ITPD20130022A1 - Dispositivo di trattamento per materiale scorrevole - Google Patents

Description

DISPOSITIVO DI TRATTAMENTO PER MATERIALE SCORREVOLE

Descrizione

Ambito tecnico

La presente invenzione riguarda un dispositivo di trattamento per materiale scorrevole, avente le caratteristiche enunciate nel preambolo della rivendicazione principale.

Il dispositivo dell’invenzione à ̈ particolarmente idoneo ad essere utilizzato nel processo di lavorazione di materiale scorrevole nel quale sia richiesta una fase di trattamento termico, in particolare un trattamento termico a raggi infrarossi.

Sebbene la descrizione seguente farà diretto riferimento al trattamento di materia plastica, tale dispositivo può essere utilizzato anche in altri settori, per esempio nel trattamento di materiale scorrevole alimentare.

Sfondo tecnologico

Nei processi di lavorazione di molti materiali, per esempio di materiali plastici, sono previste fasi di trattamento termico per essiccare o deumidificare tali materiali prima di eventuali successive fasi di lavorazione degli stessi, tali materiali tendono ad assorbire umidità in misura che dipende dal tipo di materiale e dalle condizioni operative.

L’umidità ha effetti negativi sui successivi processi di trasformazione e, nel caso delle materie plastiche, inficia caratteristiche estetiche e meccaniche, quali resistenza a tensione, a flessione e agli urti, del prodotto finale.

E’ quindi necessario trattare i materiali per estrarne l’umidità presente, prima di sottoporli ad un successiva fase di trasformazione.

Nel settore delle materie plastiche, la fase di deumidificazione à ̈ particolarmente importante per i polimeri igroscopici, quali, per esempio, PA, ABS, PET, TPU, PC, ecc… che tendono ad assorbire facilmente una consistente quantità d’acqua.

Uno dei sistemi noti per essiccare, o deumidificare, consiste nel caricare il materiale in un contenitore provvisto di almeno un dispositivo di irraggiamento ad infrarossi che irradia il materiale riscaldandolo e favorendo l’evaporazione dell’umidità presente.

Il contenitore, realizzato in materiale metallico, viene riempito fino ad un certo livello col materiale da trattare così che i dispositivi di irraggiamento siano posizionati ad una certa distanza dal trattando materiale.

In caso di materiale a bassa permeabilità, la radiazione infrarossa penetra per uno spessore limitato nel materiale in trattamento, pertanto una parte del materiale viene trattata efficacemente, mentre una restante parte, posizionata lontano dal dispositivo di irraggiamento, non viene raggiunta dalle radiazioni e quindi non viene efficacemente deumidificata.

Per ovviare a tale inconveniente viene installato un mescolatore che mescola il materiale in trattamento in modo che venga portato nella sfera di azione del dispositivo di irraggiamento sempre nuovo materiale per essere efficacemente trattato. L’effetto deumidificante della radiazione può essere aumentato mettendo il materiale nel contenitore sotto vuoto oppure alimentando nel contenitore aria calda e secca.

Dispositivi di trattamento per materiale scorrevole del tipo sopra descritto sono noti, per esempio, da WO2010089721 e WO2010109403.

Un inconveniente dei dispositivi noti à ̈ che si genera un surriscaldamento delle pareti interne del contenitore, soprattutto nella zona più vicina ai dispositivi di irraggiamento, ovvero nella zona priva di materiale da trattare. Tale zona à ̈ esposta in maniera continua e diretta all’azione dei dispositivi di irraggiamento e le pareti raggiungono temperature anche molto elevate, eventualmente superiori alla temperatura di fusione del materiale in trattamento, o comunque tali da causare deterioramento o degradazione dello stesso nel caso di contatto con le pareti di tale zona.

Un ulteriore inconveniente di tali dispositivi à ̈ che, durante il trattamento, particelle del materiale in trattamento possono essere attratte dalle pareti del contenitore per effetto dell’elettricità statica e quindi accumularsi restando esposte alla radiazione fino ad essere fuse o degradate.

Tale problema à ̈ particolarmente evidente nel caso di materiale in particelle di dimensioni molto limitate, o in polvere. Tale problema à ̈ più evidente nel caso in cui sia previsto un mescolatore per movimentare il materiale scorrevole perché à ̈ più frequente che particelle del materiale siano attratte dalla e rimangano adese sulla parete del contenitore.

Inoltre, dopo che la fusione di una porzione di materiale ha avuto inizio, nuovo materiale tende ad incollarsi sopra a quello fuso fondendosi a sua volta, aumentando così il problema in modo proporzionale alla durata del trattamento. La fusione e/o degradazione del materiale in trattamento pregiudica le caratteristiche del prodotto finale e può creare problemi nelle lavorazioni successive.

Nel caso di materia plastica, la fusione crea blocchi di materiale che non sono lavorabili dalle macchine trasformatrici, mentre la degradazione termica provoca, come detto, perdita di caratteristiche estetiche o meccaniche e pregiudica la successiva lavorabilità del materiale stesso.

