ITRE20060112A1 - Impianto per il controllo della granulometria di polveri, e metodo - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

del Brevetto Italiano per Invenzione Industriale dal titolo:

“IMPIANTO PER IL CONTROLLO DELLA GRANULOMETRIA DI POLVERI, E

METODO”,

<5>a nome SACMI COOPERATIVA MECCANICI IMOLA SOCIETA' COOPERATIVA, con sede in 40026 IMOLA (BO).

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La presente invenzione si riferisce in generale ad un impianto di controllo e determinazione della distribuzione<10>granulometrica di polveri di una qualsivoglia natura, in accordo con il preambolo della rivendicazione 1.

Il trovato può trovare applicazione in diversi settori della tecnica, ad esempio nella industria ceramica dove vi è la necessità di valutare la distribuzione granulometrica delle 15 polveri ceramiche ottenute mediante essiccazione a spruzzo, o atomizzazione, e dette anche delle polveri atomizzate, o ancora delle polveri ottenute mediante macinazione a secco. E’ noto determinare la distribuzione granulometrica delle polveri utilizzando tecniche quali setacciatura, diffrazione 20 laser, spettroscopia acustica con ultrasuoni ed analisi mediante microscopia. Una tecnica che presenta un ottima velocità di esecuzione, una buona accuratezza e bassi costi è quella basata sull’elaborazione delle immagini prelevate da apposite telecamere, o fotocamere o comunque mediante 25 noti mezzi optometrici; questa tecnica è nota come CAIA (Computer-Aided Image Analysis).

Le tecniche note consentono di analizzare la distribuzione granulometrica (in peso od in volume) delle polveri mediante confronto con una distribuzione di riferimento, che varia in 5 funzione delle necessità di produzione.

La stessa richiedente ha realizzato un impianto per il controllo della granulometria delle polveri, che è compiutamente descritto nella domanda di brevetto internazionale PCT/EP2004/010022, al cui testo si rimanda<10>per una completa comprensione.

Tale impianto sinteticamente comprende un piano di acquisizione vibrante sul quale viene distribuito uno strato di polveri da analizzare. Al di sopra del piano vibrante sono posizionati dei mezzi preposti a rilevare delle 15 immagini dei granuli di polveri che compongono detto strato.

Tali mezzi sono connessi ad un’unità di elaborazione che ha la funzione di determinare, mediante un opportuno programma informatico, la granulometria delle polveri in esame.

I mezzi di rilevazione comprendono una macchina fotografica 20 digitale a cui è associata una sorgente luminosa, che nella fattispecie è costituita da una lampada al neon circolare posta attorno all’obiettivo della macchina fotografica, e quindi al di sopra del piano di acquisizione.

L’impianto comprende anche un dispositivo aspiratore atto a 25 rimuovere dal piano di acquisizione le polveri dopo che i mezzi di rilevazione hanno acquisito immagini delle stesse. Il funzionamento dell’impianto sinteticamente prevede di depositare sul piano di acquisizione uno strato di polveri preso da un campione da analizzare, di rilevare immagini 5 delle polveri, di aspirare le polveri dal piano. Queste operazione devono essere ripetute più volte per ottenere un numero di immagini sufficiente a creare un campione statisticamente significativo della reale distribuzione delle polveri. Una volta rilevato un numero di immagini<10>sufficienti l’unità di elaborazione determina la distribuzione granulometrica delle polveri sotto esame.

L’impianto descritto pur svolgendo egregiamente le funzioni cui è preposto non è esente da alcuni inconvenienti.

Il principale inconveniente risiede nello scarso contrasto 15 tra le polveri da analizzare, il cui colore varia in funzione della natura e tipologia, ed il piano di appoggio. Lo scarso contrasto è anche accentuato dal posizionamento della sorgente luminosa, al di sopra del piano di acquisizione su cui giace lo strato di polveri, i cui raggi 20 luminosi si riflettono sul piano di appoggio in direzione dell’obiettivo.

