ITRE20070110A1 - '' mulino di macinazione discontinuo per materiali ceramici '' - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

del Brevetto Italiano per Invenzione Industriale dal titolo: "MOLINO DI MACINAZIONE DISCONTINUO PER MATERIALI CERAMICI"

La presente invenzione si riferisce ad un mulino di macinazione discontinuo particolarmente, ma non esclusivamente, adatto ad essere impiegato nella preparazione degli impasti nel settore ceramico.

Nel settore della ceramica è noto preparare gli impasti mediante comminuzione a umido delle materie prime e l'aggiunta di specifici additivi durante la stessa operazione di comminuzione, fino ad ottenere una barbottina omogenea avente la granulometria voluta delle polveri in sospensione.

Secondo la tecnica nota il processo di comminuzione comprende tre fasi successive iniziando da una fase di frantumazione e terminando con una fase di raffinazione.

Per tale operazione nel settore della ceramica sono noti e generalmente utilizzati mulini di macinazione nei quali la comminuzione viene svolta dagli urti, e comunque dalle azioni reciproche, fra corpi macinanti generalmente di forma sferica.

Per le diverse fasi di comminuzione i corpi macinanti debbono presentare dimensioni diverse e decrescenti passando dalla fase di frantumazione a quella di raffinazione.

Inoltre per ogni fase di comminuzione, per la quale vengono utilizzati corpi macinanti di dimensioni specifiche, esiste una velocità che ottimizza l'efficacia della lavorazione, i tempi di lavorazione ed i consumi energetici degli impianti di macinazione. In particolare, all'interno della camera di macinazione sono presenti corpi macinanti di dimensioni differenti; per ottimizzare il consumo energetico della comminuzione sono stati messi a punto sperimentalmente dei cicli di funzionamento dei mulini discontinui che variano la velocità di rotazione del tamburo durante il funzionamento della macchina, per rendere preponderante l'azione dinamica ottimale nelle varie fasi di macinazione (urto nella frantumazione, pressione e sfregamento nella raffinazione).

Una prima tipologia nota di mulini di macinazione discontinui comprende un tamburo cilindrico ad asse orizzontale. Il tamburo cilindrico è dotato di un mantello esterno, chiuso da un fondo di testa e da un fondo di coda, e di una bocca di carico del materiale da macinare, bocca di carico che presenta elevate dimensioni, ovvero a passo d'uomo, per consentire anche ispezioni periodiche dell'interno del tamburo, per consentirne la pulizia e per permettere l'entrata di aria in fase di scarico della barbottina.

In posizione diametralmente opposta sulla superficie cilindrica del tamburo di macinazione è presente una seconda bocca per lo scarico della barbettina, avente dimensioni sensibilmente inferiori alla bocca di carico.

In corrispondenza di tale bocca di scarico, normalmente chiusa da un boccaporto, quando si effettua lo scarico viene posizionata una valvola che può agire per rotazione di un quarto di giro del suo elemento di intercettazione e che è dotata di una rete sporgente all'interno del tamburo per impedire la fuoriuscita dei corpi macinanti.

Durante il normale funzionamento del mulino la valvola di scarico deve essere rimossa poiché altrimenti la rete verrebbe danneggiata dai corpi macinanti.

In apertura al termine delle operazioni di macinazione, la valvola di scarico lascia scorrere la barbottina verso il basso trattenendo nel tamburo i corpi macinanti.

Questa soluzione presenta tuttavia alcuni inconvenienti, in particolare dovuti al fatto che, dopo la fermata del tamburo di macinazione e prima dell'apertura della valvola, è necessario ruotare il tamburo di macinazione per portare la bocca di scarico verso l'alto e in posizione opposta alla posizione di scarico e poi aprirla e montare la valvola di scarico.

Si deve poi ruotare il tamburo di 180° ed aprire la bocca di carico per consentire l'ingresso dell'aria, e portare la bocca di scarico verso il basso per poi aprire la valvola di scarico.

Successivamente, prima di un altro ciclo di macinazione, è necessario togliere la valvola di scarico col relativo filtro a rete che altrimenti si danneggerebbe durante la macinazione entrando a contatto con i corpi macinanti.

Queste operazioni risultano laboriose e difficoltose, nonché causa di indesiderati tempi morti con conseguente aumento dei costi, unitamente ad una minore efficacia.

Inoltre tali operazioni nono sono completamente automatizzabili e comportano impiego di personale addetto.

