ITTO20010550A1 - Macchina per l'estrusione e la formatura ad umido di argilla. - Google Patents

Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo: "Macchina per l'estrusione e la formatura ad umido di argilla"

TESTO DELLA DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce in generale alle macchine per l'estrusione e la formatura ad umido di argilla, cosiddette "mattoniere" per la realizzazione di gallette o mattoni.

Più in particolare, l'invenzione riguarda una siffatta macchina del tipo comprendente una vasca nella quale sono girevoli una coclea orizzontale e, al di sopra di questa, una coppia di aspi affiancati controrotanti, ed un primo motore elettrico per l'azionamento della coclea ed una coppia di secondi motori elettrici per l'azionamento ciascuno di un rispettivo aspo.

Nel funzionamento di queste macchine, il rendimento è influenzato e condizionato da diversi fattori tra i quali l'usura delle eliche di convogllamento e spinta della coclea, l'usura degli aspi e dei raschiatori previsti nella vasca, il consumo dei rivestimenti e quello della filiera di estrusione. Inoltre anche l'argilla immessa nella vasca della macchina ne può influenzare il rendimento a seconda della sua composizione, delle caratteristiche di plasticità e del coefficiente di attrito con le parti della macchina.

Per mantenere il rendimento della macchina entro un campo accettabile si provvede di norma a regolare manualmente la velocità di rotazione della coclea su valori relativamente elevati, e comunque superiori a quelli che sarebbero normalmente necessari e sufficienti. Ciò comporta valori elevati di potenza impiegata dal motore elettrico di azionamento della coclea, con conseguenti sprechi energetici. Tenendo conto dell'elevata potenza assorbita dal motore elettrico di azionamento della coclea e del fatto che le macchine in questione vengono per lo più mantenute in funzione permanentemente nell'arco di mesi e anche anni, questi eccessivi consumi energetici si traducono in costi superflui ingenti.

A ciò si aggiunge, in conseguenza della velocità delle parti rotanti normalmente più elevata di quella effettivamente necessaria, un consumo precoce dei componenti meccanici e delle parti di usura della macchina.

Lo scopo della presente invenzione è quello di ovviare ai suddetti inconvenienti, e più in particolare di mantenere il livello dell'argilla all'interno della vasca ad un livello ottimale con una velocità di rotazione della coclea ridotta e quanto più possibile prossima alla soglia minima necessaria per ottimizzare il rendimento della macchina sia in termini di minore consumo energetico, sia in relazione ad un minor consumo di parti meccaniche e parti di usura.

Secondo l'invenzione questo scopo viene raggiunto grazie al fatto che una macchina per l'estrusione e la formatura ad umido di argilla del tipo definito all'inizio è essenzialmente caratterizzata dal fatto di essere dotata di un'unità elettronica di controllo predisposta per regolare in modo automatico la velocità di rotazione impartita alla coclea dal primo motore elettrico in funzione dell'assorbimento di corrente di detti secondi motori elettrici.

Secondo l'invenzione l'unità elettronica di controllo è atta a mantenere la velocità di rotazione della coclea al numero di giri minimo necessario per assicurare un livello ottimale di riempimento sostanzialmente costante della vasca.

Inoltre l'unità elettronica di controllo è conveniente programmabile, in funzione ad esempio della ricetta e della composizione dell'argilla immessa nella vasca, ed è vantaggiosamente costituita da un gruppo applicabile anche a macchine già esistenti.

L'invenzione ha pure per oggetto un metodo di controllo della macchina per l'estrusione e la formatura ad umido di argilla.

In sintesi, l'invenzione consente in ogni condizione di funzionamento della macchina di adeguare la velocità della coclea così da ottimizzare i consumi energetici in modo totalmente automatico, senza la necessità di alcun intervento da parte dell'operatore adetto alla macchina.

Il livello dell'argilla all'interno della vasca viene così mantenuto costante e la velocità dell'elica della coclea si adegua alle variazioni della quantità di argilla immessa, nonché alle variazioni della sua umidità ed anche alle variazioni di pressione che si possono verificare durante l'estrusione attraverso la filiera della macchina. Ciò consente di conseguire i seguenti importanti vantaggi:

la spinta della coclea operata sull'argilla durante la sua estrusione viene applicata senza brusche variazioni, il che si traduce in una migliore qualità del prodotto finale estruso (gallette o mattoni),

il consumo energetico della macchina viene ottimizzato, con risparmi decisamente consistenti, delle parti meccaniche della macchina sono sottoposte ad una minore usura.