Nasce pertanto una difficoltà nell’elaborazione delle immagini rilevate che risultano interpretabili con difficoltà dal programma di elaborazione delle immagini.

25 Un secondo inconveniente è dovuto al fatto che, come detto, per avere un campione statistico rappresentativo della reale distribuzione granulomentrica, occorre rilevare in successione alcune decine di immagini di diversi strati di polveri presi da uno stesso campione da analizzare.

5 Poiché dopo la rilevazione di ogni immagine occorre rimuovere lo strato di polveri e depositarne un altro, i tempi di acquisizione delle immagini risultano alquanto lenti.

Tutto ciò rende lenti i tempi complessivi di analisi del<10>campione di polveri.

Scopo del presente trovato è quello di superare gli inconvenienti della tecnica nota nell’ambito di una soluzione razionale ed affidabile.

Il trovato consegue detto scopo grazie alle caratteristiche tecniche 15 recitate nella rivendicazione 1.

In particolare, il trovato supera i menzionati inconvenienti rendendo disponibile un impianto di controllo della distribuzione granulometrica delle polveri comprendente un piano di acquisizione destinato ad accogliere uno strato di 20 polveri e mezzi di rilevazione atti a rilevare almeno un’immagine del detto strato di polveri, essendo associato a detti mezzi di rilevazione un dispositivo illuminante atto ad indirizzare un fascio di luce verso le polveri di detto strato; secondo il trovato il dispositivo illuminante è<25>posto, rispetto al piano di acquisizione, in una posizione opposta a quella in cui sono posti i mezzi di rilevazione. Il posizionamento del dispositivo illuminante, dalla parte opposta, rispetto al piano di acquisizione, in cui sono posizionati i mezzi di rilevazione, unitamente al fatto che 5 il piano di acquisizione è trasparente ai raggi luminosi della sorgente, ha l’evidente vantaggio di aumentare al massimo il contrasto tra il piano di acquisizione e le polveri. In questo modo nelle immagini rilevate dai mezzi di rilevazione i granelli di polvere risultano in grande<10>contrasto rispetto allo sfondo e i contorni degli stessi risultano molto più dettagliati. Questo favorisce i tempi di analisi della granulometria che è molto più veloce, precisa ed affidabile.

Secondo il trovato il dispositivo illuminante comprende una 15 sorgente atta a generare un fascio di luce. La sorgente luminosa è, secondo una preferita forma di attuazione, preferibilmente posizionata al di sotto del piano di acquisizione trasparente ed è rivolta verso il piano stesso in modo che il fascio di luce sia diretto verso il piano per 20 illuminare le polveri. Una variante del trovato prevede invece che il dispositivo illuminante comprenda, oltre ad una sorgente luminosa atta a generare un fascio di luce, anche almeno un mezzo riflettente atto ad indirizzare detto fascio di luce verso il piano di acquisizione in modo tale 25 che la luce che attraversa il piano di acquisizione illumini lo strato di polveri.

La sorgente luminosa può ad esempio essere costituita da una usuale lampada ad incandescenza o a gas, oppure da un pannello illuminatore a led.

5 Il piano di acquisizione utilizzato dal trovato è preferibilmente associato a mezzi di azionamento preposti a porlo in vibrazione in modo da facilitare la distribuzione dei granuli di polvere da analizzare in un unico strato formato da un velo di granuli accostati e non sovrapposti.

<10>La vibrazione del piano, oltre a consentire la distribuzione delle polveri ha anche la funzione di mezzo di trasporto delle stesse, ossia la vibrazione provoca la traslazione dello strato di polveri lungo il piano da una zona di deposito delle polveri sul piano ad una zona di scarico 15 delle stesse. In questo modo si realizza una discesa continua di materiale, che scorre a bassa velocità in modo praticamente continuo, sul piano posto di fronte ai mezzi di rilevazione .

