ITTO20060381A1 - Procedimento ed apparecchiatura per la vulcanizzazione di articoli di materiale elastomerico, in particolare di manicotti di gomma cruda per molle ad aria. - Google Patents

Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo:

"Procedimento ed apparecchiatura per la vulcanizzazione di articoli di materiale elastomerico, in

particolare di manicotti di gomma cruda per molle

ad aria"

Di: C.F. GOMMA S.p.A., nazionalità italiana, Via S.

Antonio 59, 1-25050 Passirano (Brescia)

Inventori designati: Pierfederico CANCARINI, Marco

BESANA

Depositata il: 25 maggio 2006 T0 2006 A 000381

c-O cr.

* * *

DESCRIZIONE

La presente invenzione riguarda un procedimento ed un'apparecchiatura per la vulcanizzazione di

articoli di materiale elastomerico, in particolare

manicotti di gomma cruda per molle ad aria.

Più specificamente l'invenzione ha per oggetto

un procedimento comprendente le operazioni di

predisporre uno stampo riscaldatile nel quale

è definita una camera di vulcanizzazione in cui intorno ad una camera gonfiabile o camera BOM viene

disposto un articolo, in particolare un manicotto,

da vulcanizzare,

insufflare un mezzo aeriforme nella camera

gonfiabile ed evacuare l'aria dalla camera di vul

canizzazione, in modo tale per cui detto articolo

di espanda applicandosi alla parete della camera di vulcanizzazione, e

alimentare quindi alla camera gonfiabile di un

gas riscaldato ad una temperatura prefissata e con

una pressione predeterminata, per realizzare la vulcanizzazione dell'articolo nella configurazione

espansa.

I procedimenti noti secondo la tecnica anteriore prevedono l'alimentazione alla camera gonfia- ∞ co bile o camera BOM di un flusso di acqua surriscaldata. Tali procedimenti noti presentano rilevanti

problemi di sicurezza. Infatti, se lo stampo dovesse accidentalmente riaprirsi mentre la camera di !-vulcanizzazione è ancora in pressione, la subitanea

spontanea espansione dell'acqua surriscaldata potrebbe avere effetti devastanti. Ulteriori problemi

possono derivare da fuoriuscite accidentali di acqua surriscaldata dalle apparecchiature associate

allo stampo, ad esempio a seguito di una rottura di

una tubazione o della lacerazione di una guarnizione. Un operatore che venga accidentalmente investito da un getto di acqua o vapore surriscaldato può

subire lesioni gravissime.

Ulteriori inconvenienti legati all'utilizzo di

acqua surriscaldata derivano dal fatto che, nonostante essa venga addizionata con prodotti disossidanti, essa risulta comunque assai aggressiva nei

confronti dei metalli. Ciò comporta seri problemi

di corrosione delle tubazioni, dei corpi delle valvole, degli scambiatori di calore e delle pompe di

circolazione. La ruggine che conseguentemente si

forma può comportare frequenti intasamenti dei filtri. Anche le guarnizioni risultano soggette a rotdu CO

ture frequenti, e le tenute meccaniche delle pompe CO ai LXJ

si deteriorano rapidamente.

Uno scopo della presente invenzione è dunque

di proporre un procedimento che consenta di ovviare

agli inconvenienti sopra delineati dei procedimenti

secondo la tecnica anteriore.

Questo ed altri scopi vengono realizzati secondo 1<1>invenzione con un procedimento del tipo sopra specificato, caratterizzato dal fatto che il

suddetto gas è sostanzialmente azoto preriscaldato

ad una temperatura compresa fra 140° e 180°C, alimentato alla camera gonfiabile o camera BOM ad una

pressione compresa fra 15 e 30 bar, e preferibilmente fra 20 e 25 bar.

L'invenzione riguarda parimenti un'apparecchiatura per l'attuazione del procedimento di cui

sopra.

Convenientemente, l'azoto necessario per l'attuazione del procedimento è ottenuto mediante la

sua separazione dall'aria ambientale.

Essendo l'azoto un gas inerte, il suo utilizzo

consente di ridurre drasticamente i fenomeni di

corrosione delle parti metalliche e di incrementare

la vita utile delle guarnizioni. Questo permette un

risparmio in termini di parti di ricambio, ma anche

di ridurre il numero e la durata degli interventi ∞ co cc di manutenzione/sostituzione. La riduzione di tali 'ί·

Γv' interventi deriva anche dalla minore complessità dell'apparecchiatura che richiede essenzialmente ^ un'unica tubazione di mandata per l'azoto verso i ^

-.r singoli stampi.