Nei prodotti alimentari il surriscaldamento provoca perdita delle proprietà organolettiche che pregiudicano il valore del prodotto finale nonché l’utilizzo del materiale stesso e/o la sua successiva lavorabilità.

Descrizione dell’invenzione

Uno scopo dell’invenzione à ̈ fornire un dispositivo di trattamento per materiale scorrevole, che consenta di superare i difetti sopraesposti con riferimento alla tecnica nota citata.

Un ulteriore scopo à ̈ fornire un dispositivo di trattamento con bassi consumi energetici di funzionamento e che consenta di trattare efficacemente il materiale scorrevole in tempi considerevolmente ridotti.

Questi scopi sono raggiunti dal presente trovato mediante un dispositivo di trattamento per materiale scorrevole realizzato in accordo con le rivendicazioni che seguono.

Breve descrizione dei disegni

Le caratteristiche e i vantaggi dell’invenzione meglio risulteranno dalla descrizione dettagliata di un suo preferito esempio di realizzazione, illustrato a titolo indicativo e non limitativo con riferimento agli uniti disegni in cui: - Figura 1 à ̈ una vista schematica di un dispositivo di trattamento secondo l’invenzione;

- Figura 2 à ̈ una vista dall’alto in sezione del dispositivo di Figura 1;

- Figura 3 Ã ̈ una vista ingrandita di una versione alternativa di un particolare di Figura 1;

- Figura 3a à ̈ una vista ingrandita di un particolare di Figura 3;

- Figura 4 e 5 sono viste interrotte di due versioni alternative del particolare di Figura 3;

ï€ Figura 6 à ̈ una vista schematica di una versione alternativa del dispositivo di trattamento secondo l’invenzione.

Modo preferito di realizzazione dell’invenzione

In Figura 1 viene mostrato schematicamente un dispositivo di trattamento per materiale scorrevole 1 secondo l’invenzione.

Il dispositivo di trattamento à ̈ particolarmente idoneo a trattare materia plastica, quale PET, PA, PC, PMMA, bioplastica come PLA, ecc…, materiale alimentare come caffà ̈, riso, arachidi, o anche erbe macinate, argilla, ecc…. Il dispositivo di trattamento dell’invenzione à ̈ idoneo a trattare materiale scorrevole in forma di granuli, polvere, scaglie, in pasta, o liquido.

Il dispositivo dell’invenzione può essere utilizzato in un convenzionale impianto di trasformazione delle materie plastiche o inserito in impianti di trattamento di materiale scorrevole in cui sia prevista una fase di trattamento termico.

Il dispositivo di trattamento 1 comprende un corpo contenitore 2 delimitato da una parete 3 e disposto per contenere il materiale da trattare. Il corpo contenitore 2 ha forma di una tramoggia a sezione circolare in cui possono essere individuate una parte cilindrica 21 ed una parte troncoconica 22 mutuamente connesse. Il corpo contenitore 2 Ã ̈ realizzato in materiale metallico, per esempio acciaio inox, o in un altro materiale resistente a temperature superiori almeno a 100°C.

In altre versioni il corpo contenitore 2 può avere forma cilindrica o sezione poligonale formata da un poligono avente un desiderato numero di facce. L’effettiva geometria del corpo contenitore 2 dipende da considerazioni costruttive, di installazione, di processo, di costi, ecc…

Il dispositivo di trattamento 1 à ̈ idoneo a lavorare a pressione ambiente, ma può essere configurato anche per lavorare sottovuoto o in pressione.

In tal caso, il dispositivo di trattamento 1 à ̈ a tenuta e sono previsti dispositivi per generare il vuoto o pressione operativamente connessi al contenitore 2 del materiale da trattare, come nei dispositivi descritti in WO2010089721 e WO2010109403. Sono previsti, inoltre dispositivi di controllo, quali valvole, manometri, per controllare e regolare il livello di pressione o depressione all’interno del corpo contenitore.

Il corpo contenitore 2 comprende un’imboccatura 2’ prevista nella parte cilindrica 21 richiudibile ermeticamente tramite un coperchio 5.

In versioni non mostrate, il coperchio 5 comprende due pareti mutuamente distanziate da un’intercapedine di circa 3-5 cm atta a ridurre la dispersione termica. Nel caso in cui il corpo contenitore 2 sia sottovuoto, tale intercapedine funge anche da isolamento verso l’esterno.

Il coperchio 5 à ̈ rimovibile e può essere aperto manualmente o tramite dispositivi di sollevamento non mostrati.

Il corpo contenitore 2 comprende una valvola di ingresso 4 prevista in corrispondenza del coperchio 5 che viene aperta per introdurre il materiale scorrevole nel corpo contenitore 2 e richiusa durante il trattamento.

In versioni non mostrate la valvola di ingresso 4 Ã ̈ posizionata sulla parete 3 del contenitore 2, preferibilmente nella parte cilindrica 21 e/o in una zona del contenitore 2 rivolta verso il coperchio 5.