Lo scorrimento continuo delle polveri di fronte ai mezzi di 20 rilevazione permette di acquisire rapidamente ripetute immagini delle polveri stesse, riducendo in modo sostanziale i tempi di acquisizione.

Una variante del trovato prevede, in alternativa alla vibrazione continua del piano di acquisizione, che il piano 25 stesso sia inclinato per favorire un naturale scorrimento delle polveri lungo il piano da una zona di deposito delle stesse ad una zona di scarico.

Le polveri, secondo il trovato, sono depositate sul piano di acquisizione da un dispositivo distributore comprendente una 5 tramoggia provvista di una bocca di immissione delle polveri e di una bocca di scarico delle polveri sul piano di acquisizione. Alla bocca di scarico delle polveri è associata una valvola dosatrice che intercetta la bocca di scarico della tramoggia. La detta valvola dosatrice comprende un corpo cilindrico rotante la cui superficie<10>presenta almeno un alveolo dosatore. In una preferita forma di attuazione del trovato la superficie del corpo cilindrico presenta una pluralità di alveoli dosatori angolarmente distanziati tra loro. Le rivendicazioni dipendenti delineano forme di realizzazione preferite e particolarmente vantaggiose dell’impianto per la 15 determinazione della granulometria secondo il trovato.

Il trovato tutela anche il metodo di attuazione dell’impianto in accordo con la rivendicazione indipendente 19 e le rivendicazioni dipendenti 20 e 21.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell’invenzione risulteranno 20 evidenti dalla lettura della descrizione seguente fornita a titolo esemplificativo e non limitativo, con l’ausilio delle figure illustrate nelle tavole allegate, in cui:

- la figura 1 è una vista prospettica di un dispositivo secondo l’invenzione;

25 - la figura 2 è una vista frontale del trovato;

- la figura 3 è una vista laterale del trovato;

- la figura 4 mostra la vista prospettica in sezione di un particolare del trovato.

Dalle menzionate Figure si rileva l’impianto 1, il quale comprende<5>una base 2 al di sopra della quale sono posizionati un piano di acquisizione 3, destinato ad accogliere uno strato di polveri, e mezzi di rilevazione 4 delle immagini delle polveri dello strato.

I mezzi di rilevazione 4 delle immagini sono sostenuti al di sopra del piano di acquisizione 3 da una colonna 5, conformata ad L, che 10 comprende una porzione 50 verticale, che si deriva da un’estremità della base 2, ed una porzione 51 orizzontale che si trova a sbalzo al di sopra del piano di acquisizione 3. Alla porzione 51 a sbalzo è fissato un fazzoletto 52 verticale a cui sono fissati i mezzi di rilevazione 4.

<15>Nella forma di attuazione illustrata detti mezzi di rilevazione 4 comprendono una macchina fotografica 40, digitale ad alta definizione, il cui obiettivo 41 è rivolto in modo da inquadrare almeno una porzione del piano di acquisizione 3, in particolare l’asse fisico dell’obiettivo 41 è sostanzialmente ortogonale al piano 20 di acquisizione stesso. I mezzi di rilevazione 4 sono collegati ad un’unità di elaborazione 6 dotata di un opportuno programma per la determinazione della granulometria delle polveri. Vale la pena sottolineare che in altre forme di attuazione del trovato l’unità di elaborazione 6 può essere realizzata integrata nell’impianto 1.

<25>La colonna 5 sostiene anche un dispositivo distributore 7 che ha la funzione di depositare le polveri da analizzare sul piano di acquisizione 3. Con particolare riferimento alle Figure 1 e 4 tale dispositivo è posto ad un’estremità del piano di acquisizione e comprende una tramoggia 70 la cui bocca superiore 71 sfocia in<5>corrispondenza di un coniugato foro 53 della porzione 51 orizzontale della colonna 5 e alla cui bocca inferiore 72 è associata una valvola dosatrice 73. La valvola dosatrice 73 comprende un corpo 74, cilindrico che intercetta la bocca di scarico della tramoggia 70 e la cui superficie presenta una pluralità di alveoli dosatori 75, 10 angolarmente distanziati tra loro. La funzione degli alveoli 75 è quella di trasferire quantità dosate di polveri dalla tramoggia 70 al piano di acquisizione 3 senza variarne la disposizione e senza rovinarle. Come si rileva dalle Fig. 4 il corpo 74 della valvola dosatrice 73 è centralmente forato e risulta infilato sull’albero di<15>un motoriduttore 76.

