ITVI20120247A1 - Dispositivo per la generazione di un campo elettromagnetico alternato in radiofrequenza, impianto comprendente il dispositivo e metodo per il controllo dell'impianto - Google Patents

Description

D E S C R I Z I O N E

Campo di applicazione

[0001] La presente invenzione è generalmente applicabile al settore tecnico degli impianti per il trattamento di prodotti ed ha particolarmente per oggetto un dispositivo per l’applicazione di campi elettromagnetici in radiofrequenza.

[0002] L’invenzione ha anche per oggetto un impianto per il trattamento di prodotti mediante l’applicazione di un campo elettromagnetico in radiofrequenza comprendente il suddetto dispositivo, nonché un metodo per il controllo di un tale impianto.

Stato della Tecnica

[0003] Sono noti impianti per il trattamento ed il condizionamento di diverse tipologie di prodotti mediante applicazione uso di campi elettromagnetici alteranti aventi frequenza più o meno elevata.

[0004] In particolare sono noti impianti operanti mediante campi elettromagnetici, operanti nell’intervallo delle microonde o della radiofrequenza, utilizzati per l’asciugatura di prodotti relativamente umidi, quali ad esempio pelli o anche prodotti verniciati.

[0005] Ulteriori utilizzi dei campi elettromagnetici sono previsti nel settore dell’impiantistica alimentare, ad esempio per la pastorizzazione di prodotti contenenti latte o uova ed in genere per il trattamento di condizionamento e/o sanificazione di qualsiasi prodotto alimentare.

[0006] Ad esempio, la stessa richiedente produce e commercializza un impianto di trattamento operante mediante un campo elettromagnetico alternato in radiofrequenza.

[0007] Il suddetto impianto comprende essenzialmente un applicatore provvisto di un generatore di tensione che alimenta una coppia di elettrodi atti a produrre il campo elettromagnetico destinato ad essere attraversato dai prodotti da trattare.

[0008] L’applicatore comprende inoltre un condensatore elettricamente collegato agli elettrodi e provvisto di una coppia di piastre contrapposte la cui distanza è regolabile meccanicamente per variare la capacità del condensatore e di conseguenza regolare la corrente di alimentazione degli elettrodi e successivamente la potenza di emissione del campo in radiofrequenza.

[0009] Tale fase di regolazione della potenza ha lo scopo di variare il valore della temperatura di riscaldamento prodotta dal campo elettromagnetico sui prodotti in trattamento.

[0010] Tale soluzione, pur essendosi rilevata particolarmente efficace ed affidabile, si è dimostrata comunque migliorabile in particolar modo per quanto riguarda la fase di regolazione della potenza del campo emesso.

[0011] Infatti, la necessità di dover movimentare meccanicamente le piastre del condensatore per poter variare la potenza comporta tempi di risposta relativamente elevati che non permettono di ottenere in maniera sostanzialmente immediata i corretti valori di temperatura di esercizio.

Presentazione dell'invenzione

[0012] Scopo del presente trovato è quello di superare gli inconvenienti sopra riscontrati, mettendo a disposizione un dispositivo per l’applicazione di un campo elettromagnetico in radiofrequenza che presenti caratteristiche di elevata efficienza e relativa economicità.

[0013] Uno scopo particolare è quello di realizzare dispositivo per l’applicazione di un campo elettromagnetico in radiofrequenza che, applicato ad un impianto per il trattamento in radiofrequenza di prodotti in genere, permetta di regolare la temperatura di trattamento dei prodotti in maniera rapida e dinamica.

[0014] Ancora altro scopo è quello di realizzare un dispositivo per l’applicazione di un campo elettromagnetico in radiofrequenza che si particolarmente sicuro, evitando la produzione di scariche elettriche.

[0015] Ancora altro scopo è quello di mettere a disposizione un impianto per il trattamento di prodotti mediante applicazione di un campo elettromagnetico in radiofrequenza che permetta un trattamento dei prodotti efficace e che non ne comprometta le caratteristiche specifiche.

[0016] Non ultimo scopo del presente trovato è quello di mettere a disposizione un metodo per il controllo di un impianto per il trattamento di prodotti mediante radiofrequenza che permetta la regolazione rapida ed immediata di uno o più parametri elettrici di controllo deirimpianto.