Il corpo contenitore 2 à ̈ provvisto di una base 6 nella quale à ̈ definita una valvola di uscita 7 posizionata dalla parte opposta rispetto alla valvola di ingresso 4 per consentire la fuoriuscita del materiale dal contenitore 2.

In una versione non mostrata, il materiale scorrevole viene introdotto ed estratto dal contenitore 2 tramite la medesima apertura.

Il dispositivo di trattamento 1 comprende, inoltre, un dispositivo di irraggiamento 20 per irradiare una radiazione infrarossa all’interno del corpo contenitore 2 per riscaldare e deumidificare il materiale scorrevole.

Nella versione mostrata, come dispositivo di irraggiamento 20, vengono utilizzate due lampade 30 a raggi infrarossi bitubo, con filamento in tungsteno, o carbonio, montato all’interno di tubi al quarzo.

Possono essere utilizzati dispositivi di irraggiamento 20 che emettono onde infrarosse ad una lunghezza d’onda fissa, lunga, corta o media, o dispositivi di irraggiamento 20 che emettono onde la cui lunghezza d’onda può essere variata sfruttando opportunamente la legge di Wien, cioà ̈ variando in modo controllato la temperatura del generatore di raggi infrarossi, per esempio variando la temperatura del filamento in tungsteno in caso di lampade.

Il tipo e/o numero di lampade 30 e/o la lunghezza d’onda di emissione delle stesse dipendono dal tipo e dalla quantità di materiale in trattamento nel corpo contenitore 2 e dalle dimensioni del corpo contenitore 2.

Le lampade 30 sono agganciate al coperchio 5 e posizionate in modo da emettere la radiazione infrarossa in direzione del materiale in trattamento. Il dispositivo di trattamento 1 comprende, inoltre, uno o più rilevatori di temperatura, non mostrati, per controllare la temperatura del materiale in trattamento e/o del corpo contenitore 2 e/o della parete 3 e/o delle lampade 30, per regolare il riscaldamento del materiale scorrevole.

Il materiale scorrevole viene introdotto all’interno del corpo contenitore 2 in modo da riempirlo fino ad un certo livello L, inferiore all’altezza complessiva H del corpo contenitore 2 definita tra la base 6 e l’imboccatura 2’, in modo cioà ̈ che la superficie libera S del materiale scorrevole sia distanziata di una distanza D dalle lampade 30 per evitare surriscaldamenti o fusione localizzata del materiale scorrevole posto vicino alle lampade 30.

Il valore della distanza D viene scelto in base alle dimensioni del contenitore 2 e delle lampade 30: per esempio, la distanza D à ̈ di circa 100 mm per un contenitore di 5 litri e di circa 800-1.000mm in un contenitore di 2.000 litri. Pertanto, nel corpo contenitore 2, viene individuata una porzione libera 2a interposta tra le lampade 30 e la superficie libera S del materiale scorrevole che à ̈ priva di materiale ed una porzione piena 2b interposta tra la base 6 e la superficie libera S nella quale à ̈ presente il materiale scorrevole da trattare. In corrispondenza della porzione libera di contenitore 2a viene individuato sulla parete 3 uno tratto libero di parete 3’ avente estensione H1 definita tra la superficie libera S e l’imboccatura 2’ che à ̈ privo di materiale e, quindi, esposto in maniera diretta alle radiazioni emesse dalle lampade 30 e che può raggiungere temperature anche elevate.

Particelle o polveri del materiale scorrevole in trattamento nel corpo contenitore 2 vengono attratte per effetto dell’elettricità statica sulla parete 3 del corpo contenitore 2, in particolare sul tratto libero di parete 3’, e vi restano adese. In tal modo, restando esposte in maniera diretta e continua alla radiazione infrarossa che raggiunge il tratto libero di parete 3’, tali particelle sono soggette a surriscaldamento e ad eventuale degradazione termica o anche a fusione.

Tale problema à ̈ più evidente nel caso in cui il dispositivo di trattamento 1 sia provvisto di un mescolatore per movimentare il materiale scorrevole e favorirne una omogeneità di trattamento, come previsto nella versione illustrata in Figura 6: la movimentazione del materiale operata dal mescolatore porta una maggiore quantità di particelle sul tratto libero di parete 3’ sul quale poi restano adese per elettricità statica.

Nel corpo contenitore 2 à ̈ previsto un dispositivo pulitore 10 atto a mantenere pulito il tratto libero di parete 3’, come spiegato nel seguito.

Il dispositivo pulitore 10 comprende un elemento di mescolamento 11, incernierato in corrispondenza di una sua prima estremità 11a ad un perno 110 protrudente dalla base 6 nel contenitore 2 ed esteso perpendicolarmente a quest’ultima. Il perno 110 à ̈ operativamente collegato ad un motore, non mostrato, posizionato all’esterno del corpo contenitore 2 e disposto per azionare in rotazione il dispositivo pulitore 10 intorno ad un asse di rotazione X in entrambi i versi della freccia F.

