ITVI20130304A1 - Impianto a vuoto stabilizzato per essiccatoio di pelli industriali a pianali di evaporazione multipli - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

dell’invenzione avente per TITOLO “Impianto a vuoto stabilizzato per essiccatoio di pelli industriali a pianali di evaporazione multipli”

II presente trovato riguarda un impianto a vuoto stabilizzato per essiccatoio di pelli industriali a pianali di evaporazione multipli, secondo la parte generale delia rivendicazione 1.

Come è ben noto, per Tessiccamento delle pelli in conceria è diffuso l’impiego dei cosiddetti “essiccatoi sotto vuoto”, che hanno oramai quasi completamente sostituito l’essiccamento mediante stenditura delle pelli su telai disposti in ambienti aerati e deumidificati.

Costruttivamente, un essiccatoio di tipo cosiddetto sottovuoto comprende una pluralità di pianali riscaldati, sui quali viene distesa la pelle umida, chiusi superiormente da coperchi apribili, per caricare e scaricare le pelli. Tali coperchi, quando sono chiusi, formano una camera dove viene creata una depressione che permette l’aspirazione in sottovuoto dell’umidità, fino all’asciugatura delle suddette pelli.

L’impianto del vuoto comprende, sostanzialmente, una sorgente di vuoto, costituita da una pompa “ad anello liquido” o di tecnologia più recente, disposta in serie ed a valle di condensatori/separatori, che hanno la funzione di trasformare i vapori umidi che vengono aspirati dai pianali in aria secca.

Operativamente, ogni volta che viene aperto un pianale, per ritirare la pelle essiccata, detto pianale viene scollegato dalla sorgente del vuoto alla quale viene di nuovo collegato dopo avere deposto una nuova pelle da essiccare e richiuso il coperchio.

Durante questa fase di scarico/carico delle pelli sul pianale, la pressione creatasi nei rimanenti pianali, che rimangono chiusi ed in condizione di sottovuoto, si stabilizza tramite l’impiego di valvole di non ritorno, in modo che la sorgente del vuoto ad essi collegata possa lavorare esclusivamente sul pianale appena richiuso, portando la camera a tenuta che si viene così a formare, dalla pressione atmosferica alla pressione sottovuoto uguale a quella degli altri pianali, che sono rimasti chiusi.

Raggiunta tale condizione, le valvole di non ritorno si riaprono, permettendo la ripresa della fase di asciugatura, che era stata precedentemente interrotta nel momento in cui il pianale appena chiuso aveva impegnato detta sorgente del vuoto in moto integrale.

Tale modo di operare crea nei pianali una variazione ciclica della pressione e si determina un allungamento i tempi per la stabilizzazione della pressione a regime; tutto ciò si riflette negativamente sulla produttività e sulle pelli che, a fine trattamento, sollecitate ciclicamente a sbalzi termici, presentano una qualità ridotta. Riepilogando, sono quindi due i principali inconvenienti che si manifestano nell’asciugatura sottovuoto de! pellame mediante essiccatoi a pianali multipli:

- il primo inconveniente è costituito dai lunghi tempi di evacuazione dell’aria e la conseguente stabilizzazione della pressione nei pianali appena chiusi, che si associano alle continue interruzioni alle quali gli altri pianali, già in fase di asciugatura, sono soggetti ogniqualvolta si aggiunge un nuovo pianale;

- il secondo inconveniente è costituito dal notevole allungamento dei tempi di asciugatura, conseguenti, oltre che dalle suddette continue interruzioni, anche dal fatto che la perdita di portata delle pompe per vuoto usate (ad anello liquido) hanno proprio nella fascia di lavoro corrispondente al maggior impiego, compresa fra i 40° - 70°C ed i 70-20 mbar, il rendimento più basso.

Per cercare di ridurre tali inconvenienti nel documento brevettuale n.VI93À000041 viene previsto l’impiego di un dispositivo di aspirazione (detto secondario) posto a monte della pompa del vuoto (detta primaria) e predisposto per operare in serie con la suddetta pompa al raggiungimento di un primo valore della pressione assoluta, così da ridurre ulteriormente la pressione nel circuito fino ad un secondo valore inferiore, che consente di aumentare istantaneamente l’evaporazione e/o di ridurre la temperatura di equilibrio dei vapori.

In particolare, detto dispositivo di aspirazione secondario, de! tipo ad alta portata e bassa prevalenza, costruttivamente viene attualmente realizzato con l’impiego di sofiatori ad alto vuoto a lobi, comunemente noti con il termine di “roots”.

