ITMO990084A1

ITMO990084A1 - OVEN FOR COOKING AND / OR DRYING ITEMS.

Info

Publication number: ITMO990084A1
Application number: IT1999MO000084A
Authority: IT
Inventors: Mario Mori
Original assignee: U Mori & C Spa Ing
Priority date: 1999-04-27
Filing date: 1999-04-27
Publication date: 2000-10-27
Also published as: ITMO990084A0; IT1310582B1

Description

Descrizione di Brevetto per Invenzione Industriale avente per titolo: Description of Patent for Industrial Invention entitled:

“FORNO PER LA COTTURA E/O ESSICCAZIONE DI MANUFATTI”. “OVEN FOR COOKING AND / OR DRYING PRODUCTS”.

DESCRIZIONE DESCRIPTION

Il presente trovato ha per oggetto un forno per la cottura e/o essiccazione di manufatti nel quale il materiale da cuocere, o comunque da trattare termicamente, viene caricato su telai che sono resi mobili all'interno del forno stesso. The present invention relates to an oven for cooking and / or drying manufactured articles in which the material to be cooked, or in any case to be thermally treated, is loaded onto frames which are made movable inside the oven itself.

Sono noti per la cottura o l'essiccazione di manufatti, prevalentemente in materiale ceramico, i cosiddetti forni a tunnel, nei quali i prodotti da sottoporre a trattamento termico sono caricati su contenitori in materiale refrattario a bordo di carrelli che percorrono il forno, il ciclo di cottura del materiale svolgendosi con tempi e velocità prestabiliti. The so-called tunnel kilns are known for firing or drying products, mainly in ceramic material, in which the products to be subjected to heat treatment are loaded on containers in refractory material on board trolleys that run through the kiln, the cycle cooking of the material, taking place at pre-established times and speeds.

Inoltre sono noti forni nei quali il materiale viene caricato su rulli trasversali motorizzati che attraversano il forno, per il trasporto dello stesso materiale in direzione longitudinale, le estremità esterne di ciascun rullo essendo supportate a rotazione in prossimità delle pareti laterali del forno. Moreover, kilns are known in which the material is loaded onto motorized transversal rollers which pass through the kiln, for the transport of the same material in the longitudinal direction, the external ends of each roller being supported in rotation near the side walls of the kiln.

Le estremità interne dei rulli sono dotati di ruote, o simili, che giacciono sul pavimento del forno, per supportare e trasportare in direzione longitudinale una coppia di travi longitudinali di supporto di una pluralità di traverse per costituire un telaio di carico per gli oggetti da sottoporre a trattamento nel forno. The internal ends of the rollers are equipped with wheels, or the like, which lie on the floor of the oven, to support and transport in the longitudinal direction a pair of longitudinal support beams for a plurality of crosspieces to form a load frame for the objects to be subjected. to treatment in the oven.

I forni di tipo noto non sono scevri di inconvenienti tra i quali vanno annoverati il fatto che nei forni a tunnel viene impiegata una potenza termica considerevole per il riscaldamento del carrello, con una conseguente riduzione del rendimento termico relativo, e che ciascun carrello, che é costituito da una costosa struttura metallica rivestita di materiale refrattario, necessita di frequenti operazioni di manutenzione. Per quanto riguarda i rulli, essi si incrostano per contatto con il materiale umido e/o fresco di smalto e richiedono una periodica ed accurata pulitura da effettuare previa estrazione degli stessi attraverso le pareti del forno: ciò richiede un notevole impiego di mano d'opera e necessita di ampi spazi di manovra a lato del forno oltre ad un forte aggravio economico, concorrendo a quest’ultimo anche la rottura dei rulli che si verifica durante la fase di pulitura, soprattutto nel caso di rulli di lunghezza considerevole e con modesta capacità di carico. Known ovens are not free from drawbacks, including the fact that a considerable thermal power is used in tunnel ovens to heat the trolley, with a consequent reduction in the relative thermal efficiency, and that each trolley, which is consisting of an expensive metal structure lined with refractory material, it requires frequent maintenance operations. As for the rollers, they become encrusted by contact with the moist and / or fresh enamel material and require periodic and careful cleaning to be carried out after extracting them through the kiln walls: this requires a considerable use of labor. and requires ample space for maneuver at the side of the kiln as well as a strong economic burden, contributing to the latter also the breakage of the rollers that occurs during the cleaning phase, especially in the case of rolls of considerable length and with modest capacity of load.

