ITTO20070390A1 - Sistema riscaldante per l'accoppiamento o laminazione a caldo di film in pvc (cloruro di polivinile) o materiale plastico - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE dell’invenzione industriale dal titolo:
“Sistema riscaldante per l’accoppiamento o laminazione a caldo di in PVC o materiale plastico”
TESTO DELLA DESCRIZIONE
E’ noto come per l’impermeabilizzazione di coperture, opere interrate, opere idrauliche o piscine, imballaggi, manti di protezione, per rivestimenti di pavimenti siano particolarmente richiesti manti sintetici in materiale plastico. Tali prodotti sono generalmente composti da due pellicole di materiale plastico (d’ora in poi film) che possono presentare eventuali armature interne (reti di poliestere o veli di fibre di vetro).
I materiali plastici usati sono in genere in PVC (cloruro di polivinile), polietilene, polipropilene e richiedono diversi tipi di lavorazione mediante estrusione, calandratura, spalmatura per l’accoppiamento o per la laminazione.
Per la produzione di film accoppiati, cioè l’unione di due film del medesimo tipo, si usano calandre accoppiatrici per ottenere un accoppiamento sicuro e privo di porosità; oppure film preimpregnati e preriscaldati che vengono compressi da due cilindri in moto; oppure viene applicato su di un film , detto di supporto, un adesivo e di seguito un altro film , secondo un processo continuo. Per tali produzioni è necessaria la costruzione di grandi linee nelle quali sono previsti eventuali tunnel di essiccamento, gelificazione e raffreddamento.
Le fasi di produzione possono prevedere:
• accoppiamento con la calandra: mediante l’introduzione di strisce di supporto prespalmate fra gli ultimi cilindri della calandra oppure con un cilindro aggiuntivo, oppure come strato di supporto di rivestimenti, con successiva espansione dello strato centrale calandrato al di sotto della temperatura di espansione;
• spalmatura : sulle tradizionali macchine spalmatrici con racla (lama di spalmatura) che ne determina lo spessore; il nastro di supporto viene fatto passare sotto la lama e questui tima effettua la laminazione della massa densa di spalmatura;
• accoppiatrice — spalmatrice a cilindri: per velocità di spalmatura elevate e spessori maggiori;
(questi ultimi due processi necessitano di masse fluide di rivestimento e successivi tunnel di essiccamento o gelificazione); • tecnologia di spalmatura con cilindri di fusione: il materiale di rivestimento viene apportato sotto forma di plastisol, su un cilindro addizionale;
• processi “Hot melt”: senza tunnel di gelificazione a valle o essiccamento con eventuale accoppiamento mediante filiera a testa piana usata come stazione di estrusione;
• impiantì di laminatone: fra i diversi materiali sotto forma di film o foglia, possono funzionare con adesivi a base di solventi, dispersioni o per fusione.
In tutti i processi di accoppiamento o di laminazione a caldo, per certi materiali plastici, come il PVC, non è possibile raggiungere la temperatura elevata necessaria per l’accoppiamento, poiché la dispersione del calore durante la fase di accoppiamento dei due film avviene molto rapidamente, anche a causa del raffreddamento ad acqua delle calandre.
Alla luce di quanto sopra esposto, l’idea inventiva consiste nella creazione di un sistema che permetta di raggiungere e di mantenere nel tempo le temperature necessarie per l’accoppiamento o la laminazione “a caldo” del PVC o del materiale plastico. Questo sistema risulta particolarmente vantaggioso dal lato economico, in quanto consente di giungere al prodotto finale (manto) in una sola fase di lavorazione e non necessita, quindi, degli strumenti addizionali usati per le arti note, quali cilindri supplementari, lame di spalmatura e relativi forni di essiccamento.
Si tratta di un sistema riscaldante, per l’accoppiamento o la laminazione “a caldo” di film in PVC o materiale plastico; è composto da un gruppo riscaldatore, a combustibile gassoso e di forma opportuna che, attraverso la faccia irraggiante della camera stagna, è in grado di fornire il calore necessario a raggiungere la temperatura d’accoppiamento a caldo dei film o del materiale plastico; ciò è reso possibile da una serie di testine di combustione che generano all’interno della camera stagna, per mezzo di un adeguato processo di regolazione, un flusso di aeriforme costantemente in temperatura;
tale sistema può essere completato da un carter coibentante che si adatta alla faccia non irraggiante della camera stagna.
