ITUD980055U1

ITUD980055U1 - VACUUM DRYING DEVICE

Info

Publication number: ITUD980055U1
Authority: IT
Inventors: Luciano Casasola; Mauro Bergozza
Original assignee: Incoma Srl
Priority date: 1998-11-02
Filing date: 1998-11-02
Publication date: 2000-05-02
Also published as: EP0999422A2; IT246338Y1; EP0999422A3

Description

Descrizione del trovato avente per titolo: Description of the invention having as title:

"DISPOSITIVO DI ESSICCAZIONE SOTTOVUOTO" "VACUUM DRYING DEVICE"

CAMPO DI APPLICAZIONE FIELD OF APPLICATION

Forma oggetto del presente trovato un dispositivo di essiccazione sottovuoto come espresso nella rivendicazione principale. The present invention relates to a vacuum drying device as expressed in the main claim.

Il trovato viene utilizzato per l’eliminazione di acqua, liquidi od umidità da prodotti di diversa natura, ed in particolare per essiccare pellami che hanno subito trattamenti industriali quali, ad esempio, la tintura. The invention is used for the elimination of water, liquids or humidity from products of different nature, and in particular for drying leathers that have undergone industrial treatments such as, for example, dyeing.

STATO DELLA TECNICA STATE OF THE TECHNIQUE

Sono noti vari dispositivi utilizzati per l’essiccazione dei pellami, tra i quali quelli del tipo sottovuoto {vacuum dryer) sono molto apprezzati dagli operatori del settore per la rapidità del ciclo di lavoro e per la qualità di preservare le peculiarità del pellame sottoposto al trattamento. Various devices are known used for drying leather, including those of the vacuum type (vacuum dryer) and are highly appreciated by operators in the sector for the speed of the work cycle and for the quality of preserving the peculiarities of the leather subjected to treatment. .

Il funzionamento di detti dispositivi di essiccazione sottovuoto si basa sul fatto che il pellame viene simultaneamente riscaldato sottoposto a depressione, in modo da facilitare velocizzare l'asportazione dei liquidi in forma di vapore che viene poi condensato ed evacuato. The operation of said vacuum drying devices is based on the fact that the leather is simultaneously heated and subjected to depression, so as to facilitate speeding up the removal of liquids in the form of vapor which is then condensed and evacuated.

I noti dispositivi di essiccazione sottovuoto presentano almeno un piano di lavoro dotato di mezzi di riscaldamento e di un coperchio, e possono presentare uno o più piani di lavoro sovrapposti. Known vacuum drying devices have at least one work surface equipped with heating means and a lid, and can have one or more superimposed work surfaces.

Il pellame da essiccare viene steso sul piano di lavoro riscaldato e poi pressato dal coperchio o dal piano di lavoro soprastante che, chiudendosi, forma una camera a tenuta entro la quale viene creato il vuoto a mezzo di una pompa. The leather to be dried is spread on the heated work surface and then pressed by the lid or the work surface above which, when closed, forms a sealed chamber within which a vacuum is created by means of a pump.

Il coperchio coopera con mezzi filtranti a rete per il passaggio e l'evacuazione dei liquidi asportati in forma di vapore. The lid cooperates with mesh filtering means for the passage and evacuation of the liquids removed in the form of vapor.

Il vapore estratto viene fatto transitare attraverso un apparato di condensazione a fasci tubieri entro cui circola un fluido refrigerante (normalmente acqua fredda) che raffredda il vapore facendolo condensare. Detti fasci tubieri comprendono un collettore di mandata ed un col let tore di ritorno entro cui il f luido refrigerante viene rispettivamente immesso ed evacuato nel/dal fascio tubiero . The extracted steam is made to pass through a tube bundle condensation apparatus in which a refrigerant fluid (normally cold water) circulates, which cools the steam causing it to condense. Said tube bundles comprise a delivery manifold and a return collector within which the refrigerant fluid is respectively introduced and evacuated into / from the tube bundle.

