ITVI20100128A1 - Dispositivo per la regolazione della pressione in rulli di calandra e rullodi calandra comprendente il dispositivo - Google Patents

Description

D E S C R I Z I O N E

Campo di applicazione

La presente invenzione è generalmente applicabile al settore tecnico delle macchine di lavorazione della carta ed ha particolarmente per oggetto un dispositivo per la regolazione della pressione in un rullo di calandra.

L’invenzione ha altresì per oggetto un rullo di calandra comprendente il dispositivo di regolazione.

Stato della Tecnica

L’utilizzo di calandre è noto in molteplici settori industriali, quali ad esempio il settore della gomma, quello dell’industria cartaria, il settore tessile o il settore dell’industria metallurgica, al fine di lavorare la materia prima grezza ed ottenere un prodotto finito o semilavorato.

La lavorazione di calandratura è un’operazione alquanto complessa e prevede il passaggio del materiale attraverso una pluralità di rulli ravvicinati tra loro.

In questo modo si esegue una deformazione plastica del materiale che consente di ottenere fogli di materiale o profilati metallici.

Ad esempio, nel caso della lavorazione della carta, la calandratura consente di ottenere lisciatura e lucidatura della stessa.

In genere, le calandre comprendono uno o più rulli girevoli su rispettivi assi sostanzialmente paralleli ed allineati lungo una direzione predeterminata per definire un percorso di avanzamento del materiale da laminare.

I rulli sono generalmente bombati e, tipicamente, tra questi almeno uno è a bombatura variabile controllata.

Ad esempio, i rulli possono presentare al loro interno una serie di martinetti che permettono di regolare in maniera diversa la pressione sulla superficie del cilindro attraverso un meccanismo idraulico, così da agire sulla parete esterna e modificarne la bombatura.

In alternativa, i rulli possono racchiudere al loro interno una serie di camere sigillate, anche dette camere idrostatiche, in ognuna delle quali è possibile variare la pressione idraulica che va a sua volta a deformare la sezione di rullo la cui superficie interna è interessata da tale camera.

Poiché la calandratura è un’operazione di rifinitura del prodotto in lavorazione, è evidente che la precisione con cui viene eseguita è importante per ottenere un prodotto finito di qualità. In questo senso, anche il controllo della pressione esercitata sulle pareti dei rulli a bombatura controllata diviene fondamentale.

In molte lavorazioni la pressione che i rulli devono esercitare sul materiale è notevole per cui anche il controllo della stessa può essere grossolano. Un errore di regolazione, infatti, pur potendo essere in valore assoluto ragguardevole, diviene trascurabile rispetto alla pressione esercitata dal rullo.

Tuttavia, in alcune lavorazioni, tipicamente del settore cartario, la pressione che i rulli devono esercitare sul materiale può presentare valori relativamente contenuti.

Di conseguenza, il controllo della pressione esercitata sulle pareti dei rulli a bombatura controllata deve essere particolarmente preciso, in quanto anche uno scostamento relativamente contenuto dai parametri regolati può produrre un errore di regolazione non trascurabile.

Questo problema è ancora più sentito nei casi in cui la bombatura dei rulli sia controllata dalla variazione della pressione idraulica nelle camere idrostatiche, alle quali corrispondono superfici di spinta particolarmente estese. In taluni casi, l'errore di regolazione può portare allo scarto della produzione.

In generale, i noti rulli a bombatura controllata presentano un controllo dei martinetti idraulici eseguito mediante regolazione della pressione dell’olio che li alimenta, ad esempio agendo attraverso attuatori a membrana pneumatica.

Tale tipo di controllo, pur essendo abbastanza preciso, non consente di mantenere l’errore entro limiti trascurabili quando le pressioni in gioco sono particolarmente basse.

Inoltre, la temperatura dell’olio deve esser mantenuta costante in quanto le conseguenti variazioni di viscosità non garantirebbero la corretta pressione idraulica nel sistema. Ciò ovviamente complica e rende più costoso il processo di produzione poiché deve essere eseguito in aree a condizioni ambientali controllate.