Una seconda tipologia nota di mulini di macinazione discontinui comprende un tamburo cilindrico ad asse orizzontale, atto a ruotare intorno a detto asse sia in un verso operativo, sia in un verso contrario. In questo secondo caso il tamburo cilindrico è dotato di propri mezzi di evacuazione che comprendono una bocca di uscita ricavata nel mantello esterno ed almeno un tubo di scarico ad essa associato.

In questo tipo di mulini il carico del materiale avviene in corrispondenza dell'asse del tamburo tramite una coclea o altro analogo dispositivo.

Il tamburo comprende di conseguenza un solo boccaporto per l'ispezione.

In particolare, il tubo di scarico è dotato di una prima estremità associata alla bocca di uscita e di una seconda estremità aperta all'esterno ed avvolge il mantello esterno in un verso concorde al verso operativo di rotazione del tamburo cilindrico.

In tale soluzione, più in particolare, il tubo di scarico è avvolto, intorno al mantello esterno del tamburo cilindrico, con un angolo di avvolgimento pari almeno a 180°, e comunque in generale non inferiore a 270°.

Questa seconda soluzione è descritta nella domanda di brevetto italiana RE2004A000086, a cui si rimanda per completezza di informazioni.

Con questa soluzione lo svuotamento del tamburo cilindrico, dopo la macinazione, avviene in modo diverso rispetto alla prima soluzione nota descritta.

II tamburo viene posto in rotazione nel verso contrario al verso di rotazione utilizzato durante le operazioni di macinazione e la barbottina viene scaricata verso l'esterno, mentre i corpi macinanti vengono fermati da una griglia posta in corrispondenza della bocca di uscita. In questa condizione di funzionamento infatti, la bocca di uscita è in anticipo, durante la rotazione, rispetto all'estremità aperta del corrispondente tubo di scarico; pertanto, quando la bocca di uscita si trova ad un'altezza inferiore rispetto al livello del materiale all'interno del tamburo, la barbottina fluisce attraverso il condotto di un elemento di raccordo all'interno del tubo di scarico, dove, grazie alla rotazione del tamburo cilindrico è portata ad incontrare l'estremità aperta e quindi ad uscire all'esterno.

Ad ogni rotazione completa del tamburo cilindrico nel verso di rotazione di svuotamento, parte della barbottina contenuta nella camera interna del tamburo rotante viene evacuata all'esterno, e questa fase di evacuazione può essere protratta fino ad ottenerne lo svuotamento completo.

Questa seconda soluzione presenta però un primo inconveniente dovuto al fatto che lo scarico della barbottina per rotazione del tamburo rende necessario la predisposizione di un carter di raccolta che circonda detta apertura di scarico, per evitare la fuoriuscita incontrollata della barbottina e convogliarla in sottostanti mezzi di accumulo.

A sua volta il carter deve essere sottoposto ad operazioni di pulizia e di manutenzione che si aggiungono a quelle necessarie per il tamburo.

Inoltre questa seconda soluzione si presenta complessa e costosa da realizzare, per via della predisposizione di uno o più tubi di scarico avvolti attorno al mantello e del carter di raccolta circostante.

Scopo della presente invenzione è quello di superare i succitati inconvenienti, rendendo disponibile un mulino di macinazione discontinuo in cui la fase di scarico dei materiali lavorati avvenga in modo automatico, senza l'intervento manuale di un operatore.

Altro scopo dell'invenzione è quello di conseguire il detto obiettivo nel contesto di una soluzione costruttiva, semplice, razionale ed affidabile.

Detti scopi vengono raggiunti grazie ad un mulino di macinazione avente le caratteristiche indicate nelle rivendicazioni.

In particolare, la presente invenzione ha come oggetto un mulino di macinazione avente un tamburo cilindrico ad asse orizzontale atto a ruotare intorno a detto asse per effettuare la macinazione con ausilio di corpi macinanti, detto tamburo cilindrico essendo dotato di un mantello esterno chiuso da un fondo di testa e da un fondo di coda, e di mezzi di evacuazione del tamburo cilindrico stesso che comprendono almeno una bocca di uscita ricavata nel mantello esterno, nel quale alla suddetta bocca di uscita è associata una valvola, provvista di un filtro per i corpi macinanti, il suddetto tamburo prevedendo inoltre un'alimentazione del materiale da macinare coassiale con l'asse di rotazione del tamburo.

Secondo il trovato la valvola può essere facilmente rimossa dalla bocca di uscita solo quando vi sono necessità di ispezione interna del mulino, restando altrimenti stabilmente fissata ad occludere la bocca di uscita.