Un ulteriore svantaggio, nel caso di manufatti cha siano corti rispetto al passo dei rulli, deriva dalla necessità di supportarli con l'interposizione di piastre cha sono soggette a dannose deviazioni di traiettoria, particolarmente nel caso di rulli incrostati. A further disadvantage, in the case of manufactured articles which are short with respect to the pitch of the rollers, derives from the need to support them with the interposition of plates which are subject to damaging trajectory deviations, particularly in the case of encrusted rollers.

Tra l’altro la larghezza del forno é limitata dalla massima lunghezza che può essere assegnata ai rulli: quest'ultima non consente, infatti, la cottura di prodotti di grandi dimensioni. Compito precipuo del presente trovato è quello di eliminare gli inconvenienti sopralamentati dei forni di tipo noto escogitando un forno per la cottura e/o l'essiccazione di manufatti che consenta di trattare termicamente anche masse di dimensioni considerevoli, che consenta una notevole riduzione di consumi, scarti e manutenzione, per ottenere una forte diminuzione di costi, tale forno dovendo anche consentire sia la modalità di cottura di manufatti per attraversamento unidirezionale in continuo, sia quella per flusso alterno o intermittente. Among other things, the width of the oven is limited by the maximum length that can be assigned to the rollers: the latter does not, in fact, allow the cooking of large products. The main aim of the present invention is to eliminate the aforementioned drawbacks of kilns of the known type by devising an oven for cooking and / or drying products which allows to heat even masses of considerable size, which allows a considerable reduction in consumption, waste and maintenance, in order to obtain a significant reduction in costs, this kiln also having to allow both the firing method of manufactured articles for continuous unidirectional crossing, and that for alternating or intermittent flow.

Nell’ambito di tale compito tecnico, altro scopo del presente trovato è quello di assolvere i compiti precedenti con una struttura semplice, di relativamente facile attuazione pratica, di sicuro impiego ed efficace funzionamento, nonché di costo relativamente contenuto. Within the scope of this technical task, another object of the present invention is to perform the previous tasks with a simple structure, relatively easy to implement in practice, safe in use and effective in operation, as well as relatively low cost.

Questo compito e questi scopi vengono tutti raggiunti dal presente forno per la cottura e/o essiccazione di manufatti comprendente una struttura esterna di supporto, un mantello isolante per le pareti interne del forno, una formazione di rulli di trasporto che passano attraverso le pareti laterali opposte del forno, motorizzati e distribuiti in file contrapposte a definire un piano di trasporto, caratterizzato dal fatto che ciascun rullo è supportato ad un'estremità da un supporto disposto all'esterno della rispettiva parete del forno, l'altra estremità di ciascun rullo sporgendo all'interno del forno e la lunghezza della parte sporgente del rullo essendo minima e priva di ogni supporto. This task and these purposes are all achieved by the present kiln for cooking and / or drying articles comprising an external support structure, an insulating jacket for the internal walls of the kiln, a formation of transport rollers which pass through the opposite side walls. of the furnace, motorized and distributed in opposing rows to define a transport plane, characterized by the fact that each roller is supported at one end by a support arranged outside the respective furnace wall, the other end of each roller protruding towards the inside the oven and the length of the protruding part of the roller being minimal and free of any support.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi del presente trovato risulteranno maggiormente evidenti dalla descrizione di dettaglio di una forma di esecuzione preferita, ma non esclusiva, di un forno per la cottura e/o essiccazione di manufatti illustrato a titolo indicativo, ma non limitativo, nelle unite tavole di disegni in cui: Further characteristics and advantages of the present invention will become more evident from the detailed description of a preferred but not exclusive embodiment of an oven for cooking and / or drying manufactured articles illustrated by way of example, but not of limitation, in the accompanying drawings. drawings in which:

la figura 1 é una sezione verticale, trasversale ed interrotta di un forno per la cottura e/o essiccazione di manufatti secondo il trovato; Figure 1 is a vertical, transverse and interrupted section of an oven for cooking and / or drying articles according to the invention;