L'invenzione verrà ora descritta dettagliatamente con riferimento ai disegni annessi, forniti a puro titolo di esempio non limitativo, nei quali :

- la Figura 1 è una vista schematica parziale e in parziale sezione verticale di una macchina secondo l'invenzione, e

- la Figura 2 è una vista in sezione trasversale secondo la linea II-II della figura 1.

La macchina per l'estrusione e la formatura ad umido di argilla parzialmente e schematicamente raffigurata nei disegni è di tipo generalmente per sé noto, in quanto da tempo prodotta e commercializzata con successo dalla Richiedente ad esempio con la denominazione commerciale "MATTONIERA TECNO", e pertanto la sua generale conformazione non verrà descritta nei dettagli. Occorre tuttavia rilevare che l'idea alla base della presente invenzione è applicabile non soltanto a macchine del tipo descritto, ma anche a qualsiasi macchina di estrusione e formatura ad umido di argilla che presenti una struttura analoga o equivalente.

Agli effetti della presente invenzione è sufficiente chiarire che la macchina comprende un corpo definente una vasca 1 con una parte inferiore 2 ed una parte superiore 3.

Nella parte inferiore 2 della vasca 1 è disposta una coclea di estrusione 4 comprendente un albero orizzontale 5 recante una o più eliche 6. L'albero 4 si estende posteriormente alla vasca 1 ed è comandato in rotazione, attraverso un riduttore 7, da un primo motore elettrico 8 ad alta potenza. Nella rappresentazione della figura 1 il motore 8 è illustrato per semplicità direttamente collegato al riduttore 7: in pratica è più convenientemente collocato in una posizione remota ed aziona il riduttore 7 attraverso un sistema di cinghie e pulegge .

L'altra estremità della coclea 4, non illustrata nei disegni, si estende entro un tubo disposto sul prolungamento della vasca 1 ed al quale è applicata una bocca di estrusione o filiera.

La parte superiore 3 della vasca 1, destinata ad essere posizionata al di sotto di una cassa a vuoto per l'alimentazione in caduta dell'argilla, contiene una coppia di aspi affiancati e controrotanti 9, 10, collocati in stretta vicinanza della zona superiore del tratto di coclea 4 disposto nella parte inferiore 2 della vasca 1.

Ciascun aspo 9, 10 include un rispettivo albero orizzontale 11, 12 recante una pluralità di bracci angolarmente sfalsati 13, 14 aventi la particolare forma rastremata visibile nella figura 1.

Gli alberi 11, 12 degli aspi 9, 10 fuoriescono posteriormente dalla vasca 1 e sono azionati ciascuno da un rispettivo motore elettrico 15, 16 a potenza relativamente bassa, attraverso rispettivi riduttori 17, 18.

La disposizione illustrata degli aspi 9, 10 unitamente alla conformazione dei relativi bracci 13, 14 consente a questi di realizzare, nel funzionamento della macchina, non soltanto un'azione di agitamento dell'argilla immessa entro la parte superiore 3 della vasca 1, ma anche un efficace e utile effetto di spinta dell'argilla verso il basso, ovvero nella direzione della coclea 4.

Secondo la caratteristica fondamentale dell'invenzione la macchina è dotata di un sistema per l'ottimizzazione del consumo energetico del motore 8 della coclea 4, attraverso una regolazione automatica della sua velocità di rotazione. A tale effetto la macchina è dotata di un'unità elettronica di controllo indicata schematicamente con 19, la quale è collegata in 20, 21 ad idonei rilevatori o trasduttori (non illustrati nei disegni in quanto alla portata del tecnico del ramo) atti a rilevare l'assorbimento di corrente dell'uno e dell'altro motore elettrico 15, 16 dei due aspi 9, 10, e ad inviare all'unità di controllo 19 corrispondenti segnali. L'unità 19 è inoltre collegata in 22 ad un regolatore 23 di tipo convenzionale, atto a variare la velocità di rotazione dell'albero 5 della coclea 4 in risposta ai segnali di controllo inviati dall'unità di controllo 19 stessa. Tali segnali vengono elaborati, attraverso una logica basata su specifici algoritmi, in funzione dei segnali di assorbimento di corrente (ovvero di potenza) dei due motori elettrici 15, 16 in ingresso. In pratica l'unità di controllo 19, sulla base del controllo continuo dell'assorbimento dei motori 15 e 16, determina due soglie prestabilite di minimo e massimo amperaggio, regolando di conseguenza in modo automatico la velocità di rotazione del motore 8 e quindi della coclea 4 al più basso numero di giri necessario e sufficiente per assicurare un costante livello ottimale di riempimento della vasca 1 da parte dell'argilla.