[0017] Tali scopi, nonché altri che appariranno più chiari in seguito, sono raggiunti da un dispositivo in accordo alla rivendicazione 1 , comprendente un applicatore per l’emissione del campo elettromagnetico in una zona di lavoro, mezzi di alimentazione di detto applicatore con una tensione e corrente elettrica alternata di valore e frequenza predeterminati, mezzi di controllo associati a detti mezzi di alimentazione per controllare i parametri elettrici di detta tensione, corrente e/o frequenza fornita a detto applicatore da detti mezzi di alimentazione.

[0018] Il dispositivo si caratterizza per il fatto che detti mezzi di controllo comprendono un ingresso collegato alla rete elettrica di potenza, un circuito di controllo per variare detti parametri elettrici in maniera sostanzialmente istantanea e variare istantaneamente la potenza di emissione del campo ed un’uscita collegata a detti mezzi di alimentazione.

[0019] Grazie a questa particolare configurazione, la variazione della potenza di emissione del campo, e di conseguenza la temperatura di trattamento dei prodotti, potrà essere regolata senza sostanzialmente alcun ritardo in quanto non sarà prevista nessuna regolazione di tipo meccanico che richiederebbe un tempo minimo per portare l'impianto nella nuova configurazione di esercizio.

[0020] Secondo un ulteriore aspetto del trovato è previsto un impianto per il trattamento di prodotti mediante l’applicazione di un campo elettromagnetico in radiofrequenza, in accordo alla rivendicazione 9.

[0021] Secondo ancora un ulteriore aspetto del trovato è previsto un metodo per il controllo del suddetto impianto, in accordo alla rivendicazione 10.

[0022] Forme di realizzazione vantaggiose del trovato sono realizzate in accordo con le rivendicazioni dipendenti.

Breve descrizione dei disegni

[0023] Ulteriori caratteristiche e vantaggi del trovato risulteranno maggiormente evidenti alla luce della descrizione dettagliata di una forma di realizzazione preferita ma non esclusiva del dispositivo secondo il trovato, illustrata a titolo di esempio non limitativo con l'ausilio delle unite tavole di disegno in cui:

la FIG. 1 è una vista schematica del dispositivo secondo il trovato; Descrizione dettagliata di un esempio dì realizzazione preferito [0024] Con riferimento alla Fig. 1 allegata, è illustrato un dispositivo per la generazione di un campo elettromagnetico alternato in radiofrequenza all’interno di un’area di lavoro predeterminata.

[0025] Il dispositivo, indicato globalmente con 1, potrà essere configurato per generare un campo elettromagnetico alternato di tipo monocromatico ad una frequenza sostanzialmente costante oppure, in alternativa, potrà essere configurato per generare un campo elettromagnetico alternato con frequenza variabile all’interno di una banda predeterminata.

[0026] Valori preferiti per la frequenza del campo elettromagnetico saranno preferibilmente compresi tra 5MHz e 500MHz. In particolare, le frequenze impiegabili potranno essere scelte nell’ambito degli intervalli di frequenza consentiti dalle normative internazionali per usi civili o industriali ed i cui valori centrali sono pari a 6.78 - 13.56 - 27.12 - 40.68 - 433.92MHz.

[0027] Ancor più preferibilmente il campo irraggiato potrà avere frequenza compresa tra 20MHz e 50MHz, essendosi sperimentalmente osservato che risultati ottimali si raggiungono già ai suddetti valori di frequenza più bassi, ad esempio attorno ai 27.12 MHz o ai 40.68 MHz.

[0028] Il dispositivo 1 potrà essere applicato ad un qualsiasi impianto per il trattamento di prodotti mediante applicazione di un campo elettromagnetico in radiofrequenza.

[0029] In particolare, un impianto comprendente il dispositivo secondo il trovato, non illustrato in figura, potrà trovare applicazione nell’industria alimentare, ad esempio per sterilizzare, pastorizzare o trattare prodotti alimentari in genere, in particolare prodotti a base di latte e/o a base di uovo, farine, granaglie e similari.

[0030] Simile impianti, provvisti di un dispositivo per la generazione di un campo elettromagnetico alternato in radiofrequenza secondo la tecnica nota sono ad esempio descritti in EP2375910 ed in EP1912512, entrambi a nome della stessa Richiedente.

[0031] Altre applicazioni preferite, ma non limitative, potranno essere quelle all'interno del settore conciario e del trattamento delle pelli industriali in genere, ad esempio al fine di ridurre il contenuto iniziale di umidità relativa di pelli provenienti da bagni di concia o altri trattamenti tipici del settore.

