ITMI20060892A1 - Macchina e metodo per produrre e lanciare particelle di ghiaccio secco - Google Patents

Description

Descrizione dell’invenzione avente per titolo:

“MACCHINA E METODO PER PRODURRE E LANCIARE PARTICELLE DI GHIACCIO SECCO”

La presente invenzione riguarda una macchina ed un metodo per produrre e lanciare particelle di ghiaccio secco al fine di effettuare la pulizia di superfici con materiale di tipo sublimabile.

L'impiego di particelle o granuli di C02allo stato solido per effettuare la pulizia di superfici è già noto da tempo e particolarmente apprezzato in un'ampia varietà di applicazioni. Infatti, le particelle di anidride carbonica allo stato solido non esercitano abrasione sulla superficie colpita, e dopo aver urtato la superficie da ripulire sublimano in breve tempo e si disperdono nell'atmosfera sotto forma di gas senza lasciare residui.

Un esempio di una macchina per la pulizia di superfici che adotta questa tecnologia viene descritto nel brevetto europeo n. EP-0768934. La macchina comprende un serbatoio di alimentazione nel quale viene inserito un blocco di ghiaccio secco a forma di parallelepipedo. Un dispositivo di trasporto e di spinta presente nel serbatoio preme il blocco contro un disco rotante dotato di lame che asportano granuli di ghiaccio secco dal blocco e li indirizzano direttamente verso un sistema di lancio che utilizza aria in pressione per trasportare i granuli contro la superficie da pulire. Poiché non viene realizzato alcuno stoccaggio temporaneo dei granuli, viene prevista la possibilità di controllare in modo automatico la velocità di produzione dei granuli agendo sul dispositivo di trasporto e di spinta presente nel serbatoio.

Questa macchina nota può essere tuttavia alimentata solo con blocchi di ghiaccio secco aventi forma e dimensioni determinate da quelle del serbatoio di alimentazione, altrimenti il dispositivo di trasporto e di spinta si rivelerebbe inefficace.

E' altresì nota nella tecnica una macchina per la produzione ed il lancio di particelle di ghiaccio secco che prevede un serbatoio verticale per l'alimentazione di ghiaccio secco da macinare. Sul fondo del serbatoio è presente un disco rotante dotato di denti forati che asportano le particelle dai pezzi di ghiaccio secco.

Questa macchina può essere tuttavia alimentata solo con pezzi di ghiaccio secco aventi dimensioni piuttosto piccole, ad esempio pezzi di forma cilindrica (noti anche come pellet) aventi diametro variabile da 3 a 5 mm e lunghezza variabile da 5 a 40 mm. Si rende necessario un peso per spingere i pezzi di ghiaccio secco da macinare contro il disco rotante, poiché il peso proprio del materiale non è sufficiente a portare il materiale a contatto del disco di macinazione e comunque varia in funzione del grado di riempimento del serbatoio.

Scopo della presente invenzione è quello di proporre una macchina per produrre e lanciare particelle di ghiaccio secco che possa essere alimentata con differenti tipologie di pezzi di ghiaccio secco per quanto riguarda forma e dimensioni degli stessi.

Un altro scopo della presente invenzione è quello di proporre una macchina del tipo sopra citato che sia particolarmente semplice ed economica da realizzare.

Un ulteriore scopo della presente invenzione è quello di proporre una macchina che consenta di variare in modo semplice ed immediato la granulometria delle particelle di ghiaccio secco prodotte fra almeno una coppia di valori differenti. Secondo un primo aspetto dell'invenzione, questi scopi vengono raggiunti grazie ad una macchina per produrre e lanciare particelle di ghiaccio secco, comprendente almeno un serbatoio di alimentazione nel quale viene caricato il ghiaccio secco sotto forma di pezzi da macinare, il serbatoio di alimentazione avendo almeno un'apertura di uscita posta in prossimità di almeno un gruppo di macinazione, e mezzi per lanciare le particelle di ghiaccio secco prodotte dal gruppo di macinazione attraverso un ugello di erogazione, caratterizzata dal fatto che il gruppo di macinazione comprende un rullo dentato posto in rotazione in prossimità dell'apertura di uscita del serbatoio di alimentazione.