L’invenzione verrà ora descritta, con riferimento ai disegni annessi, a puro titolo esemplificativo non limitante. Pertanto sia il numero che la tipologia dei componenti descritti nelle tavole (termocoppie, tubi di collegamento, gruppi di regolazione e controllo, ventilatori, pressostati, trasmettitori di pressione, valvole, elettrodi di accensione e rilevazione presenza fiamma,...), sono esclusivamente funzionali alle tavole esplicative prodotte e assolutamente non vincolanti.
Nella TAVOLA 1 il sistema riscaldante, che può essere alimentato con qualunque tipo di combustibile gassoso (metano, G.P.L., gas di città,...), è rappresentato nella sua posizione di irraggiamento termico del cilindro della calandra (6); esso è composto da:
• un gruppo riscaldatore;
• due termocoppie IR, (acronimo di Infra Red, 1), che rilevano la temperatura superficiale del film in movimento; • tre tubi (2) di collegamento ad un impianto di aspirazione dei gas prodotti dalla combustione;
• un gruppo di regolazione e controllo per l’aria comburente composto da un pressostato (3), un trasmettitore di pressione (4) e un ventilatore (5); • un gruppo di regolazione e controllo per il combustibile (riquadro TAVOLA 1) composto da un pressostato (10), una valvola di blocco (9), una valvola di regolazione (11) e un trasmettitore di pressione (12); esso è collegato al gruppo riscaldatore mediante un collegamento rigido o flessibile inserito nei fori (7) e (8).
Ogni gruppo riscaldatore ha una forma tale da far sì che la sua faccia radiante si adatti alla dimensione ed alla superficie del cilindro della calandra in modo da ottimizzare il riscaldamento per irraggiamento del materiale plastico PVC (1 ° film) trascinato dalla calandra.
Nella TAVOLA 3 il gruppo riscaldatore (1) è proposto in sezione e si vede essere composto:
• da un’intercapedine stagna (2), in cui circolano i fumi caldi prodotti dalla combustione, delimitata da una faccia irradiante e da una faccia esterna, isolata dal “carter” coibentante (3), che definisce il volume di riscaldamento (7, in cui passa il film movimentato dalle calandre 6);
• da un bruciatore (4) costituito da più testine di combustione (5), ordinate come evidenziato nella TAVOLA 4 in modo che le fiamme prodotte generino un flusso di aeriforme in temperatura diretto verso la suddetta intercapedine stagna (2); la faccia irraggiante viene così scaldata e fornisce il calore necessario per ottenere costantemente la temperatura di accoppiamento del materiale plastico che passa nello spazio (7). Il fatto che la fiamma prodotta dalle testine (5) sia stagna rispetto allo spazio (7) e all’ambiente esterno garantisce una distribuzione uniforme di calore ed un elevato livello di sicurezza.
Le frecce indicano la direzione del percorso di composizione di un manto composto, a titolo puramente esemplificativo, da due film in PVC e da un’armatura.
Tale percorso è descritto in modo dettagliato nella TAVOLA 3 bis: l’armatura (1) viene trascinata dal primo cilindro (6) e si unisce al primo film (2); tramite il movimento del secondo cilindro essi vengono trascinati nello spazio (7), davanti alla faccia irraggiante del gruppo riscaldatore dove vengono scaldati dal calore da essa irraggiato; all’uscita dalla fase di irraggiamento, viene unito il secondo film (3) e si ottiene, così, il prodotto finito (manto 4).
Nella TAVOLA 4 vengono rappresentate la faccia irraggiante (in basso), quella coibentata (in alto) e la sezione del gruppo riscaldatore; nei disegni delle facce sono evidenziati:
• i fori (1) per i tubi passanti dalla faccia esterna a quella irradiante interna, destinati alla rilevazione a distanza della temperatura del materiale plastico in movimento mediante le termocoppie I.R.;
• i fori sulla faccia esterna (2) destinati ai tubi collegati all’impianto di aspirazione dei gas combusti;
• l’elettrodo d’accensione e di rilevazione presenza fiamma (8). Nella sezione del gruppo riscaldatore, sono evidenziati:
• il collettore del bruciatore in cui circola l’aria comburente (4); • il collettore del bruciatore in cui circola il combustibile gassoso (3), isolato dal precedente collettore aria comburente (4);
• le testine di combustione (5) che, dato il reciproco isolamento dei collettori dell’aria comburente e del combustibile gassoso, miscelano il combustibile e il comburente solo al formarsi della fiamma (questo fatto, oltre che a fornire un rapporto ottimale aria/gas garantisce un’assoluta sicurezza del sistema, in quanto il combustibile ed il comburente non possono creare miscele potenzialmente esplosive all’interno del bruciatore); • il raccordo (6) che collega il gruppo di regolazione e controllo del combustibile, descritto nel riquadro della TAVOLA 1, al bruciatore;
• i profili sagomati (7), che servono ad indirizzare i fumi caldi uniformemente lungo tutta la lunghezza delle facce interne del gruppo riscaldatore in quanto impediscono ai gas combusti, generati dalle fiamme delle testine di combustione (5) di raggiungere subito i fori di aspirazione (2), permettendo, così, a tali “fumi caldi” di scaldare per più tempo e con uniformità la faccia radiante del sistema.