Il motore à ̈ collegato al perno 110 in modo da garantire la chiusura ermetica del corpo contenitore 2 e la trasmissione del moto all’elemento di mescolamento 11. Il motore viene operato in modo da far girare il dispositivo pulitore 10 a velocità basse, preferibilmente minori di 2 rpm, l’effettiva velocità viene scelta in base al tipo di materiale in trattamento e alla geometria del contenitore 2.

Nella versione mostrata l’asse di rotazione X coincide sostanzialmente con l’asse longitudinale del corpo contenitore, ovvero l’asse definito tra l’imboccatura 2’ e la base 6; tuttavia in altre versioni può essere previsto ruotare il dispositivo pulitore 10 intorno ad un asse diverso dall’asse longitudinale del contenitore 2 inclinato rispetto a quest’ultimo.

L’elemento di mescolamento 11 si estende all’interno del corpo contenitore 2 lungo una direzione identificata tra l’imboccatura 2’ e la base 6 lungo la porzione piena di contenitore 2b e almeno parzialmente nella porzione libera di contenitore 2a e disposto per mescolare il materiale scorrevole nel corpo contenitore 2 durante la rotazione del dispositivo pulitore 10.

Il dispositivo pulitore 10 comprende, inoltre, un dispositivo di raschiamento 12 fissato in corrispondenza di una zona di estremità 11b dell’elemento di mescolamento 11 opposta alla prima estremità 11a, e destinato a scorrere sulla superficie interna S1 della parete 3 del corpo contenitore 2 nella rotazione del dispositivo pulitore 10 per raschiare eventuali particelle di materia plastica presenti sulla superficie interna S1.

L’elemento di mescolamento 11 comprende, nella versione mostrata in Figura 1, una pluralità di bracci 41 mutuamente incernierati ed interposti tra il perno 110 ed il dispositivo di raschiamento 12, conformati in modo che il moto venga trasmesso dal motore al dispositivo di raschiamento 12, disposti in modo che due bracci contigui siano tra loro pressoché perpendicolari. La pluralità di bracci 41 comprende in successione un primo braccio orizzontale 111 incernierato al perno 110 ed esteso in direzione pressoché parallela alla base 6, un secondo braccio 112 parallelo al perno 110, un terzo braccio 113 parallelo al primo braccio 111 ed un quarto braccio 114 parallelo al perno 110 a cui à ̈ fissato il dispositivo di raschiamento 12.

La disposizione ed il numero dei bracci della pluralità di bracci 41 à ̈ scelta a seconda della geometria e delle dimensioni del corpo contenitore 2, e viene scelta in modo da ottenere una conformazione complessiva del dispositivo pulitore 10 atta a mescolare il materiale scorrevole, e a non interferire con altri dispositivi eventualmente posizionati all’interno del corpo contenitore 2, per esempio le lampade 30 e/o un organo di mescolamento come mostrato in Figura 6, o eventuali rebbi fissati internamente alla parete 3 protrudenti nel contenitore 2 e disposti per agevolare la mescolazione del materiale in trattamento nella porzione piena di contenitore 2b.

In altre versioni, i bracci della pluralità di bracci 41 sono disposti in modo che due bracci successivi siano tra loro incidenti ed inclinati di un angolo diverso da 90°.

Nella versione di Figura 3 del dispositivo pulitore 10, in cui parti uguali sono indicate con corrispondenti riferimenti numerici, la pluralità di bracci 41’ comprende un primo braccio orizzontale 111’ esteso in direzione pressoché parallela alla base 6 incernierato al perno 110, un secondo braccio 112’ disposto in direzione incidente sia rispetto al perno 110 che al primo braccio 111, ed un terzo braccio 113’ parallelo al perno 110 a cui à ̈ fissato il dispositivo di raschiamento 12.

I bracci della pluralità di bracci 41’ sono disposti in modo che il braccio a cui à ̈ fissato il dispositivo di raschiamento 12, il quarto braccio 114 nella versione di Figura 1, il terzo braccio 113’ nella versione di Figura 3, sia sostanzialmente perpendicolare alla superficie interna S1.

In altre versioni non mostrate, l’elemento di mescolamento 11 comprende un unico corpo estendentesi all’interno del corpo contenitore 2 ad un’estremità del quale à ̈ fissato il dispositivo di raschiamento 12 sagomato in modo da efficientemente mescolare il materiale in trattamento e non interferire con altri dispositivi eventualmente previsti nel contenitore 2.

Il dispositivo di raschiamento 12 comprende una spatola 12a atta a scorrere sulla superficie interna S1 della parete 3 durante la rotazione del dispositivo pulitore 10. La spatola 12a ha una lunghezza d corrispondente o minore della distanza D tra i mezzi di irraggiamento 20 e la superficie libera S, ovvero una lunghezza d minore o uguale dell’estensione H1 del tratto libero di parete 3’ in modo da raschiare il materiale scorrevole adeso su almeno un segmento T del tratto libero di parete 3’ corrispondente alla lunghezza d della spatola 12a stessa.

