ITVI20130295A1

ITVI20130295A1 - CYLINDER HEATING SYSTEM FOR INDUSTRIAL USE

Info

Publication number: ITVI20130295A1
Application number: IT000295A
Authority: IT
Inventors: Antonio Panozzo
Original assignee: Sintec Textile Srl
Priority date: 2013-12-12
Filing date: 2013-12-12
Publication date: 2015-06-13

Description

DESCRIZIONE DESCRIPTION

dell’invenzione avente per TITOLO “Sistema di riscaldamento di cilindri ad uso industriale” of the invention having the TITLE "Heating system for cylinders for industrial use"

il presente trovato riguarda un sistema di riscaldamento di cilindri ad uso industriale, secondo la parte generale della rivendicazione 1. the present invention relates to a cylinder heating system for industrial use, according to the general part of claim 1.

In molte lavorazioni industriali è previsto l’impiego di cilindri riscaldati che vengono posti a contatto con i prodotti in lavorazione per modificarne le proprietà fisiche, meccaniche o estetiche. In many industrial processes, the use of heated cylinders is envisaged, which are placed in contact with the products being processed to modify their physical, mechanical or aesthetic properties.

A titolo di esempio si citano i cilindri riscaldati impiegati nelle industrie di fabbricazione della carta e delta produzione di tessuti. By way of example, the heated cylinders used in the papermaking and fabric production industries are mentioned.

Nello specifico, i tessuti, siano essi tessuti del tipo a “navetta” (trama-ordito), che del tipo tessuti a “catenella” (per maglieria), vengono sottoposti a trattamenti con calandre, essiccatoi a rulli, macchine compattatrici-stabilizzatrici ed altre, dove tutte queste macchine utilizzano cilindri riscaldati durante il trattamento e lo per la finitura di detti tessuti. Specifically, the fabrics, whether they are "shuttle" fabrics (weft-warp), or "chain" fabrics (for knitwear), are subjected to treatments with calenders, roller dryers, compacting-stabilizing machines and others, where all these machines use heated cylinders during the treatment and for finishing said fabrics.

Come è ben noto agli addetti del settore, tra le condizioni fondamentali per ottenere un buon risultato nelle lavorazioni che impiegano cilindri riscaldati, la principale è rappresentata dalla possibilità di regolare, con la massima precisione, la temperatura di trattamento ed inoltre di fare in modo che il valore della temperatura rimanga omogeneo in tutte le zone della superficie esterna del cilindro, sia assialmente, che radialmente. As is well known to the operators of the sector, among the fundamental conditions for obtaining a good result in the processes that use heated cylinders, the main one is represented by the possibility of regulating, with the utmost precision, the treatment temperature and also of making sure that the temperature value remains homogeneous in all areas of the external surface of the cylinder, both axially and radially.

All’atto pratico, se le suddette condizioni non sono garantite, si determina, di conseguenza, uno scadimento della qualità del prodotto trattato, con la possibilità di avere delle partire di prodotto da eliminare o, quanto meno, da classificare come “seconde o terze scelte” , con conseguente notevole danno economico per il produttore. In practice, if the aforementioned conditions are not guaranteed, a decline in the quality of the treated product is consequently determined, with the possibility of having product parts to be eliminated or, at least, to be classified as "second or third choices ", with consequent considerable economic damage for the producer.

Allo stato attuale della tecnica esistono cilindri riscaldati muniti di dispositivi che ne migliorano il funzionamento. In the current state of the art, there are heated cylinders equipped with devices that improve their operation.