A conclusione della descrizione del sistema, è necessario puntualizzare che:
• gli elementi di sicurezza previsti sia dal tipo di installazione che dalle leggi vigenti e le necessarie apparecchiature di controllo, non vengono descritti in questa sede poiché di tipo noto e non intrinsecamente rilevanti per le caratteristiche specifiche dell’invenzione;
• il numero e le dimensioni di tali sistemi riscaldanti possono variare a seconda della calandra che movimenta il film di materiale plastico da scaldare; nell’esempio proposto nella TAVOLA 2, non vincolante, sono evidenziati due di questi sistemi riscaldanti che irradiano un cilindro lungo circa 2 m. Nella TAVOLA 5 è riportato il “carter coibentante” (3), in acciaio inox o materiale similare, che adatta e fissa alla faccia esterna (4) del gruppo riscaldatore, con lo scopo di isolarla termicamente, ima “camicia” realizzata in fibra ceramica o altro materiale coibentante. Nella tavola sono anche evidenziati i fori (1) per i tubi passanti che, attraversando la faccia coibentata e quella irradiante, permettono la rilevazione a distanza della temperatura dei film di materiale plastico in movimento da parte delle due termocoppie I.R. (1); col numero 2 sono indicati i tubi di collegamento all’impianto di aspirazione dei gas di scarico.
Nella tavola 5 la camera stagna è riportata separata dal resto del gruppo riscaldatore.
Il sistema riscaldante così concepito, riesce ad ottenere il riscaldamento ad alta temperatura (anche oltre 950°Q e a mantenere l’uniformità di riscaldamento su tutta la lunghezza della faccia irraggiante; dò è reso possibile dalle piccole testine di combustione (5), in numero adeguato alla lunghezza del gruppo riscaldatore, che riescono a generare grandi potenze nello spazio relativamente piccolo della camera stagna o intercapedine (2).
La separazione tra gas e aria rende più preciso il calcolo stechiometrico e rende possibile l’utilizzo di tecnologie avanzate di automazione che consentono un ampio campo di modulazione della potenza dello stesso brudatore lineare (da circa un 5-10% al 100% della potenza totale installata).
A conferma di dò viene illustrato, in modo suffidentemente dettagliato (ma non vincolante, in quanto esclusivamente funzionale all’esempio descrittivo proposto) un processo di combustione che utilizza un calcolatore per automazione industriale P.L.C. (acronimo di Programmable Logic Controller) il quale controlla tutto il funzionamento, dalla sicurezza alle regolazioni del processo produttivo.
La potenza viene regolata con il calcolo dell’algoritmo P.I.D. (Controllo Proporzionale Integrativo Derivativo) da parte dd PLC che calcola la composizione della combustione attraverso il segnale dd trasmettitori di pressione posti sulla linea dell’aria comburente e su quella del gas (4, 12, TAVOLA 1).
Il PLC, recepiti i valori delle pressioni di aria e gas date dai trasmettitori di pressione, elabora il rapporto stechiometrico tra combustibile e comburente e di conseguenza regola la portata mediante una valvola servo comandata sul gas (11, riquadro TAVOLA 1) e l’invertitore che controlla il numero dei giri del ventilatore dell’aria comburente (5, TAVOLA 1).
Con il procedimento sopra descritto il sistema è in grado di modulare la potenza secondo quanto richiesto dal ciclo produttivo. Per ogni gruppo riscaldatore vengono installate le termocoppie I.R. ad infrarossi (1, TAVOLA 1) che, puntando sul materiale attraverso i rispettivi fori (1, TAVOLE 4 e 5), rilevano la sua temperatura e inviano un segnale al PLC della stessa; il calcolatore farà così erogare la potenza necessaria per portare il materiale alla temperatura opportuna. A completamento dell’impianto viene installato un sistema di aspirazione “forzata” che, attraverso i relativi fori (2, TAVOLE 4 e 5), aspira i gas di scarico e mette in depressione la camera di combustione in modo tale da mantenere le fiamme accese e creare, così, un “giro di fumi caldi” in grado di scaldare la parte irraggiante in modo uniforme. A tale scopo all’intemo della camera di combustione intercapedine (2, TAVOLA 3), sono stati opportunamente fissati i profili sagomati (7, TAVOLA 4), che servono ad indirizzare uniformemente su tutta la superficie da scaldare i fumi caldi prodotti dalla combustione.