Inoltre la valvola è provvista di un filtro per impedire la uscita dei corpi macinanti che si dispone praticamente a raso con la superficie del tamburo e non viene danneggiato dai corpi macinanti durante la rotazione del tamburo.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell'invenzione risulteranno 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 laterale di un mulino di macinazione discontinuo secondo l'invenzione;

- la figura 2 è una vista frontale di un mulino di macinazione discontinuo secondo l'invenzione;

- la figura 3 mostra un boccaporto con valvola di scarico del mulino di macinazione discontinuo secondo l'invenzione; e

- la figura 4 mostra una vista in pianta di un boccaporto con valvola di scarico di figura 3.

Dalle menzionate figure 1 e 2, si rileva un mulino di macinazione discontinuo 1 per la lavorazione di materie prime grossolane al fine di ottenere una barbottina avente una determinata granulometria.

Detto mulino di macinazione discontinuo 1 comprende un tamburo cilindrico 2 ad asse orizzontale che, a sua volta, comprende un mantello esterno 3, un fondo di testa 4 e un fondo di coda 5 che, chiudendo ai lati detto mantello esterno 3, definiscono una camera interna 20 entro la quale vengono introdotti dei corpi macinanti di opportune dimensioni. Il tamburo cilindrico 2 presenta almeno una bocca di uscita 14, in corrispondenza della quale sono previsti mezzi di evacuazione del tamburo 2.

Al fondo di coda 5 (v. fig. 1) è associato un albero sporgente 6 montato coassiale con il mantello esterno 3, mentre al fondo di testa 4 è associato un mozzo cilindrico cavo 7, anch'esso sporgente e coassiale con il mantello esterno 3, atto a porre in comunicazione, in guisa di bocchetta, la camera interna 20 con l'esterno.

L'albero sporgente 6 e il mozzo cilindrico cavo 7 si accoppiano, con l'interposizione dei cuscinetti 8, rispettivamente con i supporti 9 e 10 che sostengono il tamburo cilindrico 2 permettendone la rotazione intorno al proprio asse.

Entrambi i supporti 9 e 10 sono fissati a due robuste spalle, rispettivamente 11 e 12, che mantengono il tamburo cilindrico 2 sollevato, ed adeguatamente distanziato, rispetto al piano del suolo 13.

11 mulino discontinuo 1 comprende, inoltre, un dispositivo di azionamento 30 del tamburo cilindrico 2, affinché quest'ultimo possa essere comandato in rotazione (v. figg.l e 2).

Detto dispositivo di azionamento 30 comprende un motoriduttore 31 che fornisce il moto al tamburo cilindrico 2 mediante una trasmissione a cinghia 32 (v. fig. 2); detta trasmissione a cinghia 32 presentando una puleggia 33 collegata direttamente al motoriduttore 31, ed una cinghia 34 avvolta sulla puleggia 33 stessa e sulla superficie esterna del mantello esterno 3 in corrispondenza del fondo di testa 4 (v. fig. 1).

Come si rileva dalla figura 1, all'interno del mozzo cilindrico cavo 7 è montato un dispositivo a coclea 70 che funge da sistema di carico delle materie prime, le quali vengono ad esso convogliate grazie ad una tramoggia 67.

Detto dispositivo a coclea 70 comprende una camicia cilindrica 71 dotata di un primo tratto 72 atto ad essere infilato all'interno del mozzo cilindrico cavo 7 fino a sfociare nella camera interna 20, e un secondo tratto 73 che rimane esterno e che reca una bocca 74 per 1'introduzione delle materie prime grossolane, bocca che è in collegamento con la tramoggia verticale 67. All'interno della camicia cilindrica 71, coassiale con essa, è girevolmente montato un corpo elicoidale 75 che, mosso da un sistema di azionamento, è atto a spingere dette materie prime dalla bocca 74 fino alla camera interna 20 del tamburo cilindrico 2.

Secondo l'invenzione, il mulino di macinazione discontinuo 1 è, inoltre, dotato di mezzi per evacuare il tamburo cilindrico 2.

I mezzi di evacuazione comprendono un boccaporto 40 collegato al mantello esterno 3 del tamburo cilindrico 2 mediante una cornice 41, saldata in 42, al mantello 3 (fig. 3).

Sulla cornice saldata 41 è presente un coperchio 45, dotato di un foro centrale 46 per il passaggio del materiale di scarico e fissato alla cornice 41 mediante golfari di fissaggio 47.

Si precisa che con il termine boccaporto si intende 1'insieme della bocca di uscita 14, della cornice 41 e del coperchio 45.