Oltre ad effettuare la macinazione dei pezzi di ghiaccio secco, il rullo dentato esercita un'azione di movimentazione e di trascinamento su pezzi di forma e dimensioni differenti, senza richiedere elementi di spinta o di trasporto dei pezzi, e tale da consentire una semplice alimentazione per gravità.

Infatti, il serbatoio di alimentazione per i pezzi di ghiaccio secco da macinare è posto preferibilmente al di sopra del rullo dentato, con asse di simmetria sostanzialmente perpendicolare alla superficie di appoggio della macchina.

Una macchina secondo l'invenzione risulta così idonea a ricevere diverse tipologie di pezzi di ghiaccio secco tra quelle più diffuse per quanto riguarda forma e dimensioni. Ad esempio, oltre ai già citati pellet, si possono utilizzare cilindretti con diametro di 10-16-19-mm e lunghezza di 30-70, "pastiglie" cilindriche aventi diametri variabili tra 50 e 70 mm e spessore di 10-20 mm, oppure anche tavolette o piastrelle con spessori fino 50 mm. La macchina si presta comunque a ricevere anche pezzi di forma irregolare rispetto a quelle più diffuse, ad esempio pezzi recuperati da blocchi o piastrelle frantumate.

Il rullo dentato è preferibilmente disposto superiormente ad una tramoggia di stoccaggio temporaneo delle particelle di ghiaccio secco. Una coclea viene posta in rotazione da un motore elettrico sul fondo della tramoggia per trasportare le particelle di ghiaccio secco verso i mezzi di lancio. Lo stoccaggio temporaneo consente di presentare ai mezzi di lancio ima portata uniforme delle particelle di ghiaccio secco, permettendo così di ottenere in uscita un flusso continuo e costante di particelle.

Secondo una possibile forma di realizzazione, l'asse di simmetria del serbatoio è incidente con all'asse di rotazione del rullo dentato. In questo caso, il rullo dentato può essere fatto ruotare sia in senso orario che in senso antiorario, senza influire sull'azione di movimentazione e di trascinamento esercitata dal rullo dentato sui pezzi da macinare.

La rotazione del rullo dentato in entrambi i sensi può essere facilmente ottenuta mediante opportuni mezzi di controllo, comprendenti ad esempio un inverter o simile, agenti su un motore elettrico che aziona in rotazione il rullo dentato, e che consentono anche la regolazione della velocità di rotazione del rullo.

Il rullo dentato comprende preferibilmente una pluralità di denti di macinazione sporgenti dalla superficie del rullo ed aventi sezione trasversale sostanzialmente triangolare. Quando il rullo viene azionato in un senso di rotazione, l'impatto dei denti con i pezzi di ghiaccio secco da macinare avviene secondo una superficie maggiore, o viceversa minore, rispetto a quando il rullo viene azionato nel senso di rotazione opposto. Con la stessa macchina si possono così ottenere in modo particolarmente semplice delle particelle di ghiaccio secco aventi granulometria di due valori differenti, offrendo così la possibilità di selezionare la granulometria desiderata in finizione del tipo di superficie su cui effettuare l'operazione di pulizia e/o in funzione del tipo di sporco o incrostazioni da rimuovere.

Secondo una forma di realizzazione alternativa, l'asse di simmetria del serbatoio è sfalsato rispetto all'asse di rotazione del rullo dentato. In questa forma di realizzazione alternativa la macchina può essere alimentata anche con piastrelle di spessore maggiore rispetto a quelle utilizzabili con la forma di realizzazione precedente.

Secondo un altro aspetto della presente invenzione, viene proposto un metodo per produrre e lanciare particelle di ghiaccio secco secondo la rivendicazione 11. Altre caratteristiche del metodo secondo la presente invenzione sono riportate nelle rispettive rivendicazioni dipendenti.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione risulteranno più evidenti dalla seguente descrizione, fatta a titolo di esempio, con riferimento ai disegni schematici allegati, in cui:

la Figura 1 è una vista laterale in elevazione di alcuni componenti di una macchina secondo la presente invenzione;

la Figura 2 A è una vista frontale di alcuni componenti della macchina secondo una possibile forma di realizzazione della presente invenzione; la Figura 2B è una vista frontale di alcuni componenti della macchina secondo un'altra forma di realizzazione della presente invenzione;