Claims (8)
- RIVENDICAZIONI 1. Sistema riscaldante per l’accoppiamento o la laminazione a “caldo” di film in PVC o materiale plastico, caratterizzato dal fatto che è formato: da un bruciatore a combustibile gassoso, composto da: più testine di combustione (5, TAVOLE 3 e 4) che generano un flusso di aeriforme in temperatura diretto verso la camera stagna (2, TAVOLA 3) del gruppo riscaldatore; due collettori, uno per l’aria comburente ed uno per il combustibile gassoso, stagni tra di loro (3 e 4, TAVOLA 3); due gruppi di regolazione e controllo per l’aria comburente (TAVOLA 1) e per il combustibile (riquadro TAVOLA 1); da un gruppo riscaldatore consistente in una camera stagna (2, TAVOLA 3) di forma opportuna, che irraggia calore nella zona (7, TAVOLA 3) compresa tra la sua faccia irraggiante e il cilindro della calandra (6, TAVOLE 1 e 3), nella cui faccia esterna non irraggiante vengono opportunamente posizionati rilevatori a distanza della temperatura del materiale in movimento (associati ad un gruppo di controllo che permette le regolazioni del processo produttivo) e dei tubi collegati ad un impianto di aspirazione (per lo smaltimento dei gas prodotti dalla combustione).
- 2. Sistema riscaldante per l’accoppiamento o la laminazione “a caldo” di film in PVC o materiale plastico secondo la precedente rivendicazione in cui il gruppo riscaldatore ha una forma tale da far sì che la sua faccia irraggiante si adatti alla superficie esterna cilindrica della calandra (6) che trascina i materiali plastici da preriscaldare o scaldare per il loro accoppiamento, in modo da ottimizzare il riscaldamento per irraggiamento (TAVOLE 3 e 3bis) di tali film.
- 3. Sistema riscaldante per l’accoppiamento o la laminazione “a caldo” di PVC o materiale plastico secondo le rivendicazioni 1., e 2., caratterizzato dal fatto che per ottenere il riscaldamento ad alta temperatura della faccia irraggiante del gruppo riscaldatore viene utilizzato un bruciatore con una pluralità di piccole testine di combustione (5, TAVOLE 3 e 4) che consentono di sviluppare una grande potenza nello spazio relativamente piccolo della camera stagna del gruppo riscaldatore.
- 4. Sistema riscaldante per l’accoppiamento o la laminazione “a caldo” di PVC o materiale plastico, secondo le rivendicazioni 1., 2. e 3., caratterizzato dal fatto che la potenza viene regolata da un opportuno gruppo di controllo per l’alimentazione del combustibile, in grado di modulare la potenza delle fiamme prodotte dalle testine a seconda di quanto richiesto dal ciclo produttivo.
- 5. Sistema riscaldante per l’accoppiamento o la laminazione “a caldo” di film in PVC o materiale plastico, secondo le rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che presenta un sistema di aspirazione “forzata” che, attraverso dei fori (2, TAVOLE 1, 4 e 5), nella faccia non irraggiante del gruppo riscaldatore, aspira i gas di scarico dalla camera stagna creando un “giro di fumi caldi” in grado di scaldare la faccia irraggiante in modo uniforme.
- 6. Sistema riscaldante per l’accoppiamento o la laminazione “a caldo” di film in PVC o materiale plastico, secondo le rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che all’interno della camera stagna (2, TAVOLA 3), sono stati opportunamente fìssati dei profili sagomati (7, TAVOLA 4), che, impedendo ai fumi caldi prodotti dalla combustione di uscire rapidamente dai fori di aspirazione (2, Tavole 1, 4 e 5), consentono di scaldare uniformemente la superficie interna della faccia irraggiante.
- 7. Sistema riscaldante per l’accoppiamento o la laminazione “a caldo” per l’accoppiamento o la laminazione di PVC e materiale plastico secondo le rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che la faccia esterna non irraggiante della camera stagna può essere termicamente isolata con una “camicia” (3, TAVOLA 5) realizzata in materiale coibentante e rivestita anch’essa con materiale del gruppo riscaldatore o similare.
- 8. Sistema riscaldante per l’accoppiamento o la laminazione “a caldo” di PVC e materiale plastico, sostanzialmente secondo quanto descritto con riferimento ai disegni annessi.
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