Nei dispositivi di essiccazione noti, detti collettori di mandata e di ritorno sono disposti su uno stesso lato dei piani di lavoro. In known drying devices, said delivery and return manifolds are arranged on the same side of the work surfaces.

Per tale motivo ciascun fascio tubiero comprende una pluralità di condotti di mandata che attraversano in una direzione il piano di lavoro, ed una pluralità di condotti di ritorno attraversano in direzione opposta il piano di lavoro. For this reason, each tube bundle comprises a plurality of delivery conduits which cross the work plane in one direction, and a plurality of return conduits cross the work plane in the opposite direction.

Tale percorso del fluido refrigerante determina una pluralità di inconvenienti riguardanti principalmente le notevoli perdite di carico che si verificano all'interno del fascio tubiero a causa dell'inversione del flusso del fluido refrigerante. Ciò comporta un abbassamento della portata e quindi della velocità di circolazione del fluido refrigerante, con minore capacità di asportare calore e quindi riduzione del rendimento dell'apparato di condensazione. This path of the refrigerant fluid causes a plurality of drawbacks mainly concerning the considerable pressure losses that occur inside the tube bundle due to the inversion of the flow of the refrigerant fluid. This entails a lowering of the flow rate and therefore of the circulation speed of the refrigerant fluid, with a lower capacity to remove heat and therefore a reduction in the efficiency of the condensation apparatus.

Nel suo percorso di ritorno, inoltre, il fluido refrigerante ha già acquisito calore dal vapore da condensare, percorrendo il fascio tubiero in direzione opposta ad una temperatura maggiore di alcuni gradi rispetto alla temperatura di immissione. Ciò comporta una minore resa in termini di scambio termico. Furthermore, in its return path, the refrigerant fluid has already acquired heat from the steam to be condensed, traveling along the tube bundle in the opposite direction at a temperature a few degrees higher than the inlet temperature. This involves a lower yield in terms of heat exchange.

Inoltre, la curva di inversione del flusso, unita alla bassa velocità, provoca un ingente deposito di calcare che deve essere periodicamente rimosso. Furthermore, the inversion curve of the flow, combined with the low speed, causes a large deposit of limescale that must be periodically removed.

Per ovviare a tali inconvenienti ed ottenere ulteriori vantaggi, la proponente ha studiato e realizzato il presente trovato. To obviate these drawbacks and obtain further advantages, the present applicant has studied and implemented the present invention.

ESPOSIZIONE DEL TROVATO EXPOSURE OF THE FOUND

Il presente trovato è espresso e caratterizzato nella rivendicazione principale. The present invention is expressed and characterized in the main claim.

Altre caratteristiche del presente trovato sono espresse nelle rivendicazioni secondarie. Other characteristics of the present invention are expressed in the secondary claims.

Scopo del trovato è quello di realizzare un dispositivo di essiccazione sottovuoto il cui apparato di condensazione, a parità di caratteristiche e di temperatura del fluido refrigerante, presenti un elevato rendimento in termini di scambio termico. The object of the invention is to provide a vacuum drying device whose condensation apparatus, having the same characteristics and temperature of the refrigerant fluid, has a high efficiency in terms of heat exchange.

Il dispositivo di essiccazione secondo il trovato presenta una struttura sostanzialmente convenzionale dotata di uno o più piani di lavoro riscaldabili ed accoppiabili superiormente a mezzi a coperchio che formano una camera a tenuta d'aria entro la quale viene creata la depressione atta all'asportazione dei liquidi presenti nel prodotto da essiccare. The drying device according to the invention has a substantially conventional structure equipped with one or more heatable work surfaces which can be coupled at the top to lid means which form an air-tight chamber within which the depression suitable for removing liquids is created. present in the product to be dried.