la figura 2 é la sezione longitudinale, verticale ed interrotta lungo il piano di traccia ll-ll di figura 1; figure 2 is the longitudinal, vertical and interrupted section along the plane marked 11-11 of figure 1;

la figura 3 é il particolare ingrandito della sezione del lato sinistro del forno in figura 1 ; Figure 3 is the enlarged detail of the section of the left side of the oven in Figure 1;

la figura 4 é la sezione orizzontale, parziale ed interrotta lungo il piano di traccia IV-IV di figura 1 ; Figure 4 is the partial and interrupted horizontal section along the plane indicated by IV-IV of Figure 1;

la figura 5 é la sezione verticale longitudinale lungo il piano di traccia V-V di figura 1 ; figure 5 is the longitudinal vertical section along the plane marked V-V of figure 1;

la figura 6 é il particolare ingrandito di una coppia di rulli trasversali di trasporto del forno secondo il trovato; figure 6 is an enlarged detail of a pair of transversal transport rollers of the furnace according to the invention;

la figura 7 è una vista dall’alto schematica di una forma preferita di realizzazione dei rulli del forno secondo il trovato; la figura 8 è una vista posteriore di una porzione di figura 7; la figura 9 è una vista laterale in sezione di uno dei rulli di figura 7. Figure 7 is a schematic top view of a preferred embodiment of the rollers of the kiln according to the invention; figure 8 is a rear view of a portion of figure 7; Figure 9 is a sectional side view of one of the rollers of Figure 7.

Con particolare riferimento a tali figure, si è indicato globalmente con 1 la struttura tubolare esterna di supporto di un forno per la cottura e/o essiccazione di manufatti secondo il trovato. With particular reference to these figures, the number 1 generally designates the external tubular support structure of an oven for cooking and / or drying articles according to the invention.