A titolo di esempio si citano i documenti brevettuali: IT 1248205 (Monti Antonio) e WO 2007082851 Al (Lafer), dove vengono descritti dei sistemi di riscaldamento di un cilindro del tipo costituito da un primo cilindro metallico cavo, che comprende al suo interno un secondo corpo cilindrico, opportunamente distanziato dal primo, in modo da generare una camera anulare che viene parzialmente riempita con liquido diatermico il quale, riscaldato mediante dei resistori elettrici, trasmette il calore alla superfìcie esterna del primo cilindro, quella a contatto con il prodotto da trattare. Scopo del presente trovato è quello di realizzare un sistema di riscaldamento da applicare ai cilindri del tipo con camera anulare riempita di liquido diatermico (camera d’olio circonferenziale), che risulti privo degli inconvenienti manifestati dai dispositivi consimili di tipo noto. By way of example, the patent documents are cited: IT 1248205 (Monti Antonio) and WO 2007082851 Al (Lafer), where heating systems of a cylinder are described of the type consisting of a first hollow metal cylinder, which includes a second cylindrical body, suitably spaced from the first, so as to generate an annular chamber which is partially filled with diathermic liquid which, heated by electric resistors, transmits heat to the external surface of the first cylinder, the one in contact with the product to be treated . The purpose of the present invention is to provide a heating system to be applied to cylinders of the type with annular chamber filled with diathermic liquid (circumferential oil chamber), which is free from the drawbacks manifested by similar devices of known type.

Nello specifico, scopo del trovato è quello di realizzare un sistema di riscaldamento da applicare ai cilindri del tipo con camera anulare riempita di liquido diatermico impiegato, in particolare, nelle macchine di finissaggio tessile, che permetta di raggiungere una buona precisione e l’omogeneità della temperatura superficiale. Specifically, the object of the invention is to provide a heating system to be applied to cylinders of the type with an annular chamber filled with diathermic liquid used, in particular, in textile finishing machines, which allows to achieve good precision and homogeneity of the surface temperature.

Tale scopo è raggiunto con un sistema di riscaldamento della camera d’olio che prevede l’impiego di almeno una serpentina, percorsa dal fluido termovettore, che risulta immersa nel liquido diatermico per realizzare uno scambio termico diretto. In dettaglio, il trovato prevede che le serpentine possano espletare la loro funzione di scambio termico in abbinamento con i resistori elettrici, attualmente impiegati nei cilindri per riscaldare il fluido diatermico, in modo da velocizzare il tempo necessario per portare a regime la temperatura di lavoro. This purpose is achieved with an oil chamber heating system which involves the use of at least one coil, crossed by the heat transfer fluid, which is immersed in the diathermic liquid to achieve a direct heat exchange. In detail, the invention provides that the coils can perform their heat exchange function in combination with the electric resistors, currently used in the cylinders to heat the diathermic fluid, so as to speed up the time required to bring the working temperature to steady state.

Sempre in dettaglio, il trovato prevede che le serpentine, immerse nella camera d’olio circonferenziale, siano disposte a flusso incrociato ed, eventualmente, siano percorse da fluidi anche di diverso tipo (vapore, acqua surriscaldata, olio diatermico od altro) e con temperature diverse, in particolare per avere, a fine lavoro, un raffreddamento del cilindro rapido, ma senza danneggiare altri componenti. Again in detail, the invention provides that the coils, immersed in the circumferential oil chamber, are arranged in a cross flow and, if necessary, are crossed by fluids of different types (steam, superheated water, diathermic oil or other) and with temperatures different, in particular to have, at the end of the work, a rapid cooling of the cylinder, but without damaging other components.

Il trovato verrà meglio definito mediante la descrizione di alcune sue forme di realizzazione, rese a solo titolo di esempio non limitativo, con l’aiuto delle tavole di disegno allegate, dove: The invention will be better defined by the description of some of its embodiments, given as a non-limiting example only, with the help of the attached drawing tables, where:

- la fig. 1 (Tav, I) rappresenta una vista in elevazione e sezionata di un cilindro riscaldato da due circuiti contrapposti di serpentine e da una batteria di resistori elettrici; - fig. 1 (Tav, I) represents an elevation and sectional view of a cylinder heated by two opposite circuits of coils and by a battery of electrical resistors;