Detto dispositivo di essiccazione presenta un apparato di condensazione sostanzialmente convenzionale comprendente, per ciascun piano di lavoro, almeno un fascio tubiero alimentato con fluido refrigerante. Said drying device has a substantially conventional condensation apparatus comprising, for each work surface, at least one tube bundle fed with refrigerant fluid.

Ciascun fascio tubiero comprende un collettore di entrata attraverso il quale il fluido refrigerante viene messo in circolazione mediante sistemi di alimentazione di tipo noto, ed un collettore di uscita attraverso il quale detto fluido refrigerante viene evacuato dal fascio tubiero dopo lo scambio termico con il vapore da condensare. Each tube bundle comprises an inlet manifold through which the refrigerant fluid is circulated by means of feed systems of a known type, and an outlet manifold through which said refrigerant fluid is evacuated from the tube bundle after the heat exchange with the steam from condense.

Secondo il trovato, ciascun fascio tubiero presenta sviluppo longitudinale sostanzialmente rettilineo e comprende un collettore di entrata ed un collettore di uscita disposti in corrispondenza di due lati contrapposti del relativo piano di lavoro. Tale configurazione dei fasci tubieri, non presentando curve ed inversioni di direzione, limita notevolmente le perdite di carico del fluido refrigerante, permettendo il raggiungimento di più elevate velocità di circolazione e quindi di una maggiore portata con l'ottenimento di un maggiore rendimento in termini di scambio termico. According to the invention, each tube bundle has a substantially rectilinear longitudinal development and comprises an inlet manifold and an outlet manifold arranged at two opposite sides of the relative work plane. This configuration of the tube bundles, not presenting bends and reversals of direction, considerably limits the pressure drops of the refrigerant fluid, allowing the achievement of higher circulation speeds and therefore a greater flow rate with the achievement of a greater efficiency in terms of heat exchange.

ILLUSTRAZIONE DEI DISEGNI ILLUSTRATION OF DRAWINGS

Queste ed altre caratteristiche del presente trovato appariranno chiare dalla descrizione di una forma preferenziale di realizzazione, fornita a titolo esemplificativo, non limitativo, con riferimento agli annessi disegni in cui: These and other characteristics of the present invention will become clear from the description of a preferential embodiment, given by way of non-limiting example, with reference to the attached drawings in which:

- la fig.1 illustra un dispositivo di essiccazione sottovuoto del tipo a piani di lavoro sovrapposti; - Fig. 1 shows a vacuum drying device of the type with overlapping work surfaces;

- la fig.2 illustra in pianta il piano di lavoro di un dispositivo di essiccazione sottovuoto di tipo noto; Fig. 2 is a plan view of the work surface of a known type of vacuum drying device;

- la fig.3 illustra in pianta il piano di lavoro di un dispositivo di essiccazione sottovuoto secondo il trovato; Fig. 3 is a plan view of the work surface of a vacuum drying device according to the invention;

- la fig.4 illustra un fascio tubiero dell'apparato di condensazione del piano di lavoro di fig.2; - fig.4 illustrates a tube bundle of the condensation apparatus of the worktop of fig.2;

- la fig.5 illustra un fascio tubiero dell'apparato di condensazione del piano di lavoro di fig.3. - fig. 5 illustrates a tube bundle of the condensation apparatus of the work surface of fig. 3.

DESCRIZIONE DI UNA FORMA DI REALIZZAZIONE DESCRIPTION OF AN EMBODIMENT

PREFERENZIALE DEL TROVATO PREFERENTIAL OF THE FOUND

Il dispositivo di essiccazione sottovuoto 10 di fig.1 comprende un basamento 11 sul quale sono atti ad appoggiare una pluralità di piani di lavoro 12 sovrapponibili in chiusura uno sull'altro. The vacuum drying device 10 of fig. 1 comprises a base 11 on which a plurality of work surfaces 12 can be placed on top of each other in closing.