Presentazione dell’invenzione

Scopo della presente invenzione è quello di superare gli inconvenienti sopra riscontrati, mettendo a disposizione un dispositivo per la regolazione della pressione di un fluido in un rullo di calandra che consenta il controllo particolarmente preciso della pressione del fluido.

Uno scopo particolare è quello di realizzare un rullo di calandra, in particolare del tipo a bombatura controllata, in cui il controllo della pressione idraulica esercitata sulla sua parete esterna sia sostanzialmente indipendente da variazioni di parametri ambientali come la temperatura.

Tali scopi, nonché altri che appariranno più chiaramente nel seguito, sono raggiunti da un dispositivo regolatore in accordo con la rivendicazione 1.

Secondo un ulteriore aspetto è previsto un rullo di calandra in accordo alla rivendicazione 10.

Forme di realizzazione vantaggiose dell’invenzione sono definite in accordo con le rivendicazioni dipendenti.

Breve descrizione dei disegni

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell’invenzione risulteranno maggiormente evidenti alla luce della descrizione dettagliata di una forma di realizzazione preferita ma non esclusiva di un rullo di calandra associato ad un dispositivo regolatore di pressione secondo l’invenzione, illustrata a titolo di esempio non limitativo con l'ausilio delle unite tavole di disegno in cui:

la FIG. 1 rappresenta in forma schematica un rullo di calandra secondo l'invenzione in una versione semplificata ed associato ad un dispositivo regolatore secondo l’invenzione;

la FIG. 2 illustra una vista ingrandita ed in sezione del dispositivo di FIG. 1 ;

la FIG. 3 rappresenta un particolare del dispositivo di FIG. 2. Descrizione dettagliata di un esempio di realizzazione preferito Con riferimento alle figure citate, un dispositivo per la regolazione della pressione, indicato genericamente con 1 , potrà essere applicato ad un rullo di calandra, semplicemente schematizzato in Fig. 1 ed indicato genericamente con 2.

Il rullo 2 sarà preferibilmente del tipo a bombatura variabile e controllata e presenterà una parete laterale esterna 3 sostanzialmente cilindrica con almeno una porzione deformabile elasticamente per variarne la bombatura.

Il rullo 2 potrà far parte di una calandra, non illustrata, provvista di un qualsivoglia numero di rulli, secondo schemi tipici per questi impianti, non necessariamente tutti a bombatura controllata. In una stessa calandra potranno essere disposti anche più di un dispositivo di regolazione 1 in accordo all’invenzione, secondo le esigenze.

In particolare, il rullo 2 alloggerà al suo interno, in maniera nota, mezzi idraulici o fluidodinamici di deformazione della porzione deformabile della sua parete laterale 3.

Nel presente testo con il termine “mezzi fluidodinamici di deformazione" si vuol far riferimento a mezzi che operano attraverso un qualsiasi fluido, sia esso un gas o un liquido, quale acqua od olio.

In una forma preferita ma non limitativa, il fluido di lavoro sarà olio minerale.

Tali mezzi potranno essere configurati secondo una qualsiasi delle modalità note alla persona esperta del ramo e pertanto non sono illustrati nelle presenti figure.

Ad esempio, i mezzi di deformazione potranno comprendere una o più camere idrostatiche, non illustrate nei presenti disegni, suscettibili di ricevere il fluido di lavoro per essere portate in pressione ed agire di conseguenza sulla parete del rullo a bombatura controllata.

Tuttavia non si escludono differenti forme di esecuzione per tali mezzi di deformazione, come ad esempio martinetti idraulici comunemente utilizzati nei noti rulli di calandra.

Nella sua forma più essenziale, il dispositivo 1 secondo il trovato comprenderà una linea di alimentazione 4 di un fluido di lavoro collegabile ad un serbatoio del suddetto fluido 5, una linea di mandata 6 del fluido di lavoro in pressione atta ad essere collegata ad una porta di ingresso 7 dei mezzi di deformazione ed una camera 8 per il controllo e la regolazione della pressione del fluido interposta tra le due linee 4 e 6.