In funzione, il sistema di pianali multipli, collegati ad una unica sorgente di vuoto, manifesta lo svantaggio di tempi di attesa dei pianali in fase di asciugatura particolarmente lunghi poiché, al line di ridurre i costi di esercizio ed i consumi di energia, vi è sempre maggior richiesta di pompe del vuoto di ridotte dimensioni; inoltre vi è da notare che se anche dette pompe sono abbinate con i sofiatori “roots”, esse impiegano, comunque, un tempo molto lungo per riportare il valore del vuoto del pianale appena chiuso al valore del vuoto presente negli altri pianali, che sono rimasti chiusi.

In buona sostanza, l’impiego dei sofiatori a lobi del tipo “roots” ha solo apparentemente permesso di sopperire alla perdita di portata tipica delle pompe a vuoto ad anello liquido, in quanto detti sofiatori, per la tipicità della loro costruzione e del loro funzionamento (assimilabile a quella dei compressori) hanno una resa ottimale solo quando la pressione finale scende a valori inferiori ai 50 mbar, ma tale valore del vuoto risulta praticamente inutile per l’asciugatura, delle pelli nei moderni e sofisticali impianti di asciugatura dove la temperatura più bassa di esercizio è di 40°C, che corrisponde a 70 rubar.

In definitiva, non si riscontra alcuna differenza migliorativa, sia a livello qualitativo finale del pellame essiccato, che a livello di riduzione dei tempi di asciugatura, ne lf impiegare o nel non impiegare negli essiccatoi “sottovuoto” di recente costruzione un soffiatore a lobi “roots”.

Scopo del presente trovato è quello di realizzare un impianto a vuoto stabilizzato per essiccatoio di pelli industriali a pianali di evaporazione multipli, dove il circuito del vuoto risulti privo degli inconvenienti manifestati dai prodotti consimili di tipo noto. Specificatamente, scopo del trovato è quello di mettere a disposizione dell’utente un impianto a vuoto in grado sia di dimezzare i tempi di stabilizzazione di ogni nuovo pianale aggiunto al ciclo di essiccaggio, che di sopperire alla perdita di portata delle pompe del vuoto principali, del tipo “ad anello liquido “ o similari.

Tale scopo è raggiunto con l’inserimento a monte della pompa del vuoto principale di una pompa a “basso vuoto”, nota con il nome di “soffiante a canali laterali”.

Tali tipi di macchine (a titolo di esempio si cita quella prodotta dalla ditta Elmo Rietschle), che si contraddistinguono per una elevata portata ed una limitata prevalenza, vengono usualmente utilizzate dove occorre creare una “depressione” più elevata di quella fornita da un ventilatore, ma non tanto da richiedere l’impiego di una pompa del vuoto e sono di diffuso impiego in diversi settori industriali quali macchine confezionatrici, apparecchiature medicali, nei forni industriali, negli impianti di depurazione dell’acqua, nell’industria enologica e nell’industria tessile. Prove di laboratorio ed applicazioni dirette sugli essiccatoi in lavoro nelle concerie hanno evidenziato, in modo inaspettato, come l’impiego delle soffianti a canali laterali, inserite, ex novo o in sostituzione delle pompe “roots”, migliori notevolmente il funzionamento dell’impianto a vuoto stabilizzato su pianali multipli.

Tale caratteristica di novità sarà resa più evidente mediante la descrizione di una possibile forma di realizzazione del trovato, resa a solo titolo di esempio non limitativo, con l’aiuto del disegno allegato, dove:

- la fig.l rappresenta uno schema dell’impianto a vuoto di cui al trovato.

Come visibile in fig.l, l’essicatoio di pelli, indicato complessivamente con il riferimento 100, comprende una pluralità di pianali 1, ognuno munito del proprio coperchio 2 e della valvola rompi - vuoto 3.

L’impianto del vuoto, indicato complessivamente con il riferimento 200, prevede che da ogni pianale 1 partano i condotti di aspirazione 4, intercettati tramite delle valvole del vuoto 5, che convogliano il fluido aspirato, la cui depressione nel condotto viene misurata tramite un vacuometro 6, in un separatore ciclonico di condensati 7, da dove i vapori vengono aspirati tramite una successiva soffiante a canali laterali 8, munita di una valvola di raffreddamento 9, seguita da uno scambiatore di calore 10, per il raffreddamento dell’aria in uscita di detta soffiante e da una valvola di non ritorno 11, posizionata a monte della pompa a vuoto primaria 12, che completa e chiude con lo scarico 13 detto impianto.