Più in particolare, detti piani di lavoro 12 sono , associati, mediante rispettivi perni laterali 13 a, due montanti 14 rispetto ai quali sono mobili verticalmente, nel caso di specie mediante mezzi idraulici di movimentazione 15. More specifically, said work surfaces 12 are associated, by means of respective lateral pins 13 a, with two uprights 14 with respect to which they are vertically movable, in this case by means of hydraulic handling means 15.

La parte superiore 12a dei piani di lavoro 12, ad eccezione del coperchio 112 del piano più alto, viene riscaldata mediante sistemi di per sé noti. The upper part 12a of the work surfaces 12, with the exception of the lid 112 of the top shelf, is heated by means of per se known systems.

Nel caso di specie, il sistema di riscaldamento dei piani di lavoro 12 prevede l'impiego di un fluido, ad esempio acqua o vapore, che, dopo essere stato riscaldato da mezzi di riscaldamento 16, viene immesso in un circuito interno a detti piani di lavoro 12 per mezzo di un raccordo di ingresso 17a, uscendo da detto circuito per mezzo di un coniugato raccordo di uscita 17b. In this case, the heating system of the work surfaces 12 provides for the use of a fluid, for example water or steam, which, after being heated by heating means 16, is introduced into a circuit inside said work surfaces. work 12 by means of an inlet fitting 17a, exiting said circuit by means of a conjugate outlet fitting 17b.

Ciascun piano di lavoro 12, ad eccezione del piano di lavoro 212 più basso, comprende una parte inferiore 12b dotata di un telaio 18 che sostiene un foglio di copertura (non visibile), ad esempio in PVC, ed inferiormente mezzi filtranti a rete 19. Each worktop 12, with the exception of the lowest worktop 212, comprises a lower part 12b equipped with a frame 18 which supports a cover sheet (not visible), for example in PVC, and at the bottom mesh filter means 19.

Nella posizione sovrapposta di chiusura dei piani di lavoro 12, la parte inferiore 12b di un piano di lavoro 12 definisce, con la parte superiore 12a del piano di lavoro 12 sottostante, una camera a tenuta entro la quale viene posto il prodotto da essiccare e nella quale viene creata una depressione. In the superimposed closing position of the work surfaces 12, the lower part 12b of a work surface 12 defines, with the upper part 12a of the underlying work surface 12, a sealed chamber within which the product to be dried is placed and in the which a depression is created.

Nel caso di specie, tale depressione viene creata per mezzo di una pompa 20 che, mediante un tubo 30, aspira l'aria interna a detta camera a tenuta attraverso file di fori 21 ricavati in corrispondenza dei lati lunghi 12c dei piani di lavoro 12 . Il vapore estratto dai prodotti da essiccare viene aspirato attraverso gli stessi fori 21 e condensato, prima della sua evacuazione, mediante un apparato di condensazione a fasci tubieri entro i quali circola fluido refrigerante (ad esempio acqua fredda). In the present case, this depression is created by means of a pump 20 which, by means of a tube 30, sucks the air inside said sealed chamber through rows of holes 21 obtained in correspondence with the long sides 12c of the work surfaces 12. The steam extracted from the products to be dried is sucked through the same holes 21 and condensed, before its evacuation, by means of a tube bundle condensation apparatus within which the refrigerant fluid (for example cold water) circulates.

Una volta terminata l'operazione di essiccatura, aria a pressione atmosferica viene immessa nella camera a tenuta attraverso un raccordo 23. Once the drying operation is completed, air at atmospheric pressure is introduced into the sealed chamber through a fitting 23.