In tal modo, si evita il surriscaldamento delle particelle presenti sul tratto libero di parete 3’ e, quindi, danneggiamenti e degradazioni dovuti a surriscaldamento o anche fusione delle stesse.

In particolare, un lembo 12’ della spatola 12a à ̈ disposto pressoché al medesimo livello della superficie libera S, mentre il lembo opposto 12†ovvero quello rivolto verso le lampade 30 à ̈ posto ad una distanza dalle lampade 30 stesse tale da evitare surriscaldamenti eccessivi della spatola 12a stessa. La lunghezza effettiva d della spatola 12a viene scelta in base alle dimensioni del contenitore 2 e ad esigenze costruttive per evitare impedimenti reciproci tra i dispositivi previsti nel contenitore 2.

La spatola 12a à ̈ realizzata in materiale flessibile e resistente a temperature superiori a 100°C, per esempio acciaio armonico, silicone, ecc…., ed à ̈ fissata all’elemento di mescolamento 11 in modo da essere posizionata nella porzione libera di contenitore 2a.

In altre versioni non mostrate, il dispositivo di raschiamento 12 comprende una o più spazzole raschianti idonee a scorrere su almeno un segmento T del tratto libero di parete 3’ per eliminarne eventuali particelle e le cui setole sono realizzate in un idoneo materiale, per esempio acciaio o silicone.

Il materiale delle setole e/o della spatola viene scelto in base alla temperatura raggiungibile dal tratto libero di parete 3’.

Il dispositivo pulitore 10 comprende, inoltre, un elemento schermante 13 fissato ad una seconda estremità 11b’ dell’elemento di mescolamento 11 opposta alla prima estremità 11a, posizionato in modo da essere interposto tra le lampade 30 ed il dispositivo di raschiamento 12 per schermare la radiazione infrarossa emessa dalle lampade 30 evitando che colpisca direttamente il dispositivo di raschiamento 12.

L’elemento schermante 13 crea una zona d’ombra in corrispondenza della quale à ̈ posizionato il dispositivo di raschiamento 12 evitandone surriscaldamenti e, quindi, fusioni localizzate del materiale scorrevole a contatto con quest’ultimo.

L’elemento schermante 13 à ̈ sostanzialmente perpendicolare alla quarta porzione di braccio 114 a cui à ̈ fissato il dispositivo di raschiamento 12, ha la forma di un piatto rettangolare o circolare o sagomato sulla forma della parete 3 ed à ̈ realizzato preferibilmente in materiale metallico, per esempio acciaio inox, atto a resistere alle temperature generate dalle lampade 30. Il corpo contenitore 2 à ̈ provvisto, inoltre, di un raschiatore 14 fissato sul tratto libero di parete 3’ in una posizione intermedia tra le lampade 30 e l’elemento schermante 13 e conformato in modo da interagire nella rotazione del dispositivo pulitore 10 il raschiatore 14 con l’elemento schermante 13 eliminando l’eventuale materiale scorrevole.

Il raschiatore 14 comprende un ulteriore elemento schermante 14b e un’ulteriore spatola 14a disposta per strisciare sulla superficie S2 dell’elemento schermante 13 rivolta in uso verso le lampade 30, durante la rotazione del dispositivo pulitore 10.

In tal modo, eventuale materiale scorrevole che cade sull’elemento schermante 13 durante il caricamento del dispositivo di trattamento 1 o durante il trattamento stesso viene rimosso evitandone possibili fusioni. L’ulteriore elemento schermante 14b à ̈ interposto tra le lampade 30 e l’ulteriore spatola 14a, sostanzialmente parallelamente all’elemento schermante 13 e ha dimensioni tali da schermare le radiazioni emesse dalle lampade 30 verso l’ulteriore spatola 14a evitando che quest’ultima venga colpita in modo diretto.

L’ulteriore elemento schermante 14b crea una zona d’ombra che impedisce alla radiazione di colpire direttamente l’ulteriore spatola 14a. L’ulteriore elemento schermante 14b ha la forma di un piatto rettangolare, come mostrato in Figura 2, o circolare o sagomato sulla forma della parete 3.

In Figura 3a, viene mostrata una versione alternativa dell’ulteriore elemento schermante 14b’ comprendente due falde 14c, 14d opportunamente inclinate rispetto alla verticale e reciprocamente incidenti in modo che l’ulteriore elemento schermante 14b’ sia conformato come una V rovesciata. Le falde 14c, 14d hanno dimensioni uguali tra loro come nella versione di Figura 3a, o anche dimensioni diverse tra loro, e sono disposte in modo da formare un angolo incidente β compreso preferibilmente tra 60° e 160°. L’ulteriore spatola 14a ha una lunghezza pari o maggiore all’elemento schermante 13, per garantirne la pulizia sostanzialmente su tutta la superficie S2, à ̈ realizzata in materiale flessibile e resistente a temperature superiori a 100°C, per esempio acciaio armonico, silicone, ecc….