La rotazione dei golfari di fissaggio 47 attorno ai rispettivi perni 90 ed il loro fissaggio in posizione consente al coperchio 45 di fare tenuta sulla cornice 41 anche con l'ausilio di un O-ring 62.

Il coperchio 45 prevede inoltre un anello sporgente 60 al quale è fissato (mediante viti 61) il gruppo composto da una valvola a farfalla 44, a sua volta provvista di un elemento di intercettazione 64, ed un attuatore pneumatico 43 atto ad azionare a distanza l'elemento di intercettazione 64, mediante rotazione di un quarto di giro di un albero 65.

L'elemento di intercettazione 64 della valvola a farfalla 44 è a sua volta mantenuto a tenuta, quando in posizione chiusa, per mezzo di un anello 63 in gomma o materiale plastico.

Quando l'elemento di intercettazione 44 viene azionato in rotazione, esso fa perno sull'anello in gomma 63, come indicato dal particolare in sezione di figura 3.

Inoltre, su tale gruppo è montato un cono di uscita 51 per guidare lo scarico del materiale.

Al coperchio 45 è anche fissato mediante viti 49 un filtro 50 per i corpi macinanti, il quale filtro 50 è preferibilmente realizzato in gomma od in materiale plastico ed è costituito da una piastra provvista di una pluralità di fori di passaggio per la barbottina, ma sufficientemente piccoli per trattenere i corpi macinanti durante lo scarico.

Il filtro 50 è mantenuto ad una certa distanza dal coperchio 45, in modo da definire una camera intermedia 69 e disporsi sostanzialmente a raso con il mantello 3 del tamburo.

Le viti 49 che fissano il filtro 50 al coperchio 45 si avvitano in appositi inserti filettati 68, annegati nella gomma o materiale plastico.

In corrispondenza di alcune di dette viti 49 sono anche previsti golfari 48 che possono consentire l'aggancio del coperchio 45 per il suo sollevamento e la conseguente apertura del boccaporto 40, ad esempio quando è necessario aprirlo completamente per operazioni di pulizia e/o manutenzione del tamburo 2.

Il funzionamento del mulino di macinazione 1, conforme al trovato, avviene secondo le seguenti modalità.

Per prima cosa, il tamburo cilindrico 2 viene azionato affinché ruoti sul proprio asse; successivamente, ha inizio la fase di carico: la camera interna 20 viene riempita con una certa quantità di materie prime, di cui parte costituita da argille ed il restante da materiali duri in differenti proporzioni tra sabbie silicee, caolini, feldspati, ecc., inserendole secondo la freccia A di figura 1, in primo luogo nella tramoggia 67, dalla quale passano alla coclea 70 e tramite essa vengono convogliate al tamburo 2.

In seguito alla fase di carico, comincia quella di macinazione durante la quale il tamburo cilindrico 2 ruota, eventualmente a differenti velocità.

La fase di macinazione grazie alla rotazione del tamburo ed all'effetto dei corpi macinati sul materiale da macinare genera una barbottina di granulometria desiderata.

Terminata la macinazione si ferma il tamburo cilindrico 2 in modo tale che l'apertura di scarico, ed il relativo boccaporto 40 sia rivolto verso il basso.

Azionando pneumaticamente l'attuatore 43, viene aperta la valvola a farfalla 44, mediante tipicamente una rotazione di un quarto di giro dell'elemento di intercettazione facente perno sull'anello 63, la barbottina viene fatta uscire attraverso il boccaporto 40, il corpo della valvola 44 e successivamente attraverso il cono di uscita 51. seguendo la feccia B di figura 1, mentre il filtro 50 trattiene invece i corpi macinanti.

L'azionamento dell'attuatore può avvenire in qualunque modo di per se noto, pneumaticamente, o elettricamente o idraulicamente o in altro modo.

L'energia all'attuatore della valvola viene fornita attraverso un dipositivo rotante 76 collegato al mozzo di chiusura del mulino ed il canale 77 di passaggio dell'energia passa attraverso il mozzo e ruta sempre solidale al cilindro.

L'uscita della barbottina è consentita dal fatto che la tramoggia 67 collega il tamburo 2 con l'esterno permettendo così l'entrata di aria nel sistema costituito dalla tramoggia stessa, dalla coclea e dal tamburo.

Quando si rendono necessarie operazioni di ispezione periodiche dell'interno del tamburo o di pulizia dello stesso, si può aprire il boccaporto 40 sganciando i golfari di fissaggio 47 in modo da staccare il coperchio 45 e tutti gli elementi ad esso collegati e sollevarlo mediante ausilio dei golfari di sollevamento 48.