L’apparato di condensazione del dispositivo 10 comprende, per ogni piano di lavoro 12, una coppia di fasci tubieri, ciascuno disposto in corrispondenza di detti fori 21 ed estendentesi per l'intera lunghezza del relativo piano di lavoro 12. In fig. 2 è illustrato un piano di lavoro 12 dei dispositivi di essiccazione noti, presentante fasci tubieri 22 del tipo illustrato in fig. 4. Tale fascio tubiero 22 è associato ad una sua estremità a due collettori, di entrata 24a e di uscita 24b. The condensation apparatus of the device 10 comprises, for each work surface 12, a pair of tube bundles, each arranged in correspondence with said holes 21 and extending for the entire length of the relative work surface 12. In fig. 2 shows a worktop 12 of known drying devices, having tube bundles 22 of the type illustrated in fig. 4. This tube bundle 22 is associated at one end of it with two manifolds, inlet 24a and outlet 24b.

Il fluido refrigerante viene alimentato dal collettore di entrata 24a e fatto circolare entro una pluralità di condotti di mandata 25a ad esso collegati, nel caso di specie quattro, percorrendo l'intera lunghezza del fascio tubiero 22. The refrigerant fluid is fed from the inlet manifold 24a and made to circulate within a plurality of delivery ducts 25a connected to it, in this case four, covering the entire length of the tube bundle 22.

In uscita da detti condotti di mandata 25a, il fascio tubiero 22 presenta un vano di scambio 26 entro cui il fluido refrigerante transita invertendo la sua direzione di percorrenza per immettersi entro quattro condotti di ritorno 25b, disposti affiancati e paralleli a detti condotti di mandata 25a, essendo evacuato successivamente attraverso il collettore di uscita 24b. A causa di tale inversione in corrispondenza del vano di scambio 26, il fluido refrigerante è soggetto a notevoli perdite di carico che limitano la sua velocità di circolazione. At the outlet from said delivery ducts 25a, the tube bundle 22 has an exchange compartment 26 within which the refrigerant fluid passes by reversing its direction of travel to enter four return ducts 25b, arranged side by side and parallel to said delivery ducts 25a , being subsequently evacuated through the outlet manifold 24b. Due to this inversion in correspondence with the exchange compartment 26, the refrigerant fluid is subject to considerable pressure drops which limit its circulation speed.

Ciò comporta sia una riduzione della portata del fluido, con diminuzione del rendimento dell'apparato di condensazione, che un aumento del deposito di calcare. This involves both a reduction in the flow rate of the fluid, with a decrease in the efficiency of the condensation apparatus, and an increase in the limescale deposit.

Il rendimento risulta inoltre ridotto per il fatto che il fluido refrigerante, nel suo percorso attraverso i condotti di ritorno 25b, transita con una temperatura superiore di alcuni gradi rispetto alla sua temperatura di ingresso entro il fascio tubiero 22, avendo già effettuato uno scambio termico con il vapore da condensare nel passaggio attraverso i condotti di mandata 25a. The efficiency is also reduced due to the fact that the refrigerant fluid, in its path through the return ducts 25b, passes with a temperature a few degrees higher than its inlet temperature into the tube bundle 22, having already carried out a heat exchange with the steam to be condensed as it passes through the delivery ducts 25a.

In fig. 3 è illustrato un piano di lavoro 12 impiegato nel dispositivo di essiccazione sottovuoto 10 secondo il trovato, presentante fasci tubieri 27 del tipo illustrato in fig. 5. Ciascun fascio tubiero 27 comprende un collettore di entrata 28a ed un collettore di uscita 28b disposti assialmente allineati fra loro, ognuno in corrispondenza di un lato corto 12d del piano di lavoro 12. In fig. 3 shows a worktop 12 used in the vacuum drying device 10 according to the invention, having tube bundles 27 of the type illustrated in fig. 5. Each tube bundle 27 comprises an inlet manifold 28a and an outlet manifold 28b arranged axially aligned with each other, each in correspondence with a short side 12d of the work surface 12.