[0032] Della stessa Richiedente è ad esempio noto un impianto provvisto di un dispositivo per la generazione di un campo elettromagnetico alternato in radiofrequenza avente elettrodi piastriformi atti a generare un campo elettromagnetico sostanzialmente uniforme attraverso il quale sono fatti avanzare i prodotti da trattare, in particolare pelli industriali.

[0033] Ancora una possibile applicazione di un simile impianto potrà essere quella per il trattamento e l’asciugatura di materiali polimerici, quali profili o simili trattati in superficie con vernici a base acquosa.

[0034] L’impianto secondo il trovato potrà differenziarsi da questi noti impianti essenzialmente per le caratteristiche peculiari del dispositivo per la generazione del campo elettromagnetico alternato in radiofrequenza.

[0035] Tale dispositivo 1 comprenderà essenzialmente un applicatore 2 per l’emissione del campo elettromagnetico in una nella zona di lavoro 3 predeterminata dell’impianto e mezzi di alimentazione 4 dell’applicatore 2 con una tensione e corrente elettrica alternata di valore e frequenza predeterminati.

[0036] La zona di lavoro sarà generalmente la zona dell’impianto predisposta per il passaggio dei prodotti e sarà configurata in funzione della tipologia di prodotti da trattare e degli specifici mezzi di avanzamento dei prodotti all'interno deirimpianto.

[0037] Ad esempio i mezzi di avanzamento, non illustrati, potranno comprendere uno o più condotti o tubazioni, nel caso di prodotti pastosi, semi-pastosi, liquidi o in polvere, oppure potranno comprendere un nastro trasportatore, una rulliera o dispositivo similare nel caso di prodotti sfusi o, ancora, di pelli industriali, profili in materiale polimerici e prodotti di relativo ingombro in genere.

[0038] Il dispositivo 1, inoltre, comprende mezzi di controllo 5 associati ai mezzi di alimentazione 4 per controllare i parametri elettrici della tensione o della corrente fornita aH’applicatore 2 dai mezzi di alimentazione 4.

[0039] Opportunamente, i mezzi di controllo 5 potranno essere configurati per controllare i parametri elettrici relativi alla frequenza della tensione e/o della corrente fornita aH’applicatore 2.

[0040] Secondo una caratteristica peculiare del trovato, i mezzi di controllo 5 comprendono un ingresso 6 collegato alla rete elettrica di potenza, un circuito di controllo 7 per variare i parametri elettrici in maniera sostanzialmente istantanea in modo da variare istantaneamente la potenza di emissione del campo ed un’uscita 8 collegata ai mezzi di alimentazione 4.

[0041] In questo modo, la regolazione istantanea del circuito di controllo 7 dei parametri elettrici dei segnali forniti aN’applicatore 2 provocherà la variazione della potenza del campo elettromagnetico emessa nella zona di lavoro 3 dopo tempi di ritardo sostanzialmente nulli o particolarmente ridotti.

[0042] Secondo una forma particolarmente vantaggiosa, tuttavia non limitativa per il presente trovato, il circuito elettronico di controllo 7 comprenderà un inverter 9 avente un ingresso 10 collegabile ad una rete elettrica di potenza di tipo standard con tensione di valore efficace noto e pari a quella di distribuzione ed un’uscita 11 collegata all’uscita 8 del circuito elettrico di controllo 7.

[0043] Il circuito di controllo 7 potrà anche comprendere mezzi di interfaccia 12 collegati aN’inverter 9 per inserire e/o visualizzare dati relativi al valore dei parametri elettrici.

[0044] In particolare, i mezzi di interfaccia 12 potranno comprendere una tastiera alfanumerica, non illustrata, per l’immissione dei dati relativi al valore dei parametri elettrici desiderati ed un display, anch’esso non illustrato in quanti di tipo in sé noto, per la visualizzazione dei dati relativi al valore istantaneo di tali parametri.

[0045] Opportunamente, i mezzi di alimentazione 4 comprenderanno un amplificatore 13 con un ingresso 14 collegato all’uscita 11 dell’inverter 9 per ricevere ed amplificare la tensione in uscita al circuito di controllo 7 fino ai valori di tensione e/o corrente elettrica predeterminati.

[0046] In particolare, l'amplificatore 13 comprenderà un trasformatore 15 in alta tensione che in ingresso è collegato all’uscita 11 dell’inverter 9 per elevarne la tensione in uscita verso il circuito di controllo 7.

[0047] Inoltre, l’amplificatore 13 comprenderà anche almeno un triodo 16, collegato all’uscita 17 del trasformatore 15 per alimentare l’applicatore 2 con una corrente alternata di valore predeterminato.

