ITPG20110014A1 - Sistema di trasporto e dosaggio a catenaria chiusa per pigmenti coloranti in polvere e/o microgranuli per calcestruzzo. - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

1- ATTUALE STATO DELLA TECNICA:

Ad oggi esistono due metodi per il dosaggio e trasporto di pigmenti coloranti: il sistema classico ed il sistema pneumatico.

1.1)- SISTEMA CLASSICO

Prevede l'estrazione dei pigmenti coloranti con micro coclee che estraggono il materiale in un nastro pesatore con tappeto liscio.

Il nastro pesatore a sua volta scarica il pigmento dosato all'Interno della benna di carico del mescolatore, insieme agli inerti; a sua volta la benna di carico porta in alto tutto il materiale (inerti e pigmenti) e lo scarica all'interno del mescolatore.

Il sistema tradizionale, essendo del tipo aperto, non risolve nessuna delle problematiche che si analizzeranno dettagliatamente al successivo capitolo 2 in quanto:

I pigmenti coloranti vengono a diretto contatto con gli inerti all'interno della benna di carico (Problematica 2.1).

I pigmenti coloranti vengono trasportati all'aperto, sporcando quindi i dispositivi metallici che incontrano ed entrando in contatto con l'ambiente circostante (Problematica 2.2).

Perdendo parte del materiale durante il trasporto non garantisce precisione al sistema, in quanto non è possibile stabilire con certezza quanto del materiale dosato arrivi effettivamente a destinazione (Problematica 2.3).

Essendo unico il sistema di trasporto dalla bilancia di pesatura al mescolatore, i pigmenti dosati in precedenza e rimasti attaccati alle superfici metalliche incontrate (es benna di carico) nei cicli successivi vanno a contatto con gli altri colori, modificandone la tonalità se di colore diverso (Problematica 2.4).

1.2)- SISTEMA PNEUMATICO

Prevede l'estrazione dei pigmenti coloranti con valvole a farfalla che li immettono nella bilancia di pesatura a livello terreno.

I pigmenti dosati, vengono trasportati attraverso tubazioni in PVC fino all'interno dei mescolatori spinti da un getto d'aria ad alta pressione.

II sistema essendo del tipo chiuso, risolve le problematiche 2.1 e 2.2, descritte al capitolo 2. Il sistema PNEUMATICO però avendo le bilance di pesatura lontane dai mescolatori, ed avendo un'unica tubazione di collegamento fra la bilancia ed i mescolatori, non risolve le altre problematiche in quanto:

Durante il trasporto nella tubazione con aria a pressione, parte del materiale rimane attaccato alla stessa non garantendo la precisione del sistema, in quanto non è possibile stabilire con certezza quanto del materiale dosato arrivi effettivamente a destinazione (Problematica 2.3).

Essendo unico il sistema di trasporto dalla bilancia di pesatura al mescolatore, i pigmenti dosati in precedenza e rimasti attaccati alla tubazione, nei cicli successivi vanno a contatto con gli altri colori, modificandone la tonalità se di colore diverso (Problematica 2.4).

2- PROBLEMATICHE RISCONTRATE:

Le problematiche da risolvere nel trasporto e dosaggio dei pigmenti sono le seguenti:

2.1 - EVITARE IL CONTATTO CON INERTI PRIMA DELLA MESCOLAZIONE:

Per loro natura i pigmenti, sia essi in polveri o in microgranuli, dovendosi sciogliere in acqua, sono molto sensibili all'umidità; d'altro canto gli inerti utilizzati per la produzione di calcestruzzo hanno abitualmente una condizione di umidità che varia da 0,5% a 3% per le ghiaie e da 1,5% a 6,5% per le sabbie.

E' necessario quindi evitare che i pigmenti vengano a contatto con gli inerti prima dell'ingresso nel mescolatore, per evitare che inizino a sciogliersi.

2.2 - MANTENERE LA PULIZIA NELLE FASI DI TRASPORTO E DOSAGGIO:

I pigmenti sono forniti in polveri sottili od in granuli con diametro di circa 0,8mm.

Durante le fasi di trasporto, possono spargersi con molta facilità nell'ambiente circostante ed aderire alle parti metalliche o superfici non perfettamente lisce dei dispositivi di trasporto. Di conseguenza vanno a sporcare l'ambiente industriale circostante, destinato anche al passaggio degli operatori.

E' necessario quindi che il trasporto venga effettuato con sistemi chiusi, che non permettano la fuoriuscita di pigmenti.