Ai mezzi di rilevazione 4 è associato un dispositivo illuminante che nella forma di attuazione illustrata comprende una sorgente luminosa 8 preposta a generare un fascio di luce che illumina lo strato di polveri riversato sul piano di acquisizione 3 dagli alveoli dosati 20 del dispositivo distributore 7. Detta sorgente luminosa 8 è posta, in corrispondenza della macchina fotografica 40, al di sotto del piano di acquisizione 3, il quale risulta trasparente alla luce in modo che i raggi di luce emessi dalla sorgente luminosa 8 illuminino, da sotto il piano di acquisizione 3, i granelli di polveri che formano lo<25>strato. In questo modo i contorni dei bordi dei granelli risultano particolarmente definiti nelle immagini rilevate dalla macchina fotografica 40.

Nella forma di attuazione illustrata la sorgente luminosa 8 comprende una un pannello illuminatore a led costituito da una pluralità di<5>led, non illustrati nel dettaglio, disposti a matrice su un piano di appoggio 80.

Con particolare riferimento alla Fig. 2 il piano di acquisizione 3 è sostenuto da una sottostante piastra 9 mediante tre profilati 10. In particolare ciascuno dei profilati 10 presenta due gradini 100 e 101 10 a cui sono rispettivamente associati il piano di acquisizione 3 e la sorgente luminosa 8. Ai profilati 10 sono superiormente fissati dei profili parallelepipedi 11 che, unitamente ai gradini 100 dei profili 10 definiscono una scanalatura di accoglimento e bloccaggio dei piano di acquisizione 3 che viene reso così solidale alla sottostante<15>piastra 9.

Invece la sorgente luminosa 8 risulta associata al piano 80, due lati del quale appoggiano sui gradini 101 dei profilati 10 e sono fissati agli stessi grazie a degli usuali bulloni 12.

La piastra 9, e quindi il piano di acquisizione 3, sono appoggiati 20 alla base 2 mediante una struttura 13 composta da un telaio conformato a parallelogramma 14 che inferiormente presenta una piastra 15 supportata dalla base 2 attraverso mezzi elastici 16, che nella fattispecie sono costituiti da 4 molle ciascuna delle quali ha un’estremità vincolata in corrispondenza di uno spigolo della piastra<25>15 ed un’estremità vincolata alla base 2.

Il piano di acquisizione 3 è atto ad essere messo in vibrazione, attraverso la struttura 13 di sostegno, grazie ad opportuni mezzi di azionamento 17, che, nella forma di attuazione illustrata, comprendono un vibratore elettrico con elettromagnete. Secondo altre<5>forme di attuazione del trovato il vibratore può essere anche di tipo meccanico o pneumatico.

La vibrazione del piano di acquisizione 3 ha la funzione di facilitare lo spargimento dei granuli di polvere del campione da analizzare in modo di disporli in un unico 10 strato formato da un velo di granuli accostati e non sovrapposti. I mezzi di azionamento 17 mantengono in vibrazione il piano in modo continuo, in guisa che la vibrazione provochi la traslazione dello strato di polveri lungo il piano dalla zona di deposito delle polveri sul 15 piano verso l’estremità libera opposta in corrispondenza della quale è posto un contenitore di raccolta 18 dei campioni di polvere analizzati. Il contenitore di raccolta è supportato dalla base 2 ed è provvisto di un manico di abbrancamento 180.

20 Secondo una diversa forma di attuazione del trovato il piano di acquisizione 3 risulta leggermente inclinato per favorire un naturale scorrimento delle polveri dalla zona di deposito verso il contenitore di raccolta 18.