si è determinato sperimentalmente che il livello ottimale di riempimento è quello sostanzialmente corrispondente ad un piano orizzontale passante per gli assi degli alberi 11 e 12 dei due aspi 9 e 10. A tale livello di riempimento corrisponde un ben determinato assorbimento dei due motori 15 e 16, a cui l'unità elettronica di controllo 19 farà corrispondere una determinata velocità di rotazione ottimale della coclea 4. Questa velocità di rotazione ottimale sarà variabile automaticamente in funzione dell'usura e del consumo delle parti della macchina (eliche 6, aspi 4, raschiatori, rivestimenti, filiera di estrusione etc. ), e naturalmente dipenderà anche dalla ricetta ovvero dalla composizione del tipo di argilla immessa nella vasca 1. Conseguentemente l'unità elettronica 19 sarà programmabile in funzione delle caratteristiche del materiale, nonché di eventuali ulteriori parametri selezionati.

La velocità di rotazione della coclea 4 potrà così essere costantemente mantenuta al livello ottimale ovvero minimo agli effetti del minor consumo energetico da parte del motore 8 e del minor consumo delle parti meccaniche e di usura della macchina.

Occorre notare che il sistema di controllo costituito dall'unità elettronica 19 con i relativi sensori, il regolatore e le connessioni elettriche potrà essere realizzato convenientemente come un gruppo facilemnte applicabile anche a macchine già esistenti senza richiederne particolari adattamenti o modifiche.

Naturalmente, i particolari di costruzione e le forme di realizzazione potranno essere ampiamente variati rispetto a quanto descritto ed illustrato, senza per questo uscire dall'ambito della presente invenzione così come definita nelle rivendicazioni che seguono.

Claims (8)

1. RIVENDICAZIONI 1. Macchina per l'estrusione e la formatura ad umido di argilla, comprendente una vasca (1) nella quale sono girevoli una coclea orizzontale (4), e al di sopra di questa, una coppia di aspi affiancati controrotanti (9, 10), ed un primo motore elettrico (8) per l'azionamento della coclea (4) ed una coppia di secondi motori elettrici (15, 16) per l'azionamento ciascuno di un rispettivo aspo (9, 10), caratterizzata dal fatto che è dotata di un'unità elettronica di controllo (19) predisposta per regolare in modo automatico la velocità di rotazione impartita alla coclea (4) dal primo motore elettrico (8) in funzione dell'assorbimento di corrente di detti secondi motori elettrici (15, 16).
2. 2. Macchina secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detta unità elettronica di controllo (19) è atta a mantenere la velocità di rotazione della coclea (4) ad un numero di giri minimo necessario per assicurare un livello ottimale di riempimento sostanzialmente costante della vasca (1).
3. 3. Macchina secondo la rivendicazione 2, caratterizzata dal fatto che detta unità elettronica di controllo (19) è programmabile.
4. 4. Macchina secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detta unità di controllo è costituita da un gruppo applicabile anche a macchine già esistenti.
5. 5. Metodo di controllo di una macchina per l'estrusione e la formatura ad umido di argilla comprendente una vasca (1) nella quale sono girevoli una coclea orizzontale (4) e, al di sopra di questa, una coppia di aspi affiancati controrotanti (9, 10), ed un primo motore elettrico (8) per l'azionamento della coclea (4) ed una coppia di secondi motori elettrici (15, 16) per l'azionamento ciascuno di un rispettivo aspo (9, 10), caratterizzato dal fatto che consiste nel regolare in modo automatico, in funzione dell'assorbimento di corrente di detti secondi motori elettrici (15, 16), la velocità di rotazione impartita alla coclea (4) da detto primo motore elettrico (8).
6. 6. Metodo secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che la velocità di rotazione della coclea (4) viene impostata e mantenuta sostanzialmente al numero di giri minimo necessario per assicurare un livello ottimale di riempimento sostanzialmente costante della vasca (1).
7. 7. Metodo secondo la rivendicazione 6 caratterizzato dal fatto che detto livello ottimale di riempimento corrisponde sostanzialmente al livello di un piano passante per gli assi (11, 12) di detti aspi (9, 10).
8. 8. Macchina e metodo sostanzialmente come descritti ed illustrati e per gli scopi specificati.