2.3 - OTTENERE LA PRECISIONE NELLA FASE DI DOSAGGIO:

Come già descritto al paragrafo precedente, durante le fasi di trasporto i pigmenti, possono spargersi con molta facilità nell'ambiente circostante ed aderire alle parti metalliche o superfici non perfettamente lisce dei dispositivi di trasporto.

E' necessario quindi che la bilancia di pesatura per il dosaggio venga installata nel punto più vicino possibile ai mescolatori, per fare in modo che durante il trasporto dalla bilancia al mescolatore non si perda parte del materiale dosato.

Questa perdita durante la fase di trasporto, inficia la precisione di dosaggio in quanto non è possibile stabilire con certezza quanto del materiale dosato arrivi effettivamente a destinazione.

2.4 - EVITARE IL CONTATTO FRA I VARI COLORI:

Esistono pigmenti di vari colori che vengono utilizzati per colorare il calcestruzzo di diverse tonalità (rosso, giallo, verde, marrone, ecc).

Questi possono essere utilizzati separatamente o simultaneamente.

Ad esempio il colore arancio viene realizzato con il 70% di pigmento rosso ed il 30% di pigmento giallo.

Nella pratica accade che tracce dei pigmenti precedentemente impiagati, permangano nei dispositivi di trasporto posti a valle della bilancia di pesatura; la conseguenza è che il pigmento utilizzato successivamente venga contaminato dai residui su indicati.

Per evitare il contatto dei diversi colori durante le fasi di trasporto, è necessario fare in modo che gli stessi vengano trasportati separatamente.

3- SOLUZIONE PROPOSTA:

Il lavoro da compiere è quello di inserire nelle quantità definite dall'operatore, i pigmenti coloranti all'interno dei mescolatori, per la produzione di calcestruzzo colorato.

L'inserimento dei pigmenti coloranti deve essere fatto all'interno del mescolatore, nel momento in cui vengono mescolati i vari ingredienti (inerti, cemento ed acqua) per la produzione di calcestruzzo.

Durante la mescolazione i pigmenti si sciolgono in acqua, dando al calcestruzzo la colorazione voluta.

I pigmenti sono stoccati in sacchi da un metro cubo, detti big bag, o sacchetti da 20kg, mentre i mescolatori di produzione calcestruzzo sono posti ad altezze variabili da 4m a 6,5m dal suolo.

E' necessario quindi:

Estrarre i pigmenti dai dispositivi di stoccaggio.

Trasportare i pigmenti fino ai mescolatori.

Dosare i pigmenti nella quantità richiesta per l'impasto.

Inserire il materiale dosato all'interno del mescolatore durante la produzione di calcestruzzo.

Al fine di coniugare tutte le richiamate esigenze, si propone la soluzione tecnica del "Trasporto e dosaggio a catenaria chiusa" avente lo stoccaggio dei pigmenti a terra, ed il sistema di dosaggio degli stessi posto sopra i mescolatori;

La soluzione proposta risolve tutte le problematiche descritte al capitolo 2 nel modo seguente:

Problematica 2.1 - EVITARE IL CONTATTO CON GLI INERTI PRIMA DELLA MESCOLAZIONE: Nella soluzione proposta, la bilancia di pesatura è posta sopra il mescolatore; i pigmenti coloranti dosati nella bilancia sono scaricati direttamente all'interno del mescolatore e vengono quindi a contatto con gli inerti solo durante la fase di mescolazione del calcestruzzo quando tutti gli ingredienti sono già presenti all'interno.

Problematica 2.2 - MANTENERE LA PULIZIA DELL'AMBIENTE CIRCOSTANTE:

Il sistema di "Trasporto e dosaggio a catenaria chiusa" è composto da tubazioni in acciaio inox e curve in PVC.

Tutto il circuito di estrazione trasporto e dosaggio è perfettamente chiuso, ed evita che i pigmenti vengano a contatto con l'ambiente esterno.

La bilancia di pesatura inoltre è collegata al mescolatore con raccordi in gomma che assicurano la chiusura ermetica, evitando che i pigmenti vengano a contatto con l'ambiente esterno.

Problematica 2.3 - OTTENERE LA PRECISIONE NELLA FASE DI DOSAGGIO:

Come descritto al paragrafo precedente tutto il sistema di "Trasporto e dosaggio a catenaria chiusa" impedisce il contatto con l'ambiente esterno; di conseguenza le polveri non potendo fuoriuscire dalle tubazioni e dalla bilancia, sono convogliate all'interno del mescolatore senza perdite di materiale.

In questo modo si ha la certezza che tutto il materiale dosato nella bilancia venga inserito all'interno del mescolatore, garantendo quindi la precisione di dosaggio.