Per meglio interpretare il funzionamento dell’impianto a vuoto di cui al trovato è utile ricordare che alla chiusura del pianale 1, tramite il suo coperchio 2, la pompa del vuoto primaria 12 svolge due compiti:

- svuotare l’aria all’interno della camera a tenuta contenente le pelli “P”, che si è formata con il pianale richiuso, abbassando, conseguentemente anche la pressione, fino al raggiungimento del grado di vuoto corrispondente al punto di ebollizione dell’acqua contenuta nelle pelli;

- aspirare l’acqua dalle pelli che si trasforma in vapore.

Inoltre è utile ricordare che, nel momento in cui la pressione all’interno della camera di essicazione la pressione raggiunge un grado di vuoto corrispondente al punto di ebollizione, la pompa a vuoto primaria 12 non è più in grado di abbassare ulteriormente il grado di vuoto, fino a quando tutta l’acqua contenuta nelle pelli non sia stata aspirata.

La descrizione del funzionamento dell’impianto a vuoto 200 durante la fase di movimentazione della pelle “P” su un pianale inizia quando la situazione del suddetto impianto presenta la condizione in cui:

- la pompa a vuoto primaria 12 c in funzione;

- il circuito 4, fino alle valvole 5, è in condizioni di vuoto, alla stessa pressione della pompa a vuoto primaria 12;

- la soffiante 8 non è in funzione, ma in trascinamento;

- la valvola 9 è chiusa;

- lo scambiatore 10 è in funzione.

In tale situazione, si svolgono le seguenti fasi operative, in successione:

1 ) con la valvola 3 aperta si realizza l’apertura del pianale 1 ed il sollevamento del coperchio 2, in modo da poter ritirare la pelle “P” e stendere una nuova pelle da asciugare;

2) si chiude la valvola rompi - vuoto 3;

3) si chiude il pianale 1 con l’abbassamento del coperchio 2;

4) si apre la valvola del vuoto 5, relativa al pianale preparato per l’asciugatura.

Con tali operazioni si avvia l’azione di “equalizzazione”, in cui la pressione all’interno della camera del vuoto sul pianale 1 scende alla pressione media “pm-·, risultante dalla media fra il valore della pressione “pi” sul pianale appena richiuso ed il valore della pressione “p2” nel circuito 4, fino alla valvola 5.

Esemplificando: con la pressione sul pianale “pi,pari a 1000 mbar ed una pressione “P2-,normalmente pari a 100 mbar, la pressione “pm”risulta di 550 mbar.

Di seguito:

5) la pompa del vuoto primaria 12 inizia ad aspirare aria dal pianale 1 ;

6) quando il vacuometro 6 rileva il valore della pressione impostato sul PLC (in funzione delle temperatura di asciugatura) comanda l’inverter collegato alla soffiante 8, che la pone in avviamento;

7) la pressione scende fino a raggiungere il valore de! grado di vuoto corrispondente al “punto di ebollizione”.

Al termine delle suddette operazioni, se il tempo di asciugatura “ta” della pelle su un secondo pianale è inferiore al tempo richiesto per la sostituzione “ts” della pelle del primo pianale, si procede su detto secondo pianale, dopo che è terminata l’essicazione:

8.1) si chiude la valvola del vuoto 5 di detto secondo pianale;

8.2) si apre la valvola rompi - vuoto 3 di detto secondo pianale, per ripristinare la pressione atmosferica all’ interno dello stesso;

8.3) si apre la valvola 9 per raffreddare la soffiante 8;

8.4) si ferma la soffiante 8 tramite inverter.

Durante queste operazioni la pompa a vuoto primaria 12 resta in funzione ed in aspirazione, fino alle valvole 5.

Di contro, se il tempo di asciugatura “ta” della pelle su un secondo pianale è superiore al tempo richiesto per la sostituzione “ts” della pelle del primo pianale, si porta in condizioni di lavoro detto secondo pianale, tramite le seguenti operazioni:

9.1 ) si chiude la valvola 3;

9.2) si richiude il secondo pianale;

9.3) si apre la valvola 5 del secondo pianale.