Convenientemente, al termine di un ciclo di vulcanizzazione l'azoto in pressione introdotto negli stampi viene evacuato attraverso un camino. Ciò

consente di eliminare lo scarico di acqua calda

che, dovendo rispettare normative stringenti, risultava piuttosto costoso.

Ulteriori vantaggi dell'invenzione risiedono

nella riduzione dell'energia necessaria per la vulcanizzazione di un articolo, nella diminuzione degli scarti di lavorazione, nel minore degrado delle

camere di vulcanizzazione, e nella riduzione della

condensa scaricata al termine di un ciclo di vulcanizzazione.

Anche i tempi del ciclo di vulcanizzazione risultano considerevolmente ridotti, con conseguente

vantaggio in termini di incremento produttivo.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell<1>invenzione risulteranno dalla descrizione dettagliata

che segue, effettuata a puro titolo di esempio non

limitativo, con riferimento ai disegni allegati,

η. nei quali: co OC

ri<j>la figura 1 è una rappresentazione schematica,

ci in parte sezionata di uno stampo di vulcanizzazione <V1 utilizzabile nell'attuazione del procedimento se oo CQ

condo 1'invenzione; oo<c la figura 2 è una rappresentazione schematica

di un impianto per la separazione dell'azoto dall'area ambientale, in vista dell'utilizzo dell'azoto in un procedimento secondo l'invenzione; e

le figure da 3 a 5 sono schemi di un modo di

realizzazione di un'apparecchiatura per l'attuazione del procedimento secondo l'invenzione.

Nella figura 1 con 1 è complessivamente indicato uno stampo per la vulcanizzazione di articoli

di materiale elastomerico, in particolare di mani

cotto di gomma cruda per molle ad aria.

Lo stampo 1, che è di tipo per sé noto, comprende essenzialmente due porzioni o semistampi 2 e

3, rispettivamente superiore ed inferiore, fra loro

accoppiabili a tenuta.

Le due porzioni 2 e 3 dello stampo 1 presentano rispettive cavità 2a e 3a che nella condizione

chiusa dello stampo definiscono nel complesso una

camera di vulcanizzazione 4. In tale camera, intorno ad una camera gonfiabile o camera BOM 5, viene

n, nell'uso infilato un articolo di gomma cruda 6 da co ;;j vulcanizzare, in particolare un manicotto per molle

ad aria. Lo stampo 1 viene quindi richiuso.

Le due parti 2 e 3 dello stampo 1 presentano

"XJ ZJ· rispettivi raccordi 7 ed 8 per 1<1>ingresso di un Ti flusso di vapore ad alta temperatura e per la fuoriuscita della corrispondente condensa, per realizzare il riscaldamento dello stampo ad una temperatura operativa di ad esempio 170°C.

Tali parti dello stampo presentano inoltre rispettivi raccordi 9 e 10 comunicanti con le rispettive cavità 2a e 3a e destinati ad essere accoppiate ad una sorgente di depressione (vuoto).

La porzione inferiore 3 dello stampo 1 presenta inoltre un raccordo 11 per alimentare all'inter

no della camera BOM 5 un flusso di vapore, un raccordo 12 per l'alimentazione a detta camera BOM 5

di un flusso di azoto preriscaldato, ed un ulteriore raccordo 13 per l'evacuazione della camera BOM

5.

Convenientemente l'azoto necessario dall'attuazione del processo viene ottenuto mediante un

impianto che provvede a separare dall'aria ambientale l'azoto in essa contenuto. Un modo esemplificativo di realizzazione di un siffatto impianto è <D.

CÒ

schematicamente rappresentato nella figura 2. Tale CO cfcU impianto comprende un compressore 20 che preleva

aria dall'ambiente circostante e la comprime ad esempio sino ad una pressione di 7 bar, alimentandola ad un serbatoio di accumulo 21 avente ad esempio

una capacità di 1000 litri. A valle del serbatoio

21 l'aria compressa entra in un separatore di azoto

22 comprendente un sistema di filtrazione di ingresso 23 seguito da una pluralità di torri di assorbimento 24. In tali torri sono inseriti filtri,

ad esempio filtri di carbonio, atti a trattenere le

molecole di ossigeno e a lasciar passare le molecole di azoto. Un sistema di controllo (non rappresentato), comprendente ad esempio un controllore

logico programmabile (PLC), gestisce il funziona

mento del sistema di filtrazione attraverso una serie di valvole controllate (non illustrate) che

permettono alle torri 24 di lavorare alternativamente. La commutazione fra le torri 24 avviene ad

esempio ogni circa 2 minuti, per consentire alle

stesse la possibilità di rigenerarsi, espellendo

l'ossigeno trattenuto nella fase di lavoro precedente.

