BR0207150B1 - dispositivo de insuflação de um fluido sobre pelo menos uma face de um elemento fino de tipo tira, e, unidade de insuflação de um fluido sobre as duas faces de um elemento fino de tipo tira. - Google Patents
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Description
"DISPOSITIVO DE INSUFLAÇÃO DE UM FLUIDO SOBRE PELO MENOS UMA FACE DE UM ELEMENTO FINO DE TIPO TIRA, E, UNIDADE DE INSUFLAÇÃO DE UM FLUIDO SOBRE AS DUAS FACES DE UM ELEMENTO FINO DE TIPO TIRA"
A presente invenção se refere ao domínio dos dispositivos destinados à insuflação de um gás sobre uma superfície em movimento, tal como um elemento fino de tipo tira; a insuflação pode ser realizada ou sobre uma face ou sobre as duas faces do elemento fino de tipo tira.
Tais dispositivos são notadamente utilizados no tratamento térmico de elementos finos de tipo tira tais como tiras de vidro, tecidos, chapas ou outros materiais.
A insuflação precitada permite uma troca de calor (aquecimento, resfriamento) do elemento fino de tipo tira que é móvel em relação ao dispositivo de insuflação. Preferencialmente, o elemento fino de tipo tira está em movimento e o dispositivo de insuflação é fixo.
São conhecidos numerosos dispositivos desse tipo notadamente dispositivos de insuflação de ar quente sobre as duas faces de uma tira de vidro em movimento.
Assim, a patente norte-americana US 5,647,882 descreve um recinto de tratamento através do qual se desloca uma folha de vidro. A insuflação de ar quente ocorre sobre as duas faces do vidro graças notadamente a ventiladores associados a aquecedores e que operam junto com bicos que insuflam diretamente sobre as duas faces da folha em deslocamento. O conjunto é simétrico em relação ao plano da folha.
Os ventiladores são de fluxo tangencial e eles são fixados, ao mesmo tempo acima e abaixo da folha, em uma parede longitudinal do recinto.
Essa disposição apresenta notadamente o inconveniente de não insuflar o ar de modo muito homogêneo sobre toda a superfície do vidro, e de ter um rendimento aerolítico medíocre por causa notadamente dos ventiladores tangenciais.
Também é conhecida a patente norte-americana US 5,150,534 que divulga uma outra disposição de elementos de insuflação sobre as duas faces de uma tira feita de vidro.
Essa disposição apresenta um ponto central de simetria, com dois ventiladores dispostos "pés com cabeça" acima e dois ventiladores também dispostos "pés com cabeça" abaixo da superfície do vidro.
Os ventiladores são de fluxo transversal e eles são fixados nas paredes laterais do recinto. Esses ventiladores associados a aquecedores, alimentam com ar quente um conjunto de bicos que projetam o ar perpendicularmente ao sentido de deslocamento da placa feita de vidro.
O conjunto é complexo, de utilização delicada pois somente o funcionamento simultâneo dos quatros ventiladores pode permitir uma certa homogeneidade da distribuição dos fluxos dos dois lados do vidro.
Por outro lado tais conjuntos são difíceis de colocar em série em fornos contínuos, por causa notadamente das temperaturas diferentes geradas por cada conjunto.
Por outro lado, é conhecido o documento alemão DE 4219003 de acordo com o qual ventiladores fixados na parede superior do recinto de tratamento, associados a condutos e a uma bateria de bicos, permitem uma insuflação de ar quente sobre uma das faces da tira de vidro, graças a pelo menos um conjunto de bicos dispostos paralelamente ao sentido de deslocamento da tira de vidro.
Essa orientação pode por outro lado induzir defeitos no vidro.
Por outro lado, o fato de que os bicos projetem o ar, a um local dado, somente sobre uma das faces do vidro pode criar tensões, deformações, e outros defeitos não desejados.
Revela-se portanto desejável projetar um dispositivo de insuflação de ar do tipo daqueles definidos no início da descrição, que corrija notadamente os inconvenientes precitados.
A presente invenção apresenta uma solução ao mesmo tempo simples e confiável para o problema da homogeneização da temperatura do fluxo de ar que varre a (ou as duas) superfície(s) de um elemento fino de tipo tira de vidro.
Além disso, a invenção tem uma execução fácil.
Por outro lado, a presente invenção permite criar zonas quentes de dimensões limitadas, com temperaturas diferentes, o que é útil notadamente no caso de aplicação em fornos contínuos.