- la fig. 2 rappresenta una vista in sezione del cilindro, effettuata secondo la linea IMI di fig.1 ; - fig. 2 represents a sectional view of the cylinder, taken along the line IMI of fig.1;

- la fig. 3 (Tav. II) rappresenta una vista in elevazione e sezionata del cilindro riscaldato da un circuito ad una sola serpentina e da una batteria di resistori elettrici; - la fig. 4 rappresenta una vista in sezione del cilindro, effettuata secondo la linea IV-IV di fig. 3; - fig. 3 (Table II) represents an elevation and sectional view of the cylinder heated by a single coil circuit and by a battery of electric resistors; - fig. 4 represents a sectional view of the cylinder, taken along the line IV-IV of fig. 3;

- la fig. 5 (Tav. Ili) rappresenta una vista in elevazione e sezionata del cilindro riscaldato da un solo circuito a serpentina e senza resistori elettrici; - fig. 5 (Table III) represents an elevation and sectional view of the cylinder heated by a single coil circuit and without electrical resistors;

- la fig. 6 rappresenta una vista in sezione del cilindro, effettuata secondo la linea VI-VI di fig.5. - fig. 6 represents a sectional view of the cylinder, taken along the line VI-VI of fig. 5.

Come visibile nelle figg. 1-2, il cilindro riscaldato, indicato complessivamente con il riferimento 100, sostenuto dai perni laterali 101 è fatto ruotare attorno ai suddetti, è costituito da un primo corpo cilindrico cavo 1, che comprende al suo interno un secondo corpo cilindrico 2, opportunamente distanziato dal primo in modo da generare una camera anulare 3, che viene parzialmente riempita mediante liquido diatermico 4, riscaldato tramite una batteria di resistori elettrici 5, alimentati da un collettore rotante 6, calettato sul perno 101 e regolate tramite un termoregolatore 7, comandato dal microprocessore del sistema 8, che funziona in relazione alla temperatura sulla superficie del cilindro, misurata tramite una sonda di controllo temperatura 9, il tutto come in sé noto. As can be seen in figs. 1-2, the heated cylinder, indicated as a whole with the reference 100, supported by the lateral pins 101 and made to rotate around the aforesaid, is constituted by a first hollow cylindrical body 1, which comprises inside a second cylindrical body 2, suitably spaced from the first so as to generate an annular chamber 3, which is partially filled by means of diathermic liquid 4, heated by a battery of electric resistors 5, powered by a rotating manifold 6, keyed on the pin 101 and regulated by a thermoregulator 7, controlled by the microprocessor of the system 8, which works in relation to the temperature on the surface of the cylinder, measured by means of a temperature control probe 9, all as known per se.

La caratteristica di novità de! trovato è l’inserimento nella camera anulare 3 di una pluralità di serpentine 10 e 20, disposte in modo circonferenziale, che formano due circuiti, indicati con i riferimenti 1 1 e 21. The novelty feature of the! found is the insertion in the annular chamber 3 of a plurality of coils 10 and 20, arranged circumferentially, which form two circuits, indicated with the references 1, 1 and 21.

Le serpentine 10 e 20 immerse nel liquido diatermico 4, sono sagomate in modo contrapposto, cosicché esse risultano disposte a flusso incrociato e si estendono per la quasi totalità della lunghezza della camera anulare 3. The coils 10 and 20 immersed in the diathermic liquid 4 are shaped in an opposite way, so that they are arranged in a cross-flow and extend almost the entire length of the annular chamber 3.

Ogni circuito l i e 21 è alimentato tramite un proprio giunto rotante, rispettivamente 12 e 22, nel quale confluiscono il condotto di mandata 13 e 23 ed il condotto di scarico 14 e 24, regolato tramite le elettrovalvole 15 e 25. Each circuit 11 and 21 is fed through its own rotating joint, 12 and 22 respectively, into which the delivery duct 13 and 23 and the exhaust duct 14 and 24 converge, regulated by the solenoid valves 15 and 25.