La percentuale di ossigeno residuo presente

nel gas all'uscita delle torri 24 viene monitorata

mediante un analizzatore 25, collegato al sistema

di controllo dell'impianto.

L'azoto in uscita dalle torri 24 perviene ad

un secondo serbatoio 26, avente anch'esso ad esempio una capacità di 1000 litri, dal quale prosegue

poi verso una batteria di compressori 27 e 28, all'uscita dei quali il gas viene compresso ad una

pressione dell'ordine di ad esempio 40 bar. Il gas

<STNERSAp.>così compresso viene accumulato in un serbatoio di

stoccaggio 29, avente ad esempio una capacità di

5000 litri. Tale serbatoio presenta una capienza

maggiorata, in quanto l'azoto viene immagazzinato

allo stato gassoso e non liquido.

Il gas compresso, avente ad esempio un tenore

di azoto pari a circa il 99,5%, tramite un ridutto

re di pressione 30 viene infine inviato ad una linea di alimentazione N, con una pressione di circa

22 bar.

Con riferimento alla figura 4, in vista dell'alimentazione alla camera BOM 5 di uno stampo 1,

la linea o condotta N per l'azoto pressurizzato

passa in uno scambiatore di calore 31, nel quale

l'azoto viene riscaldato sino ad una temperatura

compresa fra 140° e 180°C (preferibilmente di circa

170°C) per effetto di uno scambio termico con un

cri flusso di vapore ad alta pressione ed alta tempera- cr tura che, provenendo da una sorgente non illustra- ! ta, raggiunge detto scambiatore attraverso una condotta indicata con HPV nelle figure 3 e 4. ·· Con riferimento alla figura 4, il vapore ad

alta pressione (ad esempio 12-13 bar) e ad alta

temperatura (ad esempio circa 170°C) perviene allo

scambiatore di calore 31 attraverso una condotta

HPV1 derivata dalla condotta HPV. Nello scambiatore

31, il vapore ad alta pressione ed alta temperatura

cede energia termica al flusso di azoto e si trasforma in condensa che viene evacuata attraverso la

linea o condotta C. Un sensore di temperatura 32

(figura 4) è ubicato sulla linea N dell'azoto a

valle dello scambiatore 31, e consente di verifica¬

io

re se tale gas ha raggiunto la desiderata temperatura.

Con riferimento alla figura 3, tramite una

conduttura derivata HPV2 un flusso di vapore ad alta pressione proveniente dalla linea HPV viene addotto al raccordo 7 dello stampo 1, per mantenerlo

alla temperatura operativa desiderata. La condensa

risultante fuoriesce dallo stampo attraverso il

raccordo 8 e attraverso una condotta CI si riversa

d. cò nel collettore C. CcO UcJ Una valvola pneumatica 33 è interposta sulla cc condotta HPV2 che adduce il vapore ad alta pressione allo stampo 1, e consente la regolazione della o«cC OD

o temperatura di tale stampo. La valvola 33 è pilota o-cr ta da un regolatore 34 in funzione dei segnali forniti da un sensore di temperatura 35 associato allo

stampo. Il regolatore 34 pilota la valvola 33 attraverso un convertitore elettropneumatico 36, modulando il flusso d'aria addotto verso la valvola

33 attraverso una linea CA di aria compressa avente

una pressione ad esempio di 8 bar. Lungo tale linea

è convenientemente interposto un selettore 37 azionabile manualmente, per consentire l'attivazione/disattivazione del riscaldamento dello stampo 1.

Con riferimento alla figura 4, l'impianto di

-li

vulcanizzazione comprende inoltre una linea V di alimentazione di depressione (vuoto) collegata ad

una sorgente di depressione non illustrata. Su tale

linea V è interposta una valvola con attuatore

pneumatico 38, seguita da una sonda di temperatura

39. A valle di tale sonda, la linea V si biforca in

due rami VI e V2, connessi ai raccordi 9 e 10 dello

stampo 1, per evacuare nel funzionamento l'aria

dalla camera di vulcanizzazione 4, in particolare

l'aria compresa fra l'articolo o pezzo 6 da vulca 1 tri nizzare e la parete di tale camera. tn oc: uJ Nel funzionamento, il segnale fornito dalla

sonda di temperatura 39 consente di rivelare un'eventuale rottura della camera gonfiabile o camera

BOM 5. oo <c Con riferimento all'apparecchiatura 5 l'apparecchiatura o impianto comprende inoltre un'ulteriore linea VL per l'alimentazione di depressione o

vuoto al raccordo 13 dello stampo 1, ovvero alla

camera BOM 5. Lungo tale linea VL è disposta una

sonda di temperatura 40, destinata essenzialmente a

rilevare la temperatura di vulcanizzazione dell'articolo.