In particolare la camera di controllo 8 presenterà un ingresso 9 collegato alla linea di alimentazione 4 ed un’uscita 10 collegata alla linea di mandata 6.

In questo modo sarà possibile introdurre un fluido a pressione regolata all'interno di una o più camere di lavoro presenti all'interno del rullo 2, siano esse camere idrostatiche o con uno o più martinetti idraulici o oleodinamici.

Nel caso in cui, ad esempio, i mezzi di deformazione siano costituiti da camere idrostatiche, il suddetto fluido verrà iniettato al loro interno. La variazione di pressione in tali camere, che si traduce nella variazione di pressione esercitata dal relativo rullo a bombatura controllata 2, sarà determinata quindi da variazioni di pressione del fluido.

Secondo una peculiarità del trovato, la camera di controllo 8 comprende una sezione di laminazione 11 per la parzializzazione del fluido, che si estende lungo una direzione longitudinale X tra l’ingresso 9 e l’uscita 10 con estensione longitudinale l regolabile avente valore massimo lmaxpredeterminato.

Vantaggiosamente, la camera di controllo 8 comprenderà anche mezzi 12 per la regolazione della estensione longitudinale 1 della sezione di laminazione 11.

Tali mezzi di variazione 12 saranno configurati per modificare l’estensione longitudinale 1 della sezione di laminazione 11 in modo da portarla ad un valore compreso tra il valore massimo lmaxed un valore minimo lmin(non indicato nelle figure), estremi inclusi, e variare di conseguenza la resistenza opposta al passaggio del fluido dall’ingresso 9 verso l’uscita 10 della camera di controllo 8.

In questo modo è possibile variare la resistenza idraulica opposta al passaggio del fluido nella sezione di laminazione 11 e, di conseguenza, variare la pressione del fluido in uscita dalla stessa verso i mezzi di deformazione.

In sostanza, con la laminazione variabile si effettua un controllo della pressione esercitata dai mezzi di deformazione andando a variare la resistenza idraulica offerta dalla sezione di laminazione 11.

È evidente che così facendo il controllo della pressione è semplice e di facile esecuzione ed ha come conseguenza la sua indipendenza dai parametri ambientali, in particolare dalla temperatura. La regolazione della resistenza idraulica è ottenuta esclusivamente mediante i mezzi di regolazione 12.

Infatti, sarà possibile eseguire una regolazione fine della pressione del fluido.

Se ad esempio i mezzi di deformazione sono costituiti dalle camere idrostatiche, è evidente che tale regolazione fine si traduce in una regolazione uniforme e perfettamente controllata della pressione esercitata dal rullo 2 a bombatura controllata sul materiale in lavorazione.

Secondo una configurazione preferita ma non esclusiva del presente trovato, visibile più chiaramente nelle Figg. 2 e 3, la camera di controllo 8 presenterà porzioni di estremità 13, 14 sostanzialmente cilindriche tra le quali sarà interposta la sezione di laminazione 11.

Quest'ultima sarà fluidicamente collegata tramite l'uscita 10 e la linea di mandata 6 ai mezzi di deformazione.

Anche la sezione di laminazione 11 sarà sostanzialmente cilindrica e comprenderà un tratto intermedio 15 di una camicia tubolare 16 con un primo diametro interno predeterminato in corrispondenza della porzione intermedia 15.

Al suo interno sarà scorrevolmente alloggiato uno stelo 17 avente diametro esterno calibrato per definire, con la parete interna della porzione intermedia 15 della camicia 16, un’intercapedine di laminazione 18 avente seziona trasversale anulare ed estensione longitudinale massima pari alla estensione longitudinale massima IM&Xdella sezione di laminazione 11.

Lo stelo 17 sarà associato ai mezzi di regolazione 12 per poter scorrere all'interno della camicia cilindrica 16 e variare di conseguenza l’estensione longitudinale 1 dell’intercapedine 18.