Si nota quindi che l'invenzione presenta i seguenti vantaggi.

In primo luogo, le operazioni di scarico avvengono automaticamente grazie all'azionamento dell'attuatore della valvola e non comportano particolare dispendio di energia come nel caso in cui è necessario far ruotare il tamburo nel verso opposto al verso di macinazione. Inoltre non sono necessarie operazioni di montaggio e smontaggio della valvola di scarico come nella tecnica nota poiché essa resta stabilmente fissata al boccaporto.

In più si ha che risulta necessario un solo boccaporto nel tamburo, il quale risulta atto sia allo scarico della barbottina, sia alle operazioni di manutenzione.

Lo scarico avviene senza indesiderati tempi morti ed in modo efficiente.

L'invenzione infine è economica da realizzare, non necessitando di strutture complesse, quali carter di raccolta o simili.

Ovviamente all'invenzione così come descritta potranno essere apportate modifiche o migliorie dettate da motivazioni contingenti o particolari, senza per questo uscire dall'ambito dell'invenzione come sotto rivendicata.

Claims (12)

1. RIVENDICAZIONI 1. Mulino di macinazione (1) avente un tamburo cilindrico (2) ad asse orizzontale atto a ruotare intorno a detto asse per effettuare la macinazione con ausilio di corpi macinanti, detto tamburo cilindrico (2) essendo dotato di un mantello esterno (3) chiuso da un fondo di testa (4) e da un fondo di coda (5), e di mezzi di evacuazione del tamburo cilindrico stesso che comprendono almeno una bocca di uscita (14) ricavata nel mantello esterno (3), caratterizzato dal fatto che alla suddetta bocca di uscita (14) è associata una valvola (44), provvista di un filtro (50) per i corpi macinanti, il suddetto tamburo (2) prevedendo inoltre un'alimentazione del materiale da macinare coassiale con l'asse di rotazione del tamburo (2).
2. 2. Mulino di macinazione (1) secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la suddetta valvola (44) comprende un elemento di intercettazione a farfalla (64), azionabile a distanza mediante un attuatore pneumatico (43).
3. 3. Mulino di macinazione (1) secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che l'elemento di intercettazione (64) della valvola (44) è mantenuto a tenuta, quando è in posizione chiusa, per mezzo di un anello (63) in gomma o materiale plastico sul quale si impernia durante la rotazione in apertura.
4. 4. Mulino di macinazione (1) secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la detta valvola (44) è montata su un coperchio (45), collegato al mantello esterno (3) del tamburo cilindrico (2) mediante una cornice (41) saldata in (42) al suddetto mantello.
5. 5. Mulino di macinazione (1) secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che il coperchio (45) è dotato di un foro centrale (46) per il passaggio del materiale di scarico, ed è fissato alla cornice saldata (41) mediante golfari di fissaggio (47).
6. 6. Mulino di macinazione (1) secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che il coperchio (45) prevede un anello sporgente (60) al quale è fissata la suddetta valvola (44) ed il suo attuatore (43).
7. 7. Mulino di macinazione (1) secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che il coperchio (45) presenta mezzi di aggancio per il suo sollevamento (48).
8. 8. Mulino di macinazione (1) secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la valvola (44) presenta un cono di uscita (51) per lo scarico del materiale.
9. 9. Mulino di macinazione (1) secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il suddetto filtro (50) è realizzato in gomma od in materiale plastico ed è costituito da una piastra provvista di una pluralità di fori di passaggio per la barbottina, ma sufficientemente piccoli per trattenere i corpi macinanti, detta piastra essendo disposta praticamente a raso della parete interna del tamburo.
10. 10. Mulino di macinazione (1) secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che il suddetto filtro (50) è fissato al coperchio (45) mediante viti (49) che si avvitano in corrispondenti inserti filettati (68) annegati nella gomma o materiale plastico.
11. 11. Filtro per corpi macinanti applicabile ad una valvola di scarico in un mulino di macinazione, caratterizzato dal fatto di essere realizzato in gomma od in materiale plastico e essere costituito da una piastra provvista di una pluralità di fori di passaggio per la barbottina, ma sufficientemente piccoli per trattenere i corpi macinanti.
12. 12. Mulino di macinazione secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che comprende un dispositivo rotante 76 collegato al mozzo di chiusura del mulino, detto mozzo essendo dotato di un canale 77 di passaggio dell'energia di azionamento dell'attuatore passante attraverso il mozzo e ruotante solidalmente al cilindro,