Nella figura 5 con LPV è indicata una linea o

condotta di alimentazione di vapore a bassa pres

sione (ad esempio a 1-2 bar), confluente con la

condotta N per l'azoto riscaldato in una condotta collettrice CC afferente al raccordo 12 dello stampo 1. Il vapore a bassa pressione fluente nella

condotta LPV può essere ottenuto dalla condotta ad

alta pressione HPV, con l'impiego di un riduttore.

Alle linee o condotte VL, HPV e LPV sono associate corrispondenti condotte di scarico DI, D2 e

D3 .

Sempre con riferimento alla figura 5, 1'im--a! pianto comprende una pluralità di valvole a comando ∞

K.O iil pneumatico PV1, PV2, PV6, interposte sulle i;<:i>condutture DI, VL, HPV, N, D2 e LPV. Le valvole pneumatiche PV1-PV6 sono controllate mediante corrispondenti elettrovalvole EV1-EV6.

Un'ulteriore valvola a controllo pneumatico

PV1 ' è interposta sulla conduttura di scarico D3,

ed è pilotata attraverso la medesima elettrovalvola

EVI associata alla valvola pneumatica PV1.

Un'ulteriore valvola pneumatica PV7 è interposta sulla conduttura LPV ed è pilotata in funzione

dei segnali forniti da un trasduttore di pressione

42 che rileva la pressione del vapore a valle di

detta valvola, e che fornire il proprio segnale ad

un regolatore 43. Quest'ultimo pilota la valvola

PV7 attraverso un convertitore elettropneumatico 44

e modula la pressione che attraverso la condotta

pneumatica PC va all'ingresso di pilotaggio della

valvola PV7.

L'apparecchiatura di vulcanizzazione sopra descritta opera essenzialmente nel modo seguente.

Lo stampo 1 è riscaldato mediante il vapore ad

alta pressione alimentato tramite la condotta HPV.

Nella condizione aperta dello stampo un manicotto

di gomma cruda viene disposto intorno alla camera

BOM 5 in condizione retratta.

Lo stampo 1 viene chiuso, mediante l'accoppia- <<

CÒ

mento a tenuta delle sue porzioni 2 e 3. ^2 Nella camera BOM viene quindi insufflato vapo- †v re a bassa pressione proveniente dalla condotta

LPV. Tale vapore perviene alla camera BOM 5 attraversa la condotta collettrice CC che afferisce al

raccordo di ingresso 12 dello stampo.

La camera BOM comincia così ad espandersi,

spingendo il manicotto di gomma cruda 6 verso la

parete della camera di vulcanizzazione 4. L'aria

compresa fra il manicotto di gomma cruda 6 e la parete della camera 4 viene evacuata per effetto della depressione applicata ai raccordi 9 e 10 dello

stampo 1, tramite la condotta V (figura 3).

A stampo richiuso, dopo l'alimentazione di vapore a bassa pressione, nella camera BOM viene immesso il vapore ad alta pressione alimentato attraverso la condotta HPV e la condotta collettrice CC che afferisce al raccordo di ingresso 12 dello stampo 1 (figura 5).

Successivamente, alla camera BOM 5 viene alimentato un flusso di azoto preriscaldato ad una temperatura preferibilmente compresa fra 140 e 180°C, ad una pressione compresa fra 15 e 30 bar, preferibilmente fra 20 e 25 bar. Tale flusso di azoto perviene al raccordo 12 dello stampo 1, attraverso la condotta N e la condotta collettrice CC.

L'azoto riscaldato trasferisce calore al manicotto 6 che si vulcanizza nella camera 4 dello stampo 1.

A vulcanizzazione effettuata, la camera BOM 5 viene evacuata, attraverso la condotta VL afferente al raccordo 13 dello stampo 1 (figure 1 e 5).

Lo stampo 1 può quindi essere aperto, per consentire la rimozione del manicotto vulcanizzato, e la disposizione di un nuovo manicotto di gomma cruda intorno alla camera BOM 5.