Si osserva, quindi, che la variazione del tratto di laminazione corrisponderà ad una variazione della resistenza idraulica opposta al passaggio del fluido nella sezione di laminazione 11.

In questo modo si otterrà una variazione della pressione del fluido inviato ai mezzi di deformazione.

Se ne deduce che la pressione del fluido in uscita è dipendente da tale resistenza idraulica facilmente controllabile e viene quindi superato l'inconveniente della dipendenza della stessa da condizioni ambientali, soprattutto dalla temperatura.

I mezzi di regolazione 12 potranno essere configurati in funzione dalla configurazione della sezione di laminazione 11. Ad esempio, i mezzi di regolazione 12 potranno comprendere un attuatore 19 collegato allo stelo 17 per promuoverne lo scorrimento longitudinale nella camicia cilindrica 16.

In questo modo, l’estensione 1 della sezione di laminazione 11 sarà variabile e definita dalla porzione dello stelo 17 inserita nel tratto intermedio 15 della camicia cilindrica 16.

La movimentazione dello stelo 17 sarà generalmente ottenuta mediante mezzi di motorizzazione 20 provvisti, ad esempio, di un albero di trasmissione 21 motorizzato collegato allo stelo 17 attraverso una catena cinematica 22 o similare comunque configurata, atta a trasformare il moto rotatorio dell’albero 21 nel moto di scorrimento longitudinale dello stelo 17.

Tuttavia, è evidente che questo è solo un possibile esempio di esecuzione e non deve essere quindi considerato limitativo per differenti forme di esecuzione dei mezzi di regolazione 12 della estensione 1 della sezione di laminazione 11.

Secondo un altro aspetto dell’invenzione, la camera di controllo 8 comprenderà una porzione di ingresso, corrispondete alla sua prima porzione di estremità 13, suscettibile di contenere una quantità variabile di fluido da laminare.

La porzione di ingresso 13 sarà fluidicamente collegata sia alla linea di alimentazione 4 attraverso l’ingresso 9 che alla sezione di laminazione 11 in modo che da essa il fluido defluisca e venga laminato.

L’ingresso 9 sarà preferibilmente realizzato sulla parete esterna della camicia cilindrica 16.

Vantaggiosamente, lo stelo 17 presenterà un primo tratto di estremità 17’ che si estende all’interno della porzione di ingresso 13, in modo che lo scorrimento dello stelo 17 produca una variazione anche del volume interno della porzione di ingresso 13 della camera di controllo 8.

In corrispondenza del primo tratto di estremità 17’, lo stelo 17 presenterà diametro inferiore rispetto a quello della porzione di ingresso 13 per distanziarsi radialmente dalla parete interna della stessa, definendo una intercapedine anulare di ingresso.

La distanza tra la porzione iniziale 17’ dello stelo 17 e la superficie interna 23 della porzione di ingresso 13 potrà essere ottenuta realizzando lo stelo 12 in modo che il tratto di estremità 17’ sia a profilo ribassato rispetto al tratto intermedio 17” alloggiato nella sezione di laminazione 11 e/o realizzando una corrispondente zona ribassata sulla superficie interna 23 della porzione di ingresso 13.

Analogamente, la camera di controllo 8 potrà comprendere una porzione di uscita, corrispondente alla seconda porzione di estremità 14, suscettibile di contenere una quantità variabile di fluido parzializzato.

Per tale motivo, essa sarà fluidicamente collegata con la sezione di laminazione 11 in modo da riceverne il suddetto fluido parzializzato, oltre che con la linea di mandata 6, attraverso l’uscita 10 prevista sulla parete esterna della camicia 16.

Quest’ultima consentirà l'uscita del fluido laminato, e quindi a pressione controllata, verso i mezzi di deformazione del rullo 2.

Lo stelo 17 potrà a sua volta presentare un secondo tratto di estremità 17”’ che si estende nella porzione di uscita 14 della camera di controllo 8.