- la Figura 3 è una vista ingrandita in pianta dei denti presenti sul rullo di macinazione secondo una possibile forma di realizzazione della presente invenzione;

le Figure 4A e 4B illustrano due possibili disposizioni dei denti su un rullo di macinazione in una macchina secondo la presente invenzione la Figura 5 è una vista in sezione del rullo di macinazione secondo la forma di realizzazione di Figura 3; e

la Figura 6 è una vista in sezione di una ulteriore forma di realizzazione del rullo di macinazione in una macchina secondo la presente invenzione. Nelle Figure 1, 2A e 2B sono illustrati alcuni dei componenti di una macchina per produrre e lanciare particelle di ghiaccio secco secondo alcune possibili forme di realizzazione della presente invenzione.

La macchina comprende una carcassa 1 che contiene un serbatoio di alimentazione 10 nel quale vengono caricati i pezzi di ghiaccio secco da macinare tramite un portello richiudibile 2. Tutte le parti del serbatoio e della macchina a contatto con il ghiaccio secco, che si trova ad temperatura non superiore a circa -78 °C, sono naturalmente coibentate o comunque termicamente isolate rispetto alla carcassa 1. La macchina secondo l'invenzione può essere realizzata con dimensioni particolarmente limitate, in modo tale da risultare facile da movimentare, è può anche essere dotata di ruote fissate al fondo della carcassa 1 oppure appoggiata e/o installata su un carrello dotato di ruote (non mostrato).

Il serbatoio di alimentazione 10 si estende verticalmente con asse di simmetria S sostanzialmente perpendicolare alla superficie di appoggio della macchina P, in modo tale da favorire l'alimentazione per gravità dei pezzi di ghiaccio secco ad un rullo di macinazione 20 disposto in posizione sottostante al serbatoio 10 in corrispondenza di un'apertura 15 (Figg. 2A e 2B).

Il rullo di macinazione 20 è azionato in rotazione da un motore elettrico 30 tramite mezzi di trasmissione del moto 31 che collegano i rispettivi alberi e la rotazione del rullo di macinazione 20 è soggetta a mezzi di controllo (non mostrati) in grado di regolare la velocità di rotazione del rullo 20 e variarne il senso di rotazione. Il comando manuale delle principali funzioni della macchina viene reso disponibile ad un operatore tramite un quadro di comando 3 disposto sulla parte frontale della macchina.

Le particelle di ghiaccio secco ottenute per macinazione sono raccolte temporaneamente in una tramoggia 40 prima di essere trasferite a mezzi di lancio 50 tramite una coclea 45 posta in rotazione sul fondo della tramoggia 40 da un motore 55. Lo stoccaggio temporaneo delle particelle consente di ottenere in uscita un flusso costante ed uniforme delle particelle, che è necessario per ottenere una buona qualità di pulizia e rimozione.

I mezzi di lancio 50 possono essere costituiti da qualsiasi mezzo idoneo di tipo noto. Ad esempio, le particelle possono essere prelevate per effetto Venturi da un flusso di aria in pressione e dirette così verso l'ugello di erogazione tramite un idoneo tubo flessibile collegato ad un raccordo 51 presente sulla macchina.

Alternativamente, i mezzi di lancio 50 possono comprendere un distributore del tipo "revolver", con un tamburo rotante dotato di opportune sedi in cui le particelle vengono man mano depositate e lanciate da un flusso di aria in pressione. La rotazione del tamburo può anche essere impartita dallo stesso motore 30 che aziona il rullo 20.

Nelle Figure 2A e 2B vengono illustrate due possibili forme di realizzazione alternative della macchina secondo la presente invenzione.

In Figura 2 A il serbatoio 10 è disposto con il suo asse di simmetria S incidente all'asse di rotazione R del rullo di macinazione 20. In questa forma di realizzazione la macchina risulta idonea a lavorare con diverse tipologie di pezzi di ghiaccio secco ed il rullo di macinazione 20 può essere fatto ruotare in entrambi i sensi (freccia bidirezionale CA) per sfruttare alcune caratteristiche vantaggiose che verranno descritte più in dettaglio nel seguito.