Naturalmente, fermo restando il principio del trovato, le forme di attuazione ed i particolari di realizzazione potranno essereempiamente variati

rispetto a quanto è stato descritto ed illustrato a

puro titolo di esempio non limitativo, senza per

questo uscire dall'ambito dell'invenzione come definito nelle annesse rivendicazioni.

4 d. <ó CO

tX LU

Claims (8)

1. RIVENDICAZIONI 1. Procedimento per la vulcanizzazione di articoli di materiale elastomerico (6), in particolare di manicotti di gomma cruda (6) per molle ad aria, comprendente le operazioni di predisporre uno stampo riscaldabile (1) nel quale è definita una camera di vulcanizzazione (4) in cui intorno ad una camera gonfiabile o camera BOM (5) viene disposto un articolo (6), in particolare un manicotto (6), da vulcanizzare, insufflare un mezzo aeriforme nella camera gonfiabile (5) ed evacuare l'aria dalla camera di vulcanizzazione (6) in modo tale per cui detto articolo (6) si espanda applicandosi alla parete della camera di vulcanizzazione (4), e alimentare quindi alla camera gonfiabile (5) un flusso di un gas riscaldato ad una temperatura prefissata, con una pressione predeterminata, per realizzare la vulcanizzazione dell'articolo (6) nella configurazione espansa; il procedimento essendo caratterizzato dal fatto che detto gas è azoto preriscaldato ad una temperatura compresa fra 140° e 180°C, e alimentato alla camera gonfiabile o camera BOM (5) ad una pressione compresa fra 15 e 30 bar, e preferibilmente compresa fra 20 e 25 bar.
2. 2 . Procedimento secondo la rivendicazione 1, in cui detto flusso di azoto è ottenuto mediante un impianto di separazione dell'azoto dall'aria ambientale.
3. 3. Procedimento secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui il flusso d'azoto destinato alla camera gonfiabile o camera BOM (5) è riscaldato mediante il passaggio in uno scambiatore di calore (31) attraverso il quale fluisce un flusso di vapore ad alta temperatura ed alta pressione. d. CO co<■>'Jl
4. 4. Procedimento secondo la rivendicazione 3, in cui parte di detto vapore ad alta temperatura e ad alta pressione viene utilizzato per il riscaldamento dello stampo (1).
5. 5. Apparecchiatura per la vulcanizzazione di articoli (6) di materiale elastomerico, in particolare di manicotti di gomma cruda (6) per molle ad aria, comprendente uno stampo riscaldabile (1) nel quale è definita una camera di vulcanizzazione (4) in cui è provvista una camera gonfiabile o camera BOM (5) intorno alla quale è suscettibile di essere disposto un articolo (6), in particolare un manicotto (6) da vulcanizzare, mezzi di alimentazione (LPV, HPV) atti ad insufflare un mezzo aeriforme nella camera gonfiabile (5); mezzi alimentatori di depressione (V) atti ad evacuare l'aria dalla camera di vulcanizzazione (4), in modo tale per cui nel funzionamento detto articolo (6) è suscettibile di espandersi applicandosi alla parete della camera di vulcanizzazione (4), e ulteriori mezzi di alimentazione (N) associati alla camera gonfiabile (5) ed atti ad alimentare a 1 detta camera (5) un flusso di un gas riscaldato ad CC una temperatura prefissata e con una pressione pre ·< determinata, per realizzare la vulcanizzazione delo l'articolo (6) nella configurazione espansa; —a l'apparecchiatura essendo caratterizzata dal fatto che detti ulteriori mezzi di alimentazione (N) sono predisposti per alimentare alla camera gonfiabile (5) azoto preriscaldato ad una temperatura compresa fra 140° e 180°C, ad una pressione compresa fra 15 ed 30 bar, e preferibilmente compresa fra 20 e 25 bar.
6. 6. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 5, comprendente inoltre un impianto di separazione dell'azoto dall'aria ambientale.
7. 7 . Apparecchiatura secondo la rivendicazione 5 o 6, in cui il flusso d'azoto destinato alla camera gonfiabile o camera BOM (5) è riscaldato mediante il passaggio in uno scambiatore di calore (31) attraverso il quale fluisce un flusso di vapore ad alta temperatura ed alta pressione.
8. 8. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 7, in cui parte di detto vapore ad alta temperatura e ad alta pressione viene utilizzato per il riscaldamento dello stampo (1). Il tutto sostanzialmente secondo quanto descritto ed illustrato, e per gli scopi specificati.

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