2 indica la luce trasversale del forno; 3 indica il materiale da cuocere, detto forno essendo inferiormente rivestito, nel caso di impiego per temperature molto elevate, da blocchi isolanti 4; 5 indica una coppia di pareti costituite da mattoni isolanti, per rivestire le parti laterali inferiori del forno, una corrispondente coppia di strati isolanti esterni 6 in materiale fibroceramico essendo prevista esternamente a detta coppia di pareti; 7 indica un analogo strato in materiale fibroceramico per rivestire la parte delle pareti laterali del forno superiore rispetto al piano di trasporto A dei manufatti; 8 indica la volta del forno, che é costituita da elementi isolanti ed é sospesa per mezzo di tiranti 9 alle traverse superiori 10 della struttura 1; 11 indica il condotto di adduzione del gas combustibile relativo all'alimentazione di ciascun bruciatore 12; 13 indica il relativo condotto superiore di alimentazione dell'aria primaria, derivato dalla canalizzazione longitudinale superiore 13'; 14 indica un corrispondente condotto inferiore di alimentazione del'aria, derivato dalla canalizzazione longitudinale inferiore 14'; 15 (Figura 4) indica il motore per la movimentazione di un gruppo di corti rulli trasversali di trasporto, che é accoppiato ad un primo riduttore di velocità 16, ad assi ortogonali, i cui alberi di uscita 17 longitudinali contrapposti azionano una serie di riduttori ortogonali 18, dotati di pignoni 19 di uscita che movimentano la catena 20 lungo ciascun lato del forno; 21 (Figura 3) indica il pignone di estremità esterna per la movimentazione di ciascun rullo trasversale di trasporto 22, non passante, azionato dalla catena 20, l'estremità interna 22’ di detto rullo essendo di diametro ridotto per costituire, nella zona della riduzione di diametro, una guida verticale longitudinale; 23 indica l'albero del pignone 21, che é accoppiato a rotazione al supporto esterno 24, fissato all'elemento laterale esterno 25, che é integrale con la struttura 1 , l'estremità interna dell'albero 23 essendo dotata di innesto a scatto per l'inserimento di esso nella corrispondente estremità esterna del rullo trasversale di trasporto 22; 26 indica il supporto a sbalzo di ciascun rullo, installato sul relativo elemento laterale 27 più interno; 27' indica una serie di traverse orizzontali esterne alle pareti laterali del forno, estendentisi tra queste ultime e i montanti della struttura 1, per sostenere gli elementi laterali 25 e 27; 28 indica il telaio mobile di carico, rettangolare o quadrato, vantaggiosamente in carburo di silicio, sul quale sono disposti i manufatti 3 da cuocere; P (Figura 4) indica il passo tra gli assi dei rulli trasversali di trasporto 22, le velocità di rotazione di questi ultimi essendo controllate da dispositivi elettrici o elettronici, ad esempio i cosiddetti encoder, che sincronizzano le velocità angolari dei motori 15; 29 indica una coppia di correnti longitudinali interconnessi da traverse 30, distanziate luna dall’altra secondo passi D, che dipendono dalle dimensioni dei manufatti da trattare; 31 indica delle piastre di supporto che possono essere usate per i manufatti, in particolare nel caso che questi siano di piccola dimensione, e che appoggiano sulle traverse 30 di uno dei telai di carico 28; 32 (Figura 6) indica l'estremità senza alcuna riduzione di diametro di ciascuno dei rulli trasversali di trasporto 22, quando la guida a scorrimento del telaio di carico 28 é ottenuta per mezzo di una coppia di sponde 33 in materiale refrattario, dette guide presentando una serie di fori 34 per il passaggio dei rulli attraverso di esse. 2 indicates the transversal opening of the oven; 3 indicates the material to be fired, said oven being coated at the bottom, in the case of use for very high temperatures, by insulating blocks 4; 5 indicates a pair of walls constituted by insulating bricks, to cover the lower lateral parts of the oven, a corresponding pair of external insulating layers 6 in fiber-ceramic material being provided externally to said pair of walls; 7 indicates a similar layer of ceramic fiber material for covering the part of the side walls of the upper oven with respect to the transport plane A of the articles; 8 indicates the vault of the oven, which consists of insulating elements and is suspended by means of tie rods 9 from the upper crosspieces 10 of the structure 1; 11 indicates the fuel gas supply duct relating to the supply of each burner 12; 13 indicates the relative upper duct for feeding the primary air, derived from the upper longitudinal duct 13 '; 14 indicates a corresponding lower air supply duct, derived from the lower longitudinal duct 14 '; 15 (Figure 4) indicates the motor for moving a group of short transverse transport rollers, which is coupled to a first speed reducer 16, with orthogonal axes, whose longitudinal opposing output shafts 17 drive a series of orthogonal reducers 18, equipped with output pinions 19 which move the chain 20 along each side of the oven; 21 (Figure 3) indicates the external end pinion for the movement of each transverse transport roller 22, not passing, driven by the chain 20, the internal end 22 'of said roller being of reduced diameter to constitute, in the reduction area in diameter, a longitudinal vertical guide; 23 indicates the shaft of the pinion 21, which is rotatably coupled to the external support 24, fixed to the external lateral element 25, which is integral with the structure 1, the internal end of the shaft 23 being equipped with a snap coupling for inserting it into the corresponding outer end of the transverse transport roller 22; 26 indicates the cantilevered support of each roller, installed on the relative inner side member 27; 27 'indicates a series of horizontal crosspieces external to the side walls of the oven, extending between the latter and the uprights of the structure 1, to support the side elements 25 and 27; 28 indicates the movable loading frame, rectangular or square, advantageously made of silicon carbide, on which the articles 3 to be fired are arranged; P (Figure 4) indicates the pitch between the axes of the transverse transport rollers 22, the rotation speeds of the latter being controlled by electrical or electronic devices, for example the so-called encoders, which synchronize the angular speeds of the motors 15; 29 indicates a pair of longitudinal currents interconnected by crosspieces 30, spaced one from the other according to steps D, which depend on the size of the artifacts to be treated; 31 indicates support plates which can be used for the manufactured articles, in particular if these are small in size, and which rest on the crosspieces 30 of one of the load frames 28; 32 (Figure 6) indicates the end without any reduction in diameter of each of the transverse transport rollers 22, when the sliding guide of the load frame 28 is obtained by means of a pair of sides 33 made of refractory material, said guides presenting a series of holes 34 for the passage of the rollers through them.

In una alternativa forma di realizzazione, non raffigurata, oltre al piano inferiore A di caricamento dei manufatti, è previsto un secondo piano superiore, la distribuzione dei rulli 22 relativi a tale piano, la motorizzazione, la trasmissione meccanica e gli organi di controllo della velocità di rotazione essendo del tutto analoghi a quelli previsti per il piano di caricamento inferiore. In an alternative embodiment, not shown, in addition to the lower plane A for loading the articles, a second upper plane is provided, the distribution of the rollers 22 relative to this plane, the motorization, the mechanical transmission and the speed control members. of rotation being completely similar to those provided for the lower loading surface.