Nella forma di realizzazione di Figura 2B, l'asse di simmetria S del serbatoio 10 è sfalsato rispetto all'asse di rotazione R del rullo di macinazione 20. In questo caso può essere previsto eventualmente uno scivolo di guida 41 (rappresentato con linea tratteggiata) per agevolare la discesa dei pezzi alimentati a contatto del rullo 20. In questa forma di realizzazione, la macchina secondo l'invenzione risulta idonea ad essere alimentata con "piastrelle" di circa 50 mm di spessore mantenendo però la rotazione del rullo 20 secondo la direzione indicata dalla freccia A. Con altri pezzi di forma diversa e/o dimensioni inferiori è invece possibile far ruotare il rullo di macinazione 20 in entrambe le direzioni.

Facendo riferimento alle Figure 3, 4A e 4B, il rullo di macinazione 20 è costituito preferibilmente da un rullo dotato di una pluralità di denti 21 sporgenti dalla superficie del rullo ed aventi sezione trasversale sostanzialmente triangolare. Nelle forme di realizzazione qui rappresentate la superficie del rullo 20 è preferibilmente priva di fori, in modo tale che le particelle di ghiaccio secco asportate dai pezzi in corso di macinazione vengano rilasciate direttamente nella tramoggia 40.

I denti 21 sono allineati sul rullo 20 lungo linee elicoidali 22 ad uno o più principi. Le linee elicoidali di uno o più principi possono ad esempio convergere verso il centro del rullo come rappresentato schematicamente in Figura 4 A, oppure possono essere orientate nello stesso verso come indicato in Figura 4B. In ogni caso, 11 numero di principi, la loro disposizione ed il loro orientamento può essere selezionato in funzione dell'effetto di movimentazione più efficace per la forma ed alle dimensioni dei pezzi di ghiaccio secco alimentati usualmente alla macchina.

Nella vista in sezione di Figura 5 si nota la conformazione dei denti 21, che presentano essenzialmente una faccia "frontale" 23, uno spigolo "posteriore" 24 ed una cuspide 25. I termini "frontale" e "posteriore" vanno intesi secondo uno dei possibili sensi di rotazione del rullo 20, vale a dire quello antiorario indicato dalla freccia A.

Quando il rullo 20 viene posto in rotazione antioraria, ciascun dente 21 incontra i pezzi di ghiaccio secco con la sua superficie più estesa, quella della faccia 23, producendo così particelle di granulometria maggiore rispetto a quando il rullo 20 viene invece azionato in senso opposto. Infatti, quando il rullo 20 viene fatto ruotare in senso orario (freccia C), lavora essenzialmente solo spigolo 24 sui pezzi di ghiaccio secco da macinare, producendo così particelle di ghiaccio aventi granulometria inferiore.

Secondo un'altra possibile forma di realizzazione, alcuni tra i denti 21 possono avere una cuspide 25 inclinata rispetto ad un asse radiale passante per ciascuno di essi. Questa forma di realizzazione viene illustrata schematicamente in Figura 6, nella quale sono rappresentati alcuni denti 2Γ inclinati in senso opposto rispetto ad altri denti 21", sempre con riferimento ad assi radiali D passanti per ciascuno dei denti 2Γ, 21".

Varie modifiche possono essere apportate rispetto alle forme di realizzazione esemplificative qui rappresentate senza uscire dall'ambito della presente invenzione. Ad esempio, può essere utilizzato anche un rullo dentato dotato di fori passanti, a condizione che siano previsti opportuni mezzi e/o conformazioni per agevolare il trasferimento delle particelle di ghiaccio secco verso la tramoggia e/o la relativa coclea. Anche un rullo troncoconico, in luogo di uno cilindrico, può essere utilizzato a questo scopo.

Claims (19)