Problematica 2.4 - EVITARE IL CONTATTO FRA I VARI COLORI:

Il sistema di "Trasporto e dosaggio a catenaria chiusa" è composto di una catenaria per ogni pigmento.

Ad esempio; nel caso in cui il sistema sia composto da quattro diversi colori, si avranno quattro catenarie con relative tubazioni che trasportano ognuna un diverso colore, mentre si avrà un'unica bilancia di pesatura che doserà i pigmenti coloranti prima dell'inserimento nel mescolatore.

Di conseguenza i pigmenti coloranti non possono mai venire a contatto fra di loro durante il trasporto; gli stessi vengono a contatto esclusivamente nella parte di preparazione per la mescola, dove dovranno unirsi per formare la colorazione richiesta.

La bilancia di pesatura inoltre è munita di sistema di pulizia ad aria compressa, atta a pulire le pareti della bilancia a fine scarico per evitare il frammischiamento con i diversi colori nei cicli di lavoro successivi.

4- DESCRIZIONE DEL MODELLO E DEL CICLO DI FUNZIONAMENTO:

Il sistema di "Trasporto e dosaggio a catenaria chiusa", rappresentato nel disegno che si allega, ha lo scopo di trasportare e dosare i pigmenti coloranti per calcestruzzi, siano essi del tipo in polveri o in mtcrogranuli.

Il trasporto del materiale viene effettuato tramite la catenaria chiusa ad anello che preleva i pigmenti dai sistemi si stoccaggio (sacco o big bag) fino alle valvole di estrazione.

Il dosaggio viene effettuato dalla bilancia di pesatura posta sotto l'estrattore della catenaria, e munita di tre celle di carico elettroniche.

A dosaggio terminato, la catenaria di trasporto viene arrestata, la valvola di estrazione viene chiusa, ed il materiale dosato all'interno della bilancia viene scaricato direttamente all'interno dei mescolatori tramite l'apertura della valvola a farfalla posta sotto il dosatore. Il sistema di comando gestisce le operazioni in automatico.

DESCRIZIONE STOCCAGGIO PIGMENTI:

I pigmenti possono essere forniti in sacchi da 20 kg o in sacconi da un metro cubo.

Per il primo caso si ha una tramoggia rompi sacco con flangia di adattamento alla tubazione della catenaria.

Per il secondo caso si ha una struttura di sostegno per il saccone con, nella parte inferiore una flangia di adattamento alla tubazione della catenaria.

DESCRIZIONE CATENARIA DI TRASPORTO:

E' costituita da una tubazione in acciaio inox all'interno della quale scorre una catena in acciaio.

Ogni due maglie di catena, vi è un anello in polietilene fuso alla stessa, che ha lo scopo di trasportare i pigmenti.

La catena è messa in movimento da un sistema di trazione formato da una ruota dentata motorizzata e chiusa all'interno di un carter in acciaio, che trascina la catena facendola muovere all'interno della tubazione.

Le curve sono composte da elementi in PVC fusi, che portano all'interno una ruota dentata folle che evita lo strisciamento della catena sulle pareti.

Diametro esterno della tubazione in acciaio: 102 mm

Diametro interno della tubazione in acciaio: 98 mm

Diametro anelli in polietilene: 78 mm

Portata del sistema di trasporto: 4000 kg/h

DESCRIZIONE ESTRATTORE:

Il sistema di estrazione è composto da un trapezio chiuso in acciaio inox con una valvola pneumatica nella parte inferiore che apre e chiude il passaggio dei pigmenti per il dosaggio. Possono essere installati uno o più estrattori per ogni linea, in più punti della tubazione. Ogni estrattore dovrà essere posizionato sopra la relativa bilancia di pesatura.

L'estrattore nella parte inferiore ha un raccordo in gomma con la bilancia di pesatura, che evita la fuoriuscita di materiale ed il contatto con l'ambiente esterno.

DESCRIZIONE BILANCIA:

La bilancia di pesatura è costituita da un contenitore cilindrico in acciaio inox, il quale nella parte superiore ha le flange di attacco per il collegamento in gomma proveniente dall'estrattore, mentre nella parte inferiore ha installato una valvola a ghigliottina per lo scarico del pigmento dosato all'interno del mescolatore sottostante.

La bilancia nella parte inferiore ha un raccordo in gomma con il mescolatore, che evita la fuoriuscita di materiale ed il contatto con l'ambiente esterno.