Assim a presente invenção tem como objeto um dispositivo de insuflação de um fluido sobre pelo menos uma face de um elemento fino de tipo tira que compreende, no interior de um recinto que tem um eixo longitudinal horizontal que corresponde ao eixo de deslocamento do elemento fino de tipo tira, pelo menos um ventilador de fluxo radial e de eixo vertical que tem pelo menos uma saída ligada a pelo menos um conduto de alimentação de bicos dirigidos para a face.
De acordo com a invenção, os bicos induzem jatos de fluido em pelo menos um plano perpendicular ao sentido de deslocamento do elemento fino de tipo tira, e o eixo do ventilador é disposto geralmente na proximidade do eixo longitudinal do recinto. Geralmente o eixo do ventilador é perpendicular ao sentido do eixo longitudinal horizontal. O eixo vertical pode por exemplo ser distante do eixo longitudinal do recinto de menos de 35% da largura interna do recinto, e mesmo de menos de 25% da largura interna do recinto. O eixo vertical pode cruzar o eixo longitudinal do recinto, notadamente quando o dispositivo de acordo com a invenção só compreende, de um lado do elemento fino de tipo tira, em um corte transversal, um único ventilador de duas saídas radiais (esse é o caso do dispositivo da figura 1).
Essa disposição característica apresenta a vantagem de uma melhor homogeneidade do fluxo. Preferencialmente, o dispositivo de acordo com a invenção compreende dois condutos radiais diametralmente opostos, que alimentam cada um deles pelo menos uma série de bicos paralelos transversais, definidos entre placas, e a seção do conduto não é constante.
Vantajosamente, os bicos provenientes de cada um dos condutos são dispostos de modo alternativo de acordo com o eixo longitudinal do recinto; o passo sendo de pelo menos um bico.
Essa disposição dos bicos, entremeados, assegura uma boa distribuição do fluxo. Por outro lado, se um dos condutos de alimentação é obstruído (incidente), o fluxo no entanto chega regularmente sobre a superfície, graças ao outro conduto que leva o fluxo à outra série de bicos.
Dessa forma, de acordo com a invenção, é previsto um dispositivo de insuflação de um fluido sobre pelo menos uma face de um elemento fino de tipo tira, compreendendo, no interior de um recinto que tem um eixo longitudinal horizontal (XX') que corresponde ao eixo de deslocamento do elemento fino de tipo tira, pelo menos um ventilador de fluxo radial e de eixo vertical (ZZ') que tem pelo menos uma saída ligada a pelo menos um conduto de alimentação de bicos dirigidos para a face, cujos bicos induzem jatos de fluido em pelo menos um plano perpendicular ao sentido de deslocamento do elemento fino de tipo tira, caracterizado pelo fato de compreender ainda dois condutos radiais, diametralmente opostos, com cada conduto radial alimentando pelo menos uma série de bicos paralelos transversais não alimentados pelo outro conduto radial, sendo que a pelo menos uma saída do ventilador de fluxo radial está numa direção transversal à direção de trajeto do elemento fino de tipo tira e os condutos diametralmente opostos são condutos transversais à direção de trajeto do elemento fino de tipo tira.
De acordo com uma outra característica adicional da invenção, a seção do (ou dos) conduto(s) de alimentação dos bicos não é constante.
Qualquer que seja a forma do elemento fino de tipo tira em deslocamento, os bicos induzem jatos de ar dirigidos perpendicularmente para a superfície do elemento fino em tira. Geralmente, os bicos não são unidos de modo que o ar proveniente dos bicos podem circular entre eles. Nessa caso, os jatos de ar provenientes dos bicos batem no elemento fino de tipo tira e o ar pode voltar para trás, circular entre os bicos e vir realimentar o ventilador.
De modo preferencial, os bicos provenientes de cada um dos condutos apresentam uma zona de recobrimento de acordo com a totalidade ou parte da largura do recinto.
O dispositivo de acordo com a invenção aplica um tratamento muito homogêneo em toda a largura do elemento fino de tipo tira. De fato, para um bico dado, o fluxo de fluido que ele ejeta não tem geralmente as mesmas características (velocidade e/ou temperatura) em suas duas extremidades. Ora, no dispositivo de acordo com a invenção, os defeitos de homogeneidade produzidos por um bico alimentado por um dos condutos são imediatamente compensados pelos mesmos defeitos produzidos por um outro bico alimentado pelo outro conduto, devido ao fato de que esses condutos são dispostos de modo alternativo de acordo com o eixo (Χ, X'). O fato de que os bicos não sejam unidos também contribui para a obtenção de uma grande homogeneidade, devido ao fato de que o fluido circula mais facilmente.