1. RIVENDICAZIONI 1. Macchina per produrre e lanciare particelle di ghiaccio secco, comprendente almeno un serbatoio di alimentazione nel quale viene caricato il ghiaccio secco sotto forma di pezzi da macinare, detto serbatoio di alimentazione avendo almeno un'apertura di uscita posta in prossimità di almeno un gruppo di macinazione, e mezzi per lanciare le particelle di ghiaccio secco prodotte da detto gruppo di macinazione attraverso un ugello di erogazione, caratterizzata dal fatto che detto gruppo di macinazione comprende un rullo dentato posto in rotazione in prossimità dell'apertura di uscita di detto serbatoio di alimentazione.
2. 2. Macchina secondo la rivendicazione 1, in cui detto serbatoio di alimentazione è posto superiormente a detto rullo dentato con asse di simmetria sostanzialmente perpendicolare alla superficie di appoggio della macchina.
3. 3. Macchina secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui detto rullo dentato è posto in rotazione attorno ad un asse sostanzialmente parallelo alla superficie di appoggio della macchina, ed in cui l'asse di simmetria di detto serbatoio è incidente con all'asse di rotazione di detto rullo dentato.
4. 4. Macchina secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui detto rullo dentato è posto in rotazione attorno ad un asse sostanzialmente parallelo alla superficie di appoggio della macchina, ed in cui l'asse di simmetria di detto serbatoio è sfalsato rispetto all'asse di rotazione di detto rullo dentato.
5. 5. Macchina secondo la rivendicazione 1, comprendente ulteriormente almeno una tramoggia di stoccaggio temporaneo delle particelle di ghiaccio secco, ed in cui almeno una coclea viene posta in rotazione sul fondo di detta tramoggia per trasportare le particelle di ghiaccio secco verso detti mezzi di lancio.
6. 6. Macchina secondo la rivendicazione 1, in cui detto rullo dentato comprende una pluralità di denti di macinazione sporgenti dalla superficie di detto rullo ed aventi sezione trasversale sostanzialmente triangolare.
7. 7. Macchina secondo la rivendicazione 6, in cui almeno parte di detti denti di macinazione hanno una cuspide inclinata rispetto ad un asse radiale passante per ciascuno di detti denti.
8. 8. Macchina secondo la rivendicazione 7, in cui alcuni di detti denti hanno una cuspide inclinata in senso opposto rispetto ad altri di detti denti.
9. 9. Macchina secondo la rivendicazione 1, in cui è previsto almeno un primo motore per azionare in rotazione detto rullo dentato e mezzi per controllare la velocità ed il verso di rotazione di detto primo motore.
10. 10. Macchina secondo la rivendicazione 1 e 5, in cui è previsto almeno un secondo motore per azionare in rotazione almeno detta coclea disposta sul fondo di detta tramoggia.
11. 11. Metodo per produrre e lanciare particelle di ghiaccio secco, in cui dette particelle vengono ottenute per macinazione di pezzi di ghiaccio secco disposti in un serbatoio di alimentazione, detto serbatoio di alimentazione avendo almeno un'apertura di uscita posta in prossimità di almeno un gruppo di macinazione, ed in cui le particelle di ghiaccio secco prodotte da detto gruppo di macinazione vengono lanciate successivamente attraverso un ugello di erogazione, caratterizzato dal fatto che la macinazione di detti pezzi di ghiaccio secco viene effettuata da un rullo dentato posto in rotazione in prossimità del'apertura di uscita del serbatoio di alimentazione.
12. 12. Metodo secondo la rivendicazione 11, in cui l'alimentazione di detti pezzi di ghiaccio secco a detto rullo dentato viene realizzata per gravità.
13. 13. Metodo secondo la rivendicazione 11, in cui viene previsto lo stoccaggio temporaneo di dette particelle di ghiaccio secco in una tramoggia, ed il successivo trasferimento di dette particelle da detta tramoggia a detto ugello di erogazione.
14. 14. Metodo secondo la rivendicazione 11, in cui detto rullo dentato comprende una pluralità di denti di macinazione sporgenti dalla superficie di detto rullo ed aventi sezione trasversale sostanzialmente triangolare.
15. 15. Metodo secondo la rivendicazione 14, in cui almeno parte di detti denti di macinazione hanno una cuspide inclinata rispetto ad un asse radiale passante per ciascuno di detti denti.
16. 16. Metodo secondo la rivendicazione 15, in cui alcuni di detti denti hanno una cuspide inclinata in senso opposto rispetto ad altri di detti denti.
17. 17. Metodo secondo la rivendicazione 11, in cui la velocità di rotazione di detto rullo dentato viene regolata manualmente.
18. 18. Metodo secondo la rivendicazione 11, in cui la macinazione di detti pezzi di ghiaccio secco viene effettuata facendo ruotare detto rullo dentato in senso orario.
19. 19. Metodo secondo la rivendicazione 11, in cui la macinazione di detti pezzi di ghiaccio secco viene effettuata facendo ruotare detto rullo dentato in senso antiorario.