La bilancia è installata su un telaio di sostegno in acciaio fisso alle strutture circostanti (edificio o carpenteria dell'impianto di betonaggio); fra il telaio e la bilancia sono installate tre celle di pesatura elettroniche posta a 120 gradi l'una dall'altra rispetto al centro del dosatore.

Capacità di ciascuna cella i carico: 10 kg

La bilancia di pesatura è munita di sistema di pulizia ad aria compressa composto da N° due ugelli posti a 180gradi l'uno dall'altro ed inclinati verso il basso di 30gradi, per fare in modo che a scarico terminato, prima della chiusura della valvola a ghigliottina, l'aria in uscita dagli ugelli stacchi tutti i residui di polvere e li faccia cadere, pulendo la bilancia.

DESCRIZIONE DEL SISTEMA DI COMANDO:

L'apparecchiatura elettrica del sistema di comando in automatico è costituito da:

Motore elettrico trifase a doppia polarità per lo scorrimento della catena a due velocità La potenza del motore varia in relazione alla lunghezza della tubazione

Potenza minima del motore elettrico = 2,2kW

Quadro di comando con all'interno:

Sezionatore generale con maniglia blocco porta

Pulsante arresto di emergenza

Trasformatore a 24V per circuito ausiliario

Termiche, contattori e cavi di comando valvola estrattore

Strumento trasduttore di pesatura per lettura dati dalle celle di carico elettroniche Visualizzatore elettronico del peso

Termiche, contattori e cavi di comando valvola a ghigliottina della bilancia

PLC di comando con monitor Touch Screen per impostare i parametri di lavoro e la quantità di pigmento da estrarre.

DESCRIZIONE DEL CICLO DI FUNZIONAMENTO:

Con l'impianto in posizione di riposo, il motore di trasmissione è fermo, la bilancia di pesatura è vuota con valore 0,0 e tutte le valvole sono chiuse.

L'operatore dovrà impostare la quantità di materiale necessario da inserire nel mescolatore e premere il pulsante di avvio dando inizio al ciclo.

Alla partenza del ciclo la valvola dell'estrattore si apre ed il motore elettrico si avvia, mettendo in movimento la catena a velocità alta.

A questo punto il materiale (pigmenti) inizia a cadere nella bilancia, e nel visualizzatore elettronico si legge il valore crescere del peso.

Quando il peso del materiale nella bilancia arriva a circa l'80% del valore impostato, il motore elettrico di trasmissione, passa in velocità lenta.

Quando il peso del materiale nella bilancia raggiunge il valore impostato (con tolleranza del 3% come previsto dalla UNI EN 206-1 del ottobre 2001) la valvola a ghigliottina dell'estrattore si chiude ed il motore elettrico si arresta.

L'operazione viene ripetuta per tutti gli altri colori (se presenti), fino a raggiungere la quantità richiesta per ogni colore.

Al termine delle operazioni di dosaggio, la valvola a ghigliottina del dosatore si apre, facendo cadere i pigmenti coloranti all'interno del mescolatore.

Quando il peso della bilancia è tornato a valore 0,00 (con tolleranza del 3%) significa che lo scarico è terminato, ma la valvola a ghigliottina non viene ancora chiusa.

Con la valvola aperta si attiva il sistema di pulizia della bilancia; gli ugelli spruzzano aria compressa per un tempo impostabile da 5 a 10 secondi, per pulire le pareti del dosatore. Al termine della pulizia la valvola a ghigliottina si chiude.

Fine ciclo.

Claims (1)

1. 5- RIVENDICAZIONI: Per l'invenzione industriale sopra descritta, si intendono rivendicare le seguenti parti, ritenute essenziali e nuove: 1) Procedimento di trasporto e dosaggio a catenaria chiusa per pigmenti coloranti in polveri e/o microgranuli per calcestruzzo da applicare nel settore del betonaggio che permete la separazione tra i pigmenti e ali inerti impiegati nel processo lavorativo : 2) Procedimento di trasporto e dosaggio a catenaria chiusa per pigmenti coloranti in polveri e/o microgranuli per calcestruzzo da applicare nel settore del betonaggio che garantisce la pulizia dell'ambiente lavorativo circostante : 3) Procedimento di trasporto e dosaggio a catenaria chiusa per pigmenti coloranti in polveri e/o microgranuli per calcestruzzo da applicare nel settore del betonaggio che garantisce la correta pesatura dei pigmenti : 4) Procedimento di trasporto e dosaggio a catenaria chiusa per pigmenti coloranti in polveri e/o microgranuli per calcestruzzo da applicare nel settore del betonaggio che garantisce la piena separazione tra i pigmenti stessi impiegati nel processo lavorativo.