[0048] In maniera nota, il triodo 16, semplicemente schematizzato nella Fig. 1 , comprenderà un circuito di comando elettricamente collegato all’anodo, al catodo e alla griglia per comandarne il funzionamento e regolare la corrente alternata fornita all’applicatore 2.

[0049] Opportunamente, l’applicatore 2 potrà comprendere almeno una coppia di elettrodi 18, 19 per l’emissione ed il direzionamento del campo elettromagnetico nella zona di lavoro 3.

[0050] La forma, tipologia e numero di elettrodi potranno essere scelte in funzione della particolare tipologia di impianto al quale il dispositivo 1 sarà destinato ed in particolare gli elettrodi potranno essere configurati secondo quanto descritto nei documenti brevettuali sopra citati a nome della stessa Richiedente.

[0051] Ad esempio, potranno essere realizzati con una coppia di piastre affacciate poste a distanza predeterminata per l'irraggiamento all'interno dello spazio di separazione di un campo elettromagnetico sostanzialmente uniforme, o, ancora, potranno essere elettrodi anulari atti ad essere attraversati dal suddetto condotto di alimentazione dei prodotti per consentire il passaggio di questi ultimi attraverso il campo.

[0052] Opportunamente, l’applicatore 2 comprenderà un condensatore 20 con armature 21 , 22 elettricamente collegate ai terminali elettrici degli elettrodi 18, 19.

[0053] In particolare, il condensatore 20 potrà essere configurato per limitare il valore della corrente elettrica fornita in uscita dai mezzi di alimentazione 4 nel caso in cui gli elettrodi 18, 19 siano poste in cortocircuito.

[0054] Una tale eventualità potrebbe verificarsi in maniera accidentale o a causa di malfunzionamenti del dispositivo 1 e la presenza del condensatore 20 potrà assicurare la fornitura di un carico di limitazione posto aN'uscita deN’amplificatore 13 e limitare così la corrente fornita dal triodo 16.

[0055] Opportunamente le armature 21, 22 potranno essere sostanzialmente piastriforme e reciprocamente distanziate con distanza fissa tale da generare nel condensatore 20 una capacità di valore predeterminato atta a determinare un’impedenza fissa e di valore ohmico sufficiente a mantenere limitata la corrente prodotta dal triodo 16 nel caso in cui gli elettrodi 18, 19 siano posti in cortocircuito.

[0056] Secondo un altro aspetto del trovato è previsto un metodo per il controllo del suddetto impianto per il trattamento di prodotti mediante radiofrequenza che comprende essenzialmente una fase a) di alimentazione dell’applicatore 2 con una tensione e/o corrente di alimentazione aventi rispettivi parametri elettrici predeterminati atti a generare un campo elettromagnetico alternato in radiofrequenza avente una potenza di emissione predeterminata, ed una fase b) di direzionamento del campo elettromagnetico verso un prodotto da trattare presente nella zona di lavoro 3 per riscaldarlo ad una temperatura di trattamento sufficiente ad ottenere l’effetto desiderato, che potrà essere pastorizzazione, sterilizzazione, deumidificazione per riscaldamento o similare.

[0057] Il metodo comprenderà un’ulteriore fase di regolazione di uno o più di tali parametri elettrici di alimentazione dell’applicatore 2 per variare la potenza di emissione e regolare la temperatura di trattamento.

[0058] Secondo una peculiarità del trovato , questa fase c) di regolazione comprenderà una fase di variazione continua della tensione in ingresso all’applicatore 2 da un valore iniziale ad un valore finale per variare sostanzialmente senza ritardo la potenza di emissione del campo elettromagnetico.

[0059] In particolare, la fase c) di regolazione sarà ottenuta variando la tensione di alimentazione in ingresso ai mezzi di alimentazione 4 dell’applicatore 2 mediante la regolazione di un circuito elettronico, ad esempio il suddetto inverter 9, senza effettuare regolazioni di tipo meccanico che comporterebbero inevitabilmente ritardi nella risposta dell'impianto.

Inoltre, la fase c) di regolazione della tensione sarà eseguita mantenendo sostanzialmente costante l’intensità della corrente associata al triodo 16.

[0060] Da quanto sopra descritto appare evidente che il dispositivo secondo il trovato realizza gli scopi prefissati ed in particolare quello di consentire la regolare dinamica ed immediata della potenza di emissione del campo elettromagnetico per regolare senza sostanzialmente alcun ritardo la temperatura di trattamento dei prodotti.