Il funzionamento del forno secondo il trovato avviene nel seguente modo: i manufatti 3 sono caricati sui telai 28 che sono trascinati per attrito dai rulli trasversali 22 ed immessi nella camera 2 del forno, nella quale subiscono generalmente un preriscaldamento iniziale seguito dalle fasi di cottura e raffreddamento, per fuoriuscire all'estremità opposta a quella di ingresso. The operation of the furnace according to the invention occurs as follows: the articles 3 are loaded onto the frames 28 which are dragged by friction by the transverse rollers 22 and introduced into the chamber 2 of the furnace, in which they generally undergo an initial preheating followed by the cooking and cooling, to escape at the opposite end to the inlet.

I vantaggi ottenuti con il forno secondo il trovato sono: la possibilità di cuocere manufatti anche di considerevoli dimensioni, la larghezza utile del forno essendo indipendente dalla lunghezza dei rulli, una considerevole riduzione dei consumi e delle operazioni di manutenzione, la possibilità di aumentare il passo tra i rulli trasversali di trasporto con conseguente diminuzione dei costi, un notevole incremento di produttività, anche nel caso di manufatti di non grandi dimensioni e una drastica riduzione dello spazio necessario ai lati del forno per l'estrazione di detti rulli. The advantages obtained with the oven according to the invention are: the possibility of cooking even of considerable size products, the useful width of the oven being independent of the length of the rollers, a considerable reduction in consumption and maintenance operations, the possibility of increasing the pitch between the transversal transport rollers with a consequent reduction in costs, a considerable increase in productivity, even in the case of products of not large dimensions and a drastic reduction of the space required on the sides of the kiln for the extraction of said rollers.

Vantaggiosamente si è inoltre rilevato che è opportuno migliorare la distribuzione del carico sui vari rulli di trasporto in quanto le superfici dei telai mobili in appoggio possono presentare delle irregolarità e sono spesso soggette a deformazioni localizzate a causa delle elevate temperature presenti all'interno del forno. Advantageously, it has also been found that it is advisable to improve the distribution of the load on the various transport rollers since the surfaces of the mobile supporting frames may have irregularities and are often subject to localized deformations due to the high temperatures present inside the furnace.

Inoltre si fa notare che, anche in funzione del carico a cui i telai sono soggetti, si possono avere dei picchi di carico che interessano i rulli e a cui corrispondono picchi di deformazione elastica, ad esempio nel momento transitorio di ingresso di un telaio su un rullo precedentemente scarico. In certi casi queste irregolarità e deformazioni, nonché questi picchi di carico, non consentono un appoggio uniforme dei telai su tutti i rulli; di conseguenza si hanno concentrazioni di carico su taluni rulli che, in seguito alle elevate temperature di esercizio e alle caratteristiche del materiale con cui vengono realizzati, se eccessivamente sollecitati tendono a rompersi. Per ovviare a questo inconveniente una forma preferita di realizzazione dei rulli di trasporto 22 prevede dei supporti 35 (figure 7, 8, 9) che comprendono dei mezzi di accoppiamento girevole 36, un elemento di sostegno rigido 37 fissabile alla struttura esterna 1 e dei mezzi di assorbimento elastico 38 che sono atti a consentire una distribuzione uniforme del carico su tutti i rulli 22. Furthermore, it should be noted that, also depending on the load to which the frames are subjected, there may be load peaks affecting the rollers and corresponding to elastic deformation peaks, for example in the transient moment of entry of a frame onto a roller. previously unloaded. In some cases these irregularities and deformations, as well as these load peaks, do not allow uniform support of the frames on all the rollers; consequently there are load concentrations on some rollers which, due to the high operating temperatures and the characteristics of the material with which they are made, tend to break if excessively stressed. To obviate this drawback, a preferred embodiment of the transport rollers 22 provides supports 35 (Figures 7, 8, 9) which comprise rotatable coupling means 36, a rigid support element 37 which can be fixed to the external structure 1 and means of elastic absorption 38 which are adapted to allow a uniform distribution of the load on all the rollers 22.