In altre versioni non mostrate, il raschiatore 14 comprende una o più spazzole raschianti idonee a scorrere sull’elemento schermante 13 per eliminarne eventuali particelle ad esso adese e le cui setole sono realizzate in un idoneo materiale. Il materiale delle setole e/o della spatola viene scelto in base alle caratteristiche dei mezzi di irraggiamento 20.

In una versione, la spatola 12a e l’ulteriore spatola 14a sono realizzate nello stesso materiale.

Nella versione mostrata à ̈ previsto un unico raschiatore 14, l’elemento schermante 13 viene pulito un’unica volta per ogni giro dell’elemento pulitore 10. In altre versioni non mostrate sono previsti più raschiatori 14 posizionati in posizione opportunamente distanziata sulla superficie interna S1 della parete 3 per incrementare la frequenza di pulizia dell’elemento schermante 13.

In Figura 4 à ̈ mostrata una versione alternativa dell’elemento schermante 13 che comprende due falde 13a, 13b opportunamente inclinate rispetto alla verticale e reciprocamente incidenti in modo che l’elemento schermante 13 sia conformato come una V rovesciata. Le falde 13a, 13b possono avere dimensioni diverse tra loro come nella versione di Figura 4, o dimensioni uguali tra loro, e sono disposte in modo da formare un angolo incidente ï ¡ compreso preferibilmente tra 60 e 160°.

In versioni non mostrate l’elemento schermante ha forma conica col vertice rivolto verso le lampade o à ̈ formato da un’unica falda inclinata opportunamente rispetto alla verticale. In queste configurazioni l’inclinazione delle pareti dell’elemento schermante 13 facilita la caduta di eventuali depositi di materiale scorrevole dall’elemento schermante 13.

In Figura 5 viene mostrata un’ulteriore variante dell’elemento schermante 13 in cui quest’ultimo à ̈ fissato ad un elemento di oscillazione 15 fissato in corrispondenza della seconda estremità 11b dell’elemento di mescolamento 11, e disposto per oscillare intorno all’asse X’ del braccio cui à ̈ fissato l’elemento schermante 13, come indicato dalle frecce F1 in Figura 5.

Durante la rotazione del dispositivo di mescolamento 10, l’elemento di oscillazione 15 viene movimentato facendo oscillare l’elemento schermante 13. In tal modo, si causa la caduta di eventuali residui di materiale presenti sull’elemento schermante 13 evitandone il surriscaldamento.

Per favorire l’oscillazione dell’elemento di oscillazione 15, sulla superficie interna S1 della parete 3 à ̈ previsto un dente 24, mostrato in Figura 2, protrudente nel contenitore 2 posizionato in una posizione tale da urtare l’elemento di oscillazione 15 nella rotazione del dispositivo pulitore 10 per causarne l’oscillazione.

L’elemento di oscillazione 15 può essere una molla, o un supporto flessibile che consente un’oscillazione/vibrazione dell’elemento schermante 13 in modo da favorirne la pulizia dal materiale depositato su di esso.

In altre versioni non mostrate, sono previsti due o più dispositivi pulitori 10 e/o due dispositivi di raschiamento 12 fissati al dispositivo pulitore 10 in posizioni reciprocamente distanziate, per esempio opposte diametralmente, per rendere più efficace la pulizia del tratto libero di parete 3’.

Il contenitore 2 à ̈ provvisto, inoltre, di una parete di rivestimento 17 posizionata esternamente al tratto libero di parete 3’, in modo che tra quest’ultimo e la parete di rivestimento 17 sia individuata un’intercapedine di raffreddamento 50 ermeticamente chiusa verso l’esterno nella quale viene fatto circolare un fluido di raffreddamento, come aria, acqua, olio, glicole, ecc… per raffreddare il tratto libero di parete 3’ ed evitarne surriscaldamenti. L’intercapedine di raffreddamento 50 si estende per una porzione sostanziale del tratto libero di parete 3’ o per tutto il tratto libero di parete 3’. Sulla parete di rivestimento 17 à ̈ prevista almeno una prima valvola ed una seconda valvola 80, 81 per l’ingresso e l’uscita del fluido di raffreddamento nell’intercapedine di raffreddamento 50: le valvole 80, 81 sono disposte in modo che il passaggio del fluido di raffreddamento nell’intercapedine di raffreddamento 50 consenta di raffreddare in maniera omogena il tratto libero di parete 3’ o una sua porzione sostanziale.

Nell’intercapedine di raffreddamento possono essere previste paratie disposte per generare una desiderata conformazione del circuito per il liquido di raffreddamento atta ad incrementare l’omogeneità di raffreddamento.

Sul tratto libero di parete 3’ possono essere previste sonde di temperatura per rilevare la temperatura del tratto libero di parete 3’ e/o del fluido di raffreddamento in ingresso alla e in uscita dall’intercapedine di raffreddamento 50.

In una versione non mostrata, sono previste più di due valvole ed eventualmente l’intercapedine di raffreddamento 50 risulta suddivisa in due o più porzioni indipendenti l’una dall’altra, in modo tale da avere molteplici circuiti di raffreddamento indipendenti. Ciò consente di ulteriormente incrementare l’efficienza di raffreddamento dell’intercapedine di raffreddamento 50.