Costruttivamente, oltre al sistema completo, rappresentato in fig, 1 , dove il cilindro viene riscaldato ad elevate temperature mediante i due circuiti 1 1 e 21 ed i resistori elettrici 5, è possibile riscaldare il cilindro con un unico circuito abbinato alla batteria di resistori elettrici (vedi figg.3-4) oppure, per il riscaldamento del cilindro a medie temperature, è possibile utilizzare solamente un circuito senza il sistema dei resistori elettrici 5, che può essere montato in un secondo tempo (vedi figg.5-6). Constructively, in addition to the complete system, represented in fig, 1, where the cylinder is heated to high temperatures by means of the two circuits 11 and 21 and the electric resistors 5, it is possible to heat the cylinder with a single circuit combined with the battery of electric resistors (see figs. 3-4) or, for heating the cylinder at medium temperatures, it is possible to use only one circuit without the system of electrical resistors 5, which can be mounted at a later time (see figs. 5-6).

Operativamente, i circuiti 10 e 20 possono essere alimentati con fluidi diversi quali: - olio diatermico, prelevalo da una linea esterna, che permette di riscaldare il cilindro fino a temperature delfiordine di 220°C, senza dover utilizzare per il riscaldamento anche i resistori elettrici 5; Operationally, the circuits 10 and 20 can be fed with different fluids such as: - diathermic oil, taken from an external line, which allows the cylinder to be heated up to temperatures of the order of 220 ° C, without having to use electrical resistors for heating as well 5;

- acqua surriscaldata e pressurizzata, presente in una linea esterna o fornita da apposite caldaie, che permette di riscaldare il cilindro fino a temperature dell’ordine di 180°C; - superheated and pressurized water, present in an external line or supplied by special boilers, which allows the cylinder to be heated up to temperatures of the order of 180 ° C;

- vapore, a 6 bar/l 60°C, che permette di portare la temperatura del cilindro a 130-140°C in 15-20 minuti, senza dover utilizzare per il riscaldamento anche i resistori elettrici. - steam, at 6 bar / l 60 ° C, which allows the cylinder temperature to be brought to 130-140 ° C in 15-20 minutes, without having to use electrical resistors for heating.

All’atto pratico, con il sistema di cui al trovato è possibile ridurre il tempo necessario per portare a regime la temperatura di lavoro sul cilindro, grazie al fatto che le serpentine sono immerse nel liquido diatermico e quindi permettono uno scambio termico immediato e veloce. In practice, with the system according to the invention it is possible to reduce the time required to bring the working temperature on the cylinder to full capacity, thanks to the fact that the coils are immersed in the diathermic liquid and therefore allow an immediate and fast heat exchange.

Λ titolo di esempio, se si deve lavorare ad alta temperatura (200-220°C), come nelle operazioni di termofissaggio del poliestere, si scalda rapidamente il cilindro fino a 150°C, utilizzando le serpentine percorse da vapore e di seguito si chiude il vapore e si attivano i resistori elettrici; in tal modo il tempo necessario per portare il cilindro al alta temperatura viene di molto ridotto, dalle 2 ore richieste con i normali sistemi di riscaldamento, a circa 60-70 minuti. Λ as an example, if you have to work at high temperatures (200-220 ° C), as in polyester heat setting operations, the cylinder is quickly heated up to 150 ° C, using the coils crossed by steam and then closes the steam and the electrical resistors are activated; in this way the time required to bring the cylinder to the high temperature is greatly reduced, from the 2 hours required with normal heating systems, to about 60-70 minutes.