Utilmente i rulli 22 sono dotati di motoriduttori propri 39 che sono collegati tra loro e al motore 40 da rispettivi giunti cardanici 41. Usefully, the rollers 22 are equipped with their own gearmotors 39 which are connected to each other and to the motor 40 by respective cardan joints 41.

Il supporto 35 di ciascun rullo non è quindi più rigido ma è costituito da una parte rigida, che viene fissata alla struttura 1, e da una parte elastica che viene interposta tra detta parte rigida e i mezzi di accoppiamento girevole 36 e che reagisce agli sforzi di trazione e/o compressione cui sono soggetti i rulli 22. The support 35 of each roller is therefore no longer rigid but consists of a rigid part, which is fixed to the structure 1, and an elastic part which is interposed between said rigid part and the rotating coupling means 36 and which reacts to the stresses of traction and / or compression to which the rollers are subject 22.

Questa parte elastica è appunto costituita dai mezzi di assorbimento elastico 38 che, in una possibile ma non esclusiva forma di attuazione, possono essere del tipo delle sfere precaricate e/o simili. This elastic part is precisely constituted by the elastic absorption means 38 which, in a possible but not exclusive embodiment, can be of the type of preloaded spheres and / or the like.

Con 42 si è indicata la piastra di ogni supporto 35 sulla quale sono installati i mezzi di accoppiamento girevole 36, tra la piastra 42 e l’elemento di sostegno rigido 37 essendo posti i mezzi di assorbimento elastico 38. 42 indicates the plate of each support 35 on which the rotating coupling means 36 are installed, between the plate 42 and the rigid support element 37 being placed the elastic absorption means 38.

Si è in pratica constatato come il trovato descritto raggiunga gli scopi proposti ll trovato così concepito è suscettibile di numerose modifiche e varianti tutte rientranti nell’ambito del concetto inventivo. In practice it has been found that the described invention achieves the proposed purposes. The invention thus conceived is susceptible of numerous modifications and variations, all of which are within the scope of the inventive concept.

Inoltre tutti i dettagli sono sostituibili da altri tecnicamente equivalenti. Furthermore, all the details can be replaced by other technically equivalent ones.

In pratica i materiali impiegati, nonché le forme e le dimensioni, potranno essere qualsiasi a seconda delle esigenze senza per questo uscire dal’ambito di protezione delle seguenti rivendicazioni. In practice, the materials used, as well as the shapes and sizes, may be any according to requirements without thereby departing from the scope of the protection of the following claims.

Claims

CLAIMS 1) Furnace for cooking and / or drying of manufactured articles, comprising an external support structure, an insulating jacket for the internal walls of the furnace, a formation of transport rollers that pass through the opposite side walls of the furnace, motorized and distributed in opposite rows to define a transport plane, characterized by the fact that each roller is supported at one end by a support arranged outside the respective furnace wall, the other end of each roller protruding inside the furnace and the length of the protruding part of the roller being minimal and devoid of any support.

2) Furnace according to claim 1 characterized by the fact that said other end of each roller is provided with guide means for loading frames supporting the manufactured articles.

3) Furnace according to claim 2 characterized in that said guide means consist of an internal side through which said other end passes.

4) Furnace according to one or more of the preceding claims, characterized in that each of said load frames comprises at least a pair of coplanar longitudinal beams, interconnected by cross members.

5) Furnace according to claim 5 characterized by the fact that said loading frames are equipped with support plates which rest on the upper surface of said cross members.

6) Furnace according to one or more of the preceding claims characterized in that said rollers define at least one transport plane.

7) Furnace according to claim 1 characterized by the fact that said rollers are equipped with their own gearmotors which are connected to each other and to the motor by respective cardan joints.

8) Furnace according to claim 1 characterized in that the support of each roller comprises rotatable coupling means, a rigid support element that can be fixed to said external structure and elastic absorption means for uniform distribution of the load on said rollers.

9) Furnace according to claim 9 characterized in that said elastic absorption means are placed between said rotatable coupling means and said rigid supporting element.

10) Furnace according to claim 9 characterized in that said elastic absorption means are constituted by preloaded spheres and / or the like.

11) Oven for cooking and / or drying articles according to one or more of the preceding claims and according to what is described and illustrated for the specified purposes.