La portata e la temperatura di ingresso del fluido di raffreddamento sono tali da garantire che la temperatura del tratto libero di parete 3’ sia minore della temperatura di degradazione o fusione del materiale in trattamento ma anche da evitare un raffreddamento eccessivo del tratto libero di parete 3’, per non sottrarre inutilmente calore al sistema, causando sprechi di energia. Nel caso di trattamento di PET, la temperatura del tratto libero di parete 3’ deve essere inferiore a 240-260°C così da evitare degradazioni o fusioni del PET stesso.

Il dispositivo pulitore 10 e/o il raffreddamento nell’intercapedine di raffreddamento 50, consentono di evitare fusione o degradazione del materiale scorrevole sul tratto libero di parete 3’.

In altre versioni, il dispositivo di trattamento 1’ comprende, inoltre, un dispositivo di mescolamento 16, per esempio conformato come la coclea 18 della versione mostrata in Figura 6, posizionato all’interno del corpo contenitore 2 per mescolare il materiale scorrevole all’interno dello stesso. Il dispositivo di trattamento 1’ mostrato in Figura 6 à ̈ realizzato, per quanto non qui esplicitamente descritto, secondo gli insegnamenti di WO2010109403.

La coclea 18 à ̈ azionata da un relativo motore di azionamento 19 e comprende un ingresso 18a tramite il quale il materiale entra nella coclea 18, un corpo 18b lungo cui viene movimentato il materiale ed un’uscita 18c dalla quale il materiale fuoriesce dalla coclea 18 che à ̈ posizionata in prossimità dei mezzi di irraggiamento 20.

In tal modo, il materiale in uscita dalla coclea 18 passa nella zona di azione delle lampade 30 e viene sottoposto a riscaldamento e deumidificazione. La presenza della coclea 18 migliora il mescolamento del materiale scorrevole e l’efficienza di trattamento. Eventuali particelle di materiale deposte sul tratto libero di parete 3’ e/o sull’elemento schermante 13 vengono eliminate nei modi visti in precedenza.

In altre versioni non mostrate possono essere previsti ulteriori agenti essiccanti, per esempio microonde o vuoto o aria calda e secca, in aggiunta o in alternativa alla radiazione infrarossa.

Il dispositivo di deumidificazione 1 dell’invenzione, à ̈ indicato anche per la rigradazione del PET, ovvero il cosiddetto trattamento di “Solid State Polycondensation†(SSP). La rigradazione viene effettuata a temperature fino a 230°C e si indirizza particolarmente al recupero di materiale riciclato (PET ottenuto dal recupero di bottiglie e contenitori, per ripristinare la viscosità persa durante le operazioni di estrusione) o al miglioramento delle caratteristiche del materiale vergine dove la viscosità deve essere aumentata per incrementarne la resistenza meccanica. Questo processo viene generalmente realizzato riscaldando il materiale e stoccandolo poi in un ambiente in depressione (autoclave). Il vantaggio della presente invenzione consiste nel poter scaldare molto rapidamente il PET con i raggi infrarossi tenendolo contemporaneamente in assenza di ossigeno e garantendo inoltre una temperatura costante del materiale in trattamento evitando degradazione o fusioni. In questo modo, l’efficienza del processo viene migliorata, riducendo nello stesso tempo i consumi energetici.

Il dispositivo di raschiamento 12 consente di evitare la fusione o degradazione della materia plastica per sovrariscaldamento del tratto libero di parete 3’ che à ̈ costantemente e direttamente esposta all’azione dei mezzi di irraggiamento 20.

Il dispositivo di raschiamento 12 evita l’accumulo di materiale sul tratto libero di parete 3’ per carica elettrostatica, specialmente le polveri, che provoca un riscaldamento della materia oltre il suo punto di fusione o comunque una degradazione termica della stessa.

Il dispositivo pulitore 10 evita la stagnazione di materiale dovuta a nessuna, scarsa o errata mescolazione che, come sopra, provoca un sovrariscaldamento del materiale.

Nel funzionamento del dispositivo di trattamento 1, viene dapprima riempito il corpo contenitore 2 tramite la valvola di ingresso 4 con il trattando materiale fino ad un certo livello L, si chiude la valvola 4 e si attivano le lampade 30 per riscaldare il materiale nel corpo contenitore 2 e, successivamente, si aziona il dispositivo pulitore 10 che, tramite il dispositivo di raschiamento 12, mantiene il tratto libero di parete 3’ libero da stagnazioni e/o accumuli di materia.

In questo modo, l’eventuale materiale fermo sul tratto libero di parete 3’ per carica elettrostatica, o stagnante in prossimità del tratto libero di parete 3’ viene movimentato ed evita di fondersi.

Nel contempo, si evita un surriscaldamento del dispositivo di raschiamento 12 tramite l’elemento schermante 13 e quest’ultimo viene mantenuto pulito tramite il raschiatore 14.