Infine, sempre all’ atto pratico, è possibile realizzare un raffreddamento rapido, per abbassare la temperatura al di sotto di 100°C e poter fermare la macchina senza danneggiare i feltri, alimentando uno dei due circuiti con un fluido refrigerante. Finally, always in practice, it is possible to achieve rapid cooling, to lower the temperature below 100 ° C and to be able to stop the machine without damaging the felts, by feeding one of the two circuits with a refrigerant fluid.

Il trovato così concepito è suscettibile di modifiche e varianti ed i suoi dettagli costruttivi possono essere sostituiti da elementi tecnicamente equivalenti, purché il tutto rientri nel concetto inventivo definito dalle seguenti rivendicazioni. The invention thus conceived is susceptible of modifications and variations and its construction details can be replaced by technically equivalent elements, provided that the whole falls within the inventive concept defined by the following claims.

Claims

CLAIMS 1. CYLINDER HEATING SYSTEM FOR INDUSTRIAL USE, of the type consisting of a first hollow metal cylinder (1), which comprises inside a second cylindrical body (2), suitably spaced from the first, so as to generate an annular chamber ( 3), which is partially filled with diathermic liquid (4) which, heated by means of electric resistors (5), transmits heat to the external surface of the aforementioned first cylinder, the one in contact with the product to be treated, said heating system being characterized due to the fact of providing for the use of at least one coil (10,20), crossed by a heat transfer fluid, which is immersed in the diathermic liquid (4), to achieve a direct heat exchange, 2. CYLINDER HEATING SYSTEM FOR INDUSTRIAL USE, according to claim 1, characterized in that at least one coil (10.20) can operate the heat exchange, in combination with the heat exchange, of the electrical resistors (5). 3. HEATING SYSTEM OF CYLINDERS FOR INDUSTRIAL USE, according to claim 1, characterized by the fact that at least one coil (10.20) can operate the heat exchange, without the aid of electrical resistors (5), 4. CYLINDER HEATING SYSTEM FOR INDUSTRIAL USE, according to one or more of the preceding claims, characterized in that the coils (10,20) are arranged in a cross flow and extend for almost the entire length of the annular chamber (3) . 5. CYLINDER HEATING SYSTEM FOR INDUSTRIAL USE, according to one or more of the preceding claims, characterized in that the circuits (1,21) of coil batteries (10,20) are mutually separate and independent. 6. CYLINDER HEATING SYSTEM FOR INDUSTRIAL USE, according to one or more of the preceding claims, characterized by the fact that the coils (10,20) are traversed by different types of heat transfer fluids, such as steam, superheated water, diathermic oil or other fluid fit for purpose. HEATING SYSTEM FOR INDUSTRIAL CYLINDERS, according to one or more of the preceding claims, characterized in that the coils (10, 20) are traversed by heat transfer fluids at different temperatures. 8. CYLINDER HEATING SYSTEM FOR INDUSTRIAL USE, according to one or more of the preceding claims, characterized in that at least one circuit (21) is traversed by a heat-carrying fluid with the function of cooling the diathermic liquid (4). 9. HEATED CYLINDER (100), supported by lateral pins (101) and rotating around the aforementioned, consisting of a first hollow cylindrical body (1) which comprises inside a second cylindrical body (2), suitably spaced from the first so to generate an annular chamber (3), which is partially filled with diathermic liquid (4), heated by a battery of electric resistors (5), powered by a rotating collector (6), keyed on the pin (101) and regulated by means of a thermoregulator (7) controlled by the microprocessor of the system (8), which operates in relation to the temperature on the surface of the cylinder, measured by means of a temperature control probe (9), said cylinder being characterized by providing for insertion into the annular chamber (3) of a plurality of coils (10,20), arranged in a circumferential way, shaped in an opposite way, so that they are arranged in a cross flow and extend for almost all of the l length of the annular chamber (3), said two coils form two distinct circuits (11, 21), each fed through its own rotating joint (12, 22), into which a delivery duct (13, 23) and a duct converge drain (14, 24), regulated by means of a solenoid valve (15, 25),