A questo punto avviene l’azione di “equalizzazione”, come descritta in precedenza, ma essendo i suddetti valori di pressione “pi, p2”, inferiori, la pressione media “pm” risulterà anch’essa minore (normalmente sui 300 mbar); di conseguenza, la soffiante 8 rimane in funzione, in modo che i tempi di svuotamento di detto secondo pianale risultano pari alla metà rispetto al tempo di svuotamento del primo pianale.

All’atto pratico, i vantaggi di utilizzare una soffiante a canali laterali in sostituzione dei soffiatori ad alto vuoto “roots” sono:

- tempi di svuotamento dimezzati e quindi maggior produttività con tempi di attesa praticamente nulli;

- raddoppio delle portate e, conseguentemente, tempi di essicazione ridotti, nella fascia di vuoto più significativa, ovvero quella attorno al punto di ebollizione;

- tempo di equalizzazione più rapido, in quanto la soffiante, in virtù della sua particolare costruzione meccanica e della capacità di aspirazione, ha una maggior portata rispetto alla pompa del vuoto primaria;

- nel periodo in cui la soffiante non viene usata, la stessa funge come passaggio per l’aspirato dal pianale alla pompa primaria, senza la necessità di inserimento di bypass o di valvole deviatrici supplementari.

Il trovato così concepito è suscettibile di modifiche e varianti, purché tutte rientranti nel concetto inventivo definito dalle seguenti rivendicazioni.

Claims (7)

1. RIVENDICAZIONI 1. IMPIANTO A VUOTO STABILIZZATO PER ESSICCATOIO DI PELLI INDUSTRALI A PIANALI DI EVAPORAZIONE MULTIPLI, del tipo che prevede una pluralità di pianali (1) riscaldati, sui quali viene distesa la pelle umida (P), chiusi superiormente da coperchi (2) apribili, per caricare e scaricare le pelli, detti coperchi, quando sono chiusi, formando una camera dove viene creata una depressione, che permette l’aspirazione in sottovuoto dell’umidità, fino all’asciugatura delle suddette pelli, detto impianto comprendendo una sorgente di vuoto (12), costituita da una pompa “ad anello liquido” o di tecnologia più recente, disposta in serie ed a valle di condensatori/separatori (7), che hanno la funzione di trasformare i vapori umidi che vengono aspirati dai pianali in aria secca, detto impianto (200) caratterizzandosi per il fatto di prevedere l’inserimento a monte della pompa del vuoto principale (12) di una “soffiante a canali laterali” (8).
2. 2. IMPIANTO A VUOTO (200), secondo la rivendicazione 1, da utilizzare su essiccatoi di pelli (100) costituiti da una pluralità di pianali (1), ognuno munito dì un proprio coperchio (2) e di una valvola rompi - vuoto (3), caratterizzato dal fatto che da ogni pianale (1) partono dei condotti di aspirazione (4), intercettati tramite delle valvole del vuoto (5), che convogliano il fluido aspirato, la cui depressione nel condotto viene misurata tramite un vacuometro (6), in un separatore ciclonico di condensati (7), da dove i vapori vengono aspirati tramite una successiva soffiante a canali laterali (8), munita di una valvola di raffreddamento (9), seguita da uno scambiatore di calore (10), per il raffreddamento dell’aria in uscita di detta soffiante e da una valvola di non ritorno (11), posizionata a monte della pompa a vuoto primaria (12), che completa e chiude con lo scarico (13) detto impianto.
3. 3. IMPIANTO A VUOTO (200), secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la soffiante a canali laterali (8) è del tipo ad alta portata e bassa prevalenza.
4. 4. IMPIANTO A VUOTO (200), secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che la soffiante a canali laterali (8) è sempre attiva nel circuito, sia quando è in condizione di lavoro, in aspirazione, per incrementare la portata dell’aspirazione della pompa a vuoto principale (12), sia quando non viene usata, situazione in cui ha semplicemente la funzione di costituire un canale di passaggio dell’aspirato dal pianale ( 1 ) alla pompa di vuoto primaria (12).
5. 5. IMPIANTO A VUOTO (200), secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che la soffiante a canali laterali (8) è regolata tramite un inverter.
6. 6. IMPIANTO A VUOTO (200), secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di non prevedere, per la regolazione delle sorgenti di vuoto (8,12), dispositivi di bypass e/o valvole supplementari.
7. 7. ESSICATOIO DI PELLI 1NDUSTRAL1 A PIANALI DI EVAPORAZIONE MULTIPLI (100), caratterizzato dal fatto di essere munito di un impianto a vuoto (200), realizzato secondo una o più delle rivendicazioni precedenti.