Se necessario, si attivano anche i mezzi di raffreddamento, in modo da raffreddare l’intercapedine di raffreddamento 50 per mitigare il riscaldamento del tratto libero di parete 3’ a causa della radiazione emessa dai mezzi di irraggiamento 20.

Quando il trattamento à ̈ terminato, ovvero quando il materiale à ̈ stato mantenuto ad una temperatura per un certo periodo di tempo, che vengono scelti in funzione del tipo di materiale, si apre la valvola di uscita 6 ed il materiale scorrevole viene scaricato dal contenitore 2.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo di trattamento (1) per materiale scorrevole comprendente un corpo contenitore (2) atto a ricevere una predefinita quantità di detto materiale delimitato da una parete (3), almeno un dispositivo di irraggiamento (20, 30) che irradia una radiazione infrarossa per riscaldare detto materiale scorrevole in detto corpo contenitore (2), un dispositivo pulitore (10, 11, 12) fissato in corrispondenza di una sua prima estremità (11a) ad una base (110, 6) di detto corpo contenitore (2) e girevole intorno ad un asse (X) di detto corpo contenitore (2), caratterizzato dal fatto che detto dispositivo pulitore (10, 11, 12) à ̈ provvisto di un dispositivo di raschiamento (12) previsto ad una porzione di estremità (11b) di detto dispositivo pulitore (10, 11, 12) opposta a detta prima estremità (11a) disposto per scorrere nella rotazione di detto dispositivo pulitore (10, 11, 12) su almeno un segmento (T) di un tratto libero (3’) di detta parete (3) definito tra una superficie libera (S) di detto materiale e un’imboccatura (2’) di detto contenitore (2) per raschiare eventuali residui di detto materiale scorrevole da detto almeno un segmento (T) di detto tratto libero di parete (3’).
2. 2. Dispositivo di trattamento secondo la rivendicazione precedente, in cui detto dispositivo di raschiamento (12) comprende una spatola (12) disposta per scorrere su detto almeno un segmento (T) di detto tratto libero (3’).
3. 3. Dispositivo di trattamento secondo la rivendicazione 1, in cui detto dispositivo di raschiamento comprende almeno una spazzola disposta per scorrere su detto almeno un segmento (T) di detto tratto libero (3’).
4. 4. Dispositivo di trattamento secondo una delle rivendicazioni precedenti, e comprendente, inoltre, un elemento schermante (13) fissato ad una seconda estremità (11b’) di detto dispositivo pulitore (10, 11, 12) opposta a detta prima estremità (11a) e posizionato in modo da essere interposto tra detto almeno un dispositivo di irraggiamento (20, 30) e detto dispositivo di raschiamento (12) per schermare la radiazione infrarossa emessa da detto almeno un dispositivo di irraggiamento (20, 30) ed evitare che colpisca detto dispositivo di raschiamento (12).
5. 5. Dispositivo di trattamento secondo la rivendicazione precedente, in cui detto elemento schermante (13) à ̈ fissato ad un elemento di oscillazione (15) previsto su detta seconda estremità (11b) e disposto per oscillare intorno ad un asse di oscillazione (X’) di detto dispositivo pulitore (10, 11, 12) in modo da far oscillare detto elemento schermante (13).
6. 6. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni precedenti e comprendente un elemento di raschiamento (14) fissato su detta parete (3) e protrudente in detto contenitore (2) e conformato in modo da strisciare su una superficie (S2) di detto elemento schermante (13) rivolta verso detto almeno un dispositivo di irraggiamento (20, 30) durante la rotazione di detto dispositivo pulitore (10, 11, 12) per eliminare eventuale materiale scorrevole da detta superficie (S2).
7. 7. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni precedenti in cui detto dispositivo pulitore (10, 11, 12) comprende un dispositivo di mescolamento (11) incernierato girevole a detta base (110, 6) ed estendentesi nel corpo contenitore (2) da detta base (6) verso detto almeno un dispositivo di irraggiamento (20, 30) in modo da attraversare il materiale scorrevole e disposto per mescolare detto materiale scorrevole nella rotazione di detto dispositivo pulitore (10, 11, 12)
8. 8. Dispositivo secondo la rivendicazione precedente in cui detto dispositivo di mescolamento (11) comprende una pluralità di bracci (41, 41’) mutuamente incernierati estendentisi in detto corpo contenitore (2), detto dispositivo di raschiamento (12) essendo fissato ad un braccio di detta pluralità di bracci (41, 41’)
9. 9. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni precedenti e comprendente, inoltre, un elemento mescolatore a coclea (16) per mescolare detto materiale scorrevole in detto corpo contenitore.
10. 10. Dispositivo di trattamento secondo la rivendicazione precedente, e comprendente inoltre una parete di rivestimento (17) posizionata esternamente a detta parete (3) in corrispondenza almeno di detto tratto libero di parete (3’) e disposta in modo in modo che tra quest’ultimo e la parete di rivestimento (17) resti individuata un’intercapedine di raffreddamento (50) nella quale viene fatto circolare fluido di raffreddamento per raffreddare detto tratto libero di parete (3’).