[0061] Inoltre, nel caso in cui l'impianto operi in assenza di carico tra gli elettrodi, l’utilizzo di un inverter permetterà di regolare la tensione a valori inferiori a quelli di esercizio per evitare la formazione di archi elettrici.

[0062] Il dispositivo, l'impianto ed il metodo secondo il trovato 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.

[0063] Anche se il dispositivo, l'impianto ed il metodo 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 al'ambito di tutela rivendicati

Claims (10)

1. R I V E N D I C A Z I O N I 1. Un dispositivo per la generazione di un campo elettromagnetico alternato in radiofrequenza in una zona di lavoro (3), comprendente: - un applicatore (2) per l’emissione del campo elettromagnetico nella zona di lavoro (3); - mezzi di alimentazione (4) di detto applicatore (2) con una tensione e corrente elettrica alternata di valore e frequenza predeterminati; - mezzi di controllo (5) associati a detti mezzi di alimentazione (4) per controllare i parametri elettrici di detta tensione, corrente e/o frequenza fornita a detto applicatore (2) da detti mezzi di alimentazione (4); caratterizzato dal fatto che detti mezzi di controllo (5) comprendono un ingresso (6) collegato alla rete elettrica di potenza, un circuito di controllo (7) per variare detti parametri elettrici in maniera sostanzialmente istantanea e variare istantaneamente la potenza di emissione del campo ed un’uscita (8) collegata a detti mezzi di alimentazione (4).
2. 2. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto circuito elettronico di controllo (7) comprende un inverter (9).
3. 3. Dispositivo secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detto circuito elettronico di controllo (9) comprende mezzi di interfaccia (12) collegati a detto inverter (9) per inserire e/o visualizzare dati relativi al valore di detti parametri elettrici.
4. 4. Dispositivo secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di alimentazione (4) comprendono un amplificatore (13) con un ingresso (14) collegato al’uscita (11) di detto inverter (9) per ricevere ed amplificare detta tensione di rete fino a detto valore di uscita predeterminato.
5. 5. Dispositivo secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che detto applicatore (2) comprende almeno una coppia di elettrodi (18, 19) per l’emissione ed il direzionamento di detto campo elettromagnetico in detta zona di lavoro (3).
6. 6. Dispositivo secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che detto amplificatore (13) comprende un trasformatore in alta tensione (15) collegato in ingresso all’uscita (11) di detto inverter (9) per elevarne la tensione in uscita ed almeno un triodo (16) collegato all’uscita (17) di detto trasformatore (15) per alimentare in corrente detti elettrodi (18, 19) con intensità predeterminata.
7. 7. Dispositivo secondo la rivendicazione 5 o 6, caratterizzato dal fatto che detto applicatore (2) comprende un condensatore (20) con armature (21 , 22) elettricamente collegate ai terminali elettrici di detti elettrodi (18, 19).
8. 8. Dispositivo secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che dette armature (21, 22) sono sostanzialmente piastriformi reciprocamente distanziate con distanza fissa.
9. 9. Un impianto per il trattamento di prodotti mediante un campo elettromagnetico alternato nella banda della radiofrequenza, caratterizzato dal fatto di comprendere una zona di lavoro (3) nella quale vengono disposti i prodotti da trattare, ed un dispositivo (1) per la generazione di un campo elettromagnetico alternato in radiofrequenza in detta zona di lavoro (3) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti.
10. 10. Un metodo per il controllo di un impianto per il trattamento di prodotti mediante radiofrequenza secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, comprendente le seguenti fasi: a) alimentazione di detto applicatone (2) con una tensione e/o corrente di alimentazione aventi rispettivi parametri elettrici predeterminati atti a generare un campo elettromagnetico alternato in radiofrequenza avente una potenza di emissione predeterminata; b) direzionamento di detto campo elettromagnetico verso una zona di lavoro (3) attraversata da un prodotto da trattare per riscaldarlo ad una temperatura di trattamento; c) regolazione di uno o più di detti parametri elettrici di alimentazione di detto applicatore (2) per variare la potenza di emissione e regolare la temperatura di trattamento; caratterizzato dal fatto che detta fase c) di regolazione comprende una fase di variazione continua della tensione in ingresso all’applicatore (2) da un valore iniziale ad un valore finale per variare sostanzialmente senza ritardo la potenza di emissione del campo elettromagnetico.