaggio del materiale, la velocità di rotazione dell’elica di trasporto, il tipo di materiale, eccetera.

L’ostacolo 40 presenta una pluralità di lamelle flessibili 41 anch’esse disposte in modo incrociato a formare una griglia; a differenza del caso precedente, le lamelle 41 sono libere l’una rispetto all’altra e presentano le proprie estremità collegate ad un coperchio anulare 42. Ogni lamella 41 è provvista di un taglio 43 trasversale che è situato, ad esempio, in corrispondenza della mezzeria della rispettiva lamella 41 e che svolge in sostanza le medesime funzioni dei tagli 34 dell’ostacolo 30 di figura 6.

L’ostacolo 60 comprende una pluralità di barrette flessibili radiali 61, ciascuna delle quali presenta un’estremità periferica 65 vincolata ad un coperchio anulare 62 e l’estremità opposta 66, situata al centro, libera di flettersi. Le barrette radiali 61 sono collegate fra di loro da una o più nervature circonferenziali 63 pressoché concentriche al coperchio 62 ed eventualmente provviste, se necessario per ridurre la contropressione nel condotto di trasporto, di tagli trasversali 64.

E’ possibile prevedere, in altre forme di realizzazione del trovato, non illustrate, l’impiego di mezzi per ostacolare conformati diversamente e diversamente disposti fra la coclea di trasporto 5 e i mezzi 6 di pesatura.

In ogni caso, qualunque sia la forma realizzativa dei mezzi per ostacolare, l’insegnamento principale del presente trovato consiste nel predisporre, fra la coclea di trasporto e i mezzi di pesatura, una sorta di intralcio o di barriera all’avanzamento del materiale in polvere che, pur offrendo una certa resistenza a tale avanzamento, anche quando i mezzi di azionamento della coclea sono attivati, non sia tuttavia tale da bloccare completamente il flusso di materiale. In particolare, la barriera frapposta al flusso di materiale in polvere è suscettibile di cedere elasticamente in modo spontaneo, allargando la sezione per il passaggio del materiale.

Inoltre, grazie al fatto che l’ostacolo 23 può essere posizionato con giacitura sostanzialmente verticale, si evita la fuoriuscita non controllabile di materiale dal condotto di trasporto dovuta al peso del materiale. E’ tuttavia possibile applicare l’ostacolo 23 (o altro tipo di ostacolo in accordo con l’invenzione) anche ad una bocca di uscita avente sezione giacente su di un piano orizzontale (come ad esempio avviene, in genere, nelle coclee dosatrici per grandi portate), raggiungendo comunque gli scopi dell’ invenzione sopra citati.

Ovviamente al trovato potranno essere applicate numerose altre modifiche di natura pratico-applicativa dei dettagli costruttivi senza che per altro si esca dall'ambito di protezione dell'idea inventiva sotto rivendicata.

Claims (13)

1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo (1) per il dosaggio di materiale in polvere, comprendente: un condotto di trasporto (2) per il materiale in polvere, avente una bocca d’ingresso (3) e una bocca di uscita (4); un elemento di trasporto a elica (5, 50, 51 , 52), operante all’ interno del condotto di trasporto (2) per convogliare il materiale in polvere dalla bocca d’ingresso (3) alla bocca di uscita (4); mezzi (6) per la misura di pesi, atti a pesare il materiale in polvere che fuoriesce dalla bocca di uscita (4), i mezzi (6) per la misura di pesi essendo collegati a mezzi (7) di azionamento dell’elemento di trasporto a elica in modo da comandare l’arresto dei mezzi (7) di azionamento per effetto del raggiungimento di un prestabilito valore del peso rilevato; caratterizzato per il fatto di comprendere, predisposto in prossimità della bocca di uscita (4), un ostacolo (23, 30, 40, 60) all’avanzamento del materiale in polvere, conformato e disposto in modo che la resistenza all’avanzamento da esso offerta sia facilmente superabile dall’azione della coclea di trasporto (5).
2. 2. Dispositivo secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che l’ostacolo (23, 30, 40, 60) è conformato e disposto in modo da provocare il riempimento della bocca di uscita (4).
3. 3. Dispositivo secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che l’ostacolo (23) comprende una pluralità di elementi di forma allungata (8, 9), elasticamente deformabili e disposti sulla bocca di uscita (4) trasversalmente rispetto alla direzione del flusso del materiale in polvere nel condotto di trasporto (2).
4. 4. Dispositivo secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che gli elementi di forma allungata (8, 9) giacciono su di un piano sostanzialmente verticale e sono complanari alla bocca di uscita (4).
5. 5. Dispositivo secondo la rivendicazione 3 o 4, caratterizzato dal fatto che gli elementi di forma allungata (8, 9) sono paralleli e distanziati fra di loro.
6. 6 Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni dalla 3 alla 5, caratterizzato dal fatto che almeno un elemento di forma allungata (8) presenta le proprie estremità (11, 12) opposte vincolate alla parete del condotto di trasporto (2) ed è provvisto inoltre di un taglio (10) trasversale passante.
7. 7. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni dalla 3 alla 6, caratterizzato dal fatto che almeno un elemento di forma allungata (9) presenta le proprie estremità (13, 14) opposte vincolate alla parete del condotto di trasporto (2) e presenta inoltre una lunghezza leggermente maggiore alla distanza fra le dette estremità (13, 14) opposte.
8. 8. Dispositivo secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che: gli elementi di forma allungata (8), (9) sono parallelamente distanziati l’uno dall’altro e presentano le proprie estremità (11, 12), (13, 14) opposte vincolate alla parete del condotto di trasporto (2); inoltre gli elementi di forma allungata (8), (9) sono di due tipi, disposti l’uno accanto all’altro in modo alternato, in cui un primo tipo di elemento (8) è provvisto di un taglio (10) trasversale passante e un secondo tipo di elemento (9), più stretto e più sottile rispetto al primo tipo di elemento (8), presenta una lunghezza leggermente maggiore alla distanza fra le proprie estremità (13, 14) opposte.
9. 9. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni dalla 3 alla 8, caratterizzato dal fatto che gli elementi di forma allungata (8, 9) presentano una sezione trasversale retta a forma di cuspide con il vertice (1 5) rivolto verso l’interno del condotto di trasporto (2).
10. 10. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni dalla 3 alla 9, caratterizzato dal fatto che gli elementi di forma allungata (8, 9) sono realizzati in una materia plastica.
11. 11. Dispositivo secondo la rivendicazione 10, caratterizzato dal fatto che gli elementi di forma allungata (8, 9) sono realizzati in poliuretano.
12. 12. Dispositivo secondo una qualsiasi delie rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che l’ostacolo (23, 30, 40, 60) è solidale con un coperchio (16, 33, 42, 62) anulare che può essere montato in modo amovibile sulla bocca di uscita (4).
13. 13. Dispositivo secondo le rivendicazioni precedenti e secondo quanto descritto ed illustrato con riferimento alle figure degli uniti disegni e per gli accennati scopi.