Il fluido refrigerante viene alimentato attraverso il collettore di entrata 28a e transita entro una pluralità di condotti 29, nel caso di specie otto, terminalmente associati al collettore di uscita 28b attraverso il quale detto fluido refrigerante viene evacuato. Il percorso rettilineo del fluido refrigerante dal collettore di entrata 28a al collettore di uscita 28b, senza passaggio entro vani o canali intermedi, e senza inversioni di direzione, limita notevolmente le perdite di carico, consentendo il raggiungimento di maggiori velocità di circolazione e quindi l'ottenimento di una maggiore portata. The refrigerant fluid is fed through the inlet manifold 28a and passes through a plurality of ducts 29, in this case eight, terminally associated with the outlet manifold 28b through which said refrigerant fluid is evacuated. The straight path of the refrigerant fluid from the inlet manifold 28a to the outlet manifold 28b, without passing through intermediate compartments or channels, and without direction reversals, considerably limits the pressure drops, allowing the achievement of higher circulation speeds and therefore the obtaining a greater range.

In questo modo, quindi, a parità di sezione e di numero dei condotti, si ha un maggiore ricambio di fluido refrigerante all'interno del fascio tubiero 27, con conseguente incremento di rendimento dell'apparato di condensazione. In this way, therefore, with the same section and number of ducts, there is a greater exchange of refrigerant fluid inside the tube bundle 27, with a consequent increase in the efficiency of the condensation apparatus.

La direzione di percorrenza univoca del fluido refrigerante nell'attraversamento del fascio tubiero 27 determina inoltre un unico scambio termico di detto fluido refrigerante con il vapore in condizioni di temperatura sostanzialmente uniforme e mediamente più bassa per tutti i condotti 29. The univocal direction of travel of the refrigerant fluid as it passes through the tube bundle 27 also determines a single heat exchange of said refrigerant fluid with the steam in conditions of substantially uniform and on average lower temperature for all the ducts 29.

Ciò comporta l'uniformazione del processo di condensazione per l'intero fascio tubiero 27 ed un incremento di rendimento dell'apparato in generale. E' ovvio comunque che al presente trovato possono essere apportate modifiche o aggiunte, senza per questo uscire dall'ambito dello stesso. This entails the uniformity of the condensation process for the entire tube bundle 27 and an increase in the efficiency of the apparatus in general. It is obvious, however, that modifications or additions can be made to the present invention, without thereby departing from its scope.

Ad esempio il numero e la sezione dei condotti 29 del fascio tubiero 27 può essere variabile in funzione del tipo e/o della temperatura del fluido refrigerante impiegato o ancora di altri parametri operativi. Anche il numero e la disposizione dei fasci tubieri 27 per ciascun piano di lavoro 12 può variare, ad esempio in funzione della configurazione e delle dimensioni di quest'ultimo. For example, the number and the section of the ducts 29 of the tube bundle 27 can be variable according to the type and / or temperature of the refrigerant fluid used or still other operating parameters. The number and arrangement of the tube bundles 27 for each work surface 12 can also vary, for example as a function of the configuration and dimensions of the latter.

Claims

CLAIMS 1 - Vacuum drying device comprising at least a heatable work surface (12), on which the product to be dried is arranged, and lid means, which can be coupled to said work surface (12), to define a sealed chamber air within which a depression is created, there being a condensation apparatus comprising at least one tube bundle with refrigerant fluid circulation cooperating with each work surface (12), said tube bundle comprising inlet and outlet manifolds connected by respective ducts, characterized in that said tube bundle (27) has a substantially rectilinear longitudinal development which extends substantially for the entire length of the relative work surface (12), and that said inlet manifold (28a) and said outlet manifold (28b) are arranged axially aligned with each other at two opposite sides (12d) of the relative work plane (12). 2 - Device as in Claim 1, characterized in that the ducts (29) of said tube bundle (27) define a unique direction of travel of the refrigerant fluid from said inlet manifold (28a) to said outlet manifold (28b). 3 - Device as in Claim 1, characterized in that said condensation apparatus comprises, for each work surface (12), at least one pair of said tube bundles (27) developing at opposite sides of said work surface (12) ). 4 - Vacuum drying device substantially as described with reference to the attached drawings.