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Claims (21)

1. RIVENDICAZIONI 1. Impianto di controllo della distribuzione granulometrica di polveri comprendente un piano di acquisizione destinato ad accogliere uno strato di polveri e mezzi di 5 rilevazione atti a rilevare almeno un’immagine del detto strato di polveri, essendo associato a detti mezzi di rilevazione un dispositivo illuminante atto ad indirizzare un fascio di luce verso le poveri di detto strato, caratterizzato dal fatto che detto dispositivo<10>illuminante è posto, rispetto al piano di acquisizione, in una posizione opposta a quella in cui sono posti i mezzi di rilevazione, essendo detto piano trasparente alla luce.
2. 2. Impianto secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal 15 fatto che detto dispositivo illuminante comprende una sorgente luminosa atta a generare un fascio di luce.
3. 3. Impianto secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detto dispositivo illuminante comprende anche almeno un mezzo di riflessione atto ad indirizzare detto 20 fascio di luce verso lo strato di polveri.
4. 4. Impianto secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che detto mezzo riflettente comprende almeno uno specchio.
5. 5. Impianto secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal 25 fatto che detta sorgente luminosa è orientata in direzione di detto strato.
6. 6. Impianto secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detta sorgente luminosa comprende un pannello di led. 5
7. 7. Impianto secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta sorgente luminosa è una lampada.
8. 8. Impianto secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto piano di acquisizione è realizzato in vetro trasparente . <10>
9. 9. Impianto secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto piano di acquisizione è associato a mezzi di azionamento atto a porlo in vibrazione.
10. 10. Impianto secondo la rivendicazione 9, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di azionamento comprendono un 15 vibratore elettrico con elettromagnete.
11. 11. Impianto secondo la rivendicazione 9, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di azionamento comprendono un vibratore pneumatico o meccanico.
12. 12. Impianto secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal 20 fatto che detto piano di acquisizione è inclinato.
13. 13. Impianto secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di comprendere un dispositivo distributore atto a depositare le polveri sul piano di acquisizione.
14. 14. Impianto secondo la rivendicazione 13, caratterizzato 25 dal fatto che detto dispositivo distributore delle polveri comprende una tramoggia provvista di una bocca di immissione delle polveri e di una bocca di scarico delle polveri, essendo la cui bocca inferiore intercettata da una valvola dosatrice. 5
15. 15. Impianto secondo la rivendicazione 14, caratterizzato dal fatto che detta valvola dosatrice comprende un corpo cilindrico rotante la cui superficie presenta almeno un alveolo dosatore di accoglimento delle polveri da distribuire su detto piano. <10>
16. 16. Impianto secondo la rivendicazione 15, caratterizzato dal fatto che detto corpo cilindrico rotante presenta una pluralità di alveoli dosatori angolarmente equidistanziati tra loro.
17. 17. Impianto secondo la rivendicazione 15, caratterizzato 15 dal fatto che detto corpo cilindrico rotante è posto in rotazione da un motoriduttore.
18. 18. Impianto secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di comprendere un’unità di elaborazione, associata a detti mezzi di rilevazione. 20
19. 19. Metodo per l’attuazione dell’impianto in accordo con la rivendicazione 1, caratterizzato dal comprendere le seguenti fasi operative: - distribuire uno strato di polveri su un piano di acquisizione trasparente alla luce, 25 - indirizzare verso le polveri un fascio luminoso che attraversa il piano di acquisizione, - rilevare immagini delle polveri componenti il detto strato, - determinare la granulometria delle polveri per 5 mezzo di un’unità di elaborazione.
20. 20. Metodo secondo la rivendicazione 19, caratterizzato dal fatto che la distribuzione delle polveri sul detto piano avviene in modo continuo.
21. 21. Metodo secondo la rivendicazione 19, caratterizzato dal<10>fatto che detto piano è posto in vibrazione.