Anche in questo caso, lo stelo 17 potrà essere radialmente distanziato dalla superficie interna 24 della porzione di uscita 14 della camicia cilindrica 16 per definire una intercapedine anulare di uscita.

Lo scorrimento dello stelo 17 produrrà così una variazione anche del volume interno della porzione di uscita 14 della camera di controllo 8.

La distanza radiale tra la seconda porzione di estremità 17’” dello stelo 17 e la superficie 24 potrà essere ottenuta anche in questo caso realizzando il secondo tratto di estremità 17”’ dello stelo 17 avente un diametro inferiore rispetto al diametro interno della camicia cilindrica 16 in corrispondenza della porzione di uscita 14 del fluido.

In aggiunta, o in alternativa, è possibile realizzare una corrispondente zona ribassata sulla superficie interna 24 della porzione di uscita 14.

In Fig. 1 si osserva anche che i mezzi di regolazione 12 potranno comprendere mezzi di comando a retroazione 25 della pressione in uscita del fluido laminato.

Ad esempio, sarà previsto un circuito elettronico 26 configurato per misurare la pressione di uscita del fluido laminato verso i mezzi di deformazione ed agire di conseguenza sull’attuatore 19 per agire sullo stelo 17 in uno dei due sensi di scorrimento e variare l’estensione 1 della sezione di laminazione 11 in modo da mantenere la pressione del fluido costante al variare di parametri esterni, ad esempio parametri ambientali come la temperatura.

Preferibilmente, i mezzi di regolazione 12 comprenderanno anche mezzi 27 per la limitazione dello scorrimento dello stelo 17.

Ad esempio, nel caso in cui siano previsti i mezzi di motorizzazione 20 sopra descritti, i mezzi di limitazione 27 potranno comprendere un dispositivo interruttore 28 atto ad interrompere l’alimentazione elettrica dei mezzi di motorizzazione 20.

Tipicamente, ma non necessariamente, essi saranno costituiti da interruttori o microinterruttori ad azionamento meccanico che saranno commutati dal movimento dello stelo 17 nel caso in cui lo stesso superi soglie limite generalmente regolabili.

Da quanto sopra descritto appare evidente che il trovato raggiunge gli scopi prefissati ed in particolare quello di garantire un controllo estremamente sensibile e preciso della pressione esercitata sulla parete del rullo di calandra, in maniera sostanzialmente indipendente da variazioni di parametri ambientali, quali ad esempio la temperatura.

II dispositivo regolatore ed il rullo di calandra secondo l’invenzione sono suscettibili di numerose modifiche e varianti tutte rientranti nel concetto inventivo espresso nelle rivendicazioni allegate.

Tutti i particolari potranno essere sostituiti da altri elementi tecnicamente equivalenti, ed i materiali potranno essere diversi a seconda delle esigenze, senza uscire dall'ambito del trovato.

Anche se il dispositivo regolatore ed il rullo di calandra sono stati descritti con particolare riferimento alle figure allegate, i numeri di riferimento usati nella descrizione e nelle rivendicazioni sono utilizzati per migliorare l'intelligenza del trovato e non costituiscono alcuna limitazione all'ambito di tutela rivendicato.

Claims (10)

1. R I V E N D I C A Z I O N I 1. Un dispositivo per la regolazione della pressione in rulli di calandratura, in cui il rullo (2) comprende una parete (3) sostanzialmente cilindrica almeno parzialmente deformabile avente al suo interno mezzi idraulici di deformazione agenti sulla stessa ed aventi almeno una porta di ingresso (7) per un fluido di lavoro in pressione, in cui il dispositivo comprende: - una linea di alimentazione (4) di un fluido collegabile ad un serbatoio del fluido (5); - una linea di mandata (6) del fluido in pressione collegabile alla porta di ingresso (7) dei mezzi idraulici; - una camera di controllo (8) della pressione di detto fluido avente un ingresso (9) collegato a detta linea di alimentazione (4) ed un’uscita (10) collegata a detta linea di mandata (6); caratterizzato dal fatto che detta camera di controllo (8) comprende una sezione di laminazione (11) per la parzializzazione del fluido che si estende lungo una direzione longitudinale (X) tra detto ingresso (9) e detta uscita (10), detta sezione di laminazione (11) avendo una estensione longitudinale (l) predeterminata in modo da permettere la regolazione precisa della pressione del fluido in uscita in maniera sostanzialmente indipendente da fattori esterni.
2. 2. Dispositivo regolatore secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che detta camera di controllo (8) comprende mezzi di regolazione (12) atti a modificare di detta estensione longitudinale (1) tra un valore massimo (lmax) ed un valore minimo (lmin) predeterminati ed a variare corrispondentemente la resistenza opposta al passaggio del fluido da detto ingresso (9) a detta uscita (10).
3. 3. Dispositivo regolatore secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che detta sezione di laminazione (11) presenta una camicia tubolare (16) con una superficie interna sostanzialmente cilindrica ed uno stelo (17) alloggiato scorrevolmente in detta camicia (16) per definire un’intercapedine (18) di sezione sostanzialmente anulare avente lunghezza pari a detta estensione longitudinale massima (lmax).
4. 4. Dispositivo regolatore secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che almeno un primo tratto (17’) di detto stelo (17) presenta superficie esterna opportunamente calibrata con la superficie interna (23) di detta camicia cilindrica (16) per definire detta intercapedine di laminazione (18).
5. 5. Dispositivo regolatore secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di regolazione (12) comprendono un attuatore (19) collegato a detto stelo (17) per promuoverne lo scorrimento longitudinale in detta camicia (16) e regolare l’estensione (l) di detta intercapedine (18) tra detti valori massimo (lmax) e minimo (lmin).
6. 6. Dispositivo regolatore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta camera di controllo (8) comprende almeno una porzione di ingresso (13) fluidicamente collegata a detto ingresso (9) e a detta sezione di laminazione (11) e suscettibile di contenere una quantità variabile di detto fluido da parzializzare.
7. 7. Dispositivo regolatore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta camera di controllo (8) comprende almeno una porzione di uscita (14) fluidicamente collegata a detta sezione di laminazione (11) e a detta uscita (10) e suscettibile di contenere una quantità variabile di detto fluido di lavoro parzializzato.
8. 8. Dispositivo regolatore secondo le rivendicazioni 6 e 7, caratterizzato dal fatto che dette porzioni di ingresso (13) e di uscita (14) di detta camera di controllo (8) sono sostanzialmente cilindriche, detto stelo (17) avendo tratti di estremità (17’, 17”’) che si estendono rispettivamente in detta porzione di ingresso (13) e detta porzione di uscita (14), detti tratti di estremità (17’, 17’”) essendo radialmente distanziati dalle superfici interne (23, 24) delle rispettive porzioni (13, 14) per definire rispettive intercapedini con sezioni di forma sostanzialmente anulare.
9. 9. Dispositivo regolatore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni dalla 5 alla 8, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di regolazione (12) comprendono mezzi di limitazione (27) associati a detto attuatore (19) atti a limitare lo scorrimento di detto stelo (17).
10. 10. Un rullo (2) di calandra, comprendente: - una parete laterale (3) sostanzialmente cilindrica almeno parzialmente deformabile; - mezzi idraulici di deformazione suscettibili di agire su detta parete (3) per deformarla e variarne la bombatura, detti mezzi di deformazione avendo almeno una camera di lavoro con almeno una porta di ingresso (7) per un fluido di lavoro in pressione, caratterizzato dal fatto di comprendere un dispositivo di regolazione (1) della pressione di detto fluido di lavoro in accordo con una o più delle rivendicazioni precedenti ed avente una linea di mandata (6) del fluido di lavoro in pressione fluidicamente collegato a detta porta di ingresso (7) di detta camera di lavoro.