A presente invenção não se aplica unicamente aos elementos finos de tipo tira planos. Esses elementos finos podem ser curvos, por exemplo em forma de meio cilindro.
Por outro lado, no caso de aplicação no aquecimento de elementos finos de tipo tira, o dispositivo de acordo com a invenção compreende aquecedores do fluido dentro do recinto, tais como por exemplo resistências elétricas ou queimadores de gás.
Os aquecedores podem ser de tipo radioativo, com por exemplo uma ou várias resistências elétricas.
Sem sair do âmbito da invenção, o dispositivo de insuflação pode ser disposto sobre as duas faces do elemento fino de tipo tira fina.
Por outro lado, o recinto pode compreender vários ventiladores alinhados de acordo com seu eixo longitudinal.
Assim, o dispositivo de acordo com a invenção compreende controladores para controlar e ajustar individualmente a temperatura e/ou a vazão do fluido proveniente de cada ventilador, a fim de que se tenha perfis de temperatura especiais ao nível da insuflação sobre o elemento fino de tipo tira.
A invenção visa por outro lado uma unidade de insuflação de um fluido sobre as duas faces de um elemento fino de tipo tira, que compreende um dispositivo de insuflação sobre uma das faces, associado a um outro meio de insuflação e/ou de aquecimento de tipo radiativo ou convectivo sobre a outra face. A outra face pode também ser submetida a uma transferência de calor por condução (meio condutivo); esse é notadamente o caso quando o elemento fino de tipo tira se desloca sob a ação de rolos sucessivos, o contato entre o elemento fino e os rolos podendo estar na origem de uma transferência de calor por condução dos rolos para o elemento fino ou inversamente.
Outras características, detalhes e vantagens da invenção aparecerão melhor com a leitura da descrição que vai se seguir feita a título ilustrativo e de nenhuma forma limitativo em referência aos desenhos anexos nos quais:
- a figura 1 é um corte transversal simplificado de um modo de realização da invenção;
- a figura 2 é uma vista de cima da invenção;
- a figura 3 é um corte longitudinal simplificado do modo de realização da invenção;
- a figura 4 é uma vista em perspectiva de um par de bicos dispositivos de modo alternativo e alternados com um passo de um bico. O torque de bicos compreende uma zona de recobrimento R. Nessa figura, os bicos não são unidos de modo que o ar pode circular entre eles. Essa figura é vista no lado de alimentação em fluido dos bicos. O fluido que chega pelos condutos 51, 52, passa nas aberturas 61, 62 para ser ejetado através dos bicos 43 na direção do elemento fino de tipo tira;
- a figura 5 é um corte transversal simplificado de um modo de realização da invenção que compreende dois ventiladores que têm cada um deles uma só saída radial.
A figura 1 ilustra, por um corte transversal, os principais elementos de um modo de realização da invenção.
O elemento fino de tipo tira 7 se desloca perpendicularmente ao plano de corte, sobre rolos 1 paralelos entre si, de qualquer tipo conhecido em si, de eixo horizontal YY'.
O elemento fino de tipo tira 7 atravessa o recinto 2, paralelepipédico, no interior do qual se encontram os meios constitutivos da invenção. O recinto 2 pode compreender cinco paredes constituídas de material isolante feito de fibras cerâmicas.
De acordo com esse modo de realização da invenção, o limite inferior do recinto 2 é constituído pelo conjunto dos rolos 1 que sustentam e transportam o elemento fino de tipo tira 7.
Acima do elemento fino de tipo tira 7 desembocam bicos 43 definidos por placas 41, 42 paralelas entre si de modo que os jatos de fluido projetados a partir dos bicos 43 na direção do elemento fino de tipo tira fina 7, são contidos em planos "transversais" quer dizer perpendiculares ao plano do elemento fino de tipo tira 7 e ao eixo longitudinal XX' do recinto 2.
Um ou vários condutos de alimentação 51, 52 liga(m) as aletas 41, 42 com a saída (ou com as saídas) de um ventilador 3, de eixo preferencialmente vertical ZZ' situado centralmente, o que quer dizer próximo do eixo longitudinal XX' do recinto 2.
De acordo com o modo de realização ilustrado pelas figuras 1 a 3, cada unidade de insuflação compreende um ventilador 3 que apresenta duas saídas radiais diametralmente opostas que são cada uma delas ligadas a um conduto de alimentação 51, 52 que distribui o fluido através das aletas 41, 42 que formam os bicos 43.
Como melhor mostrado na figura 2, as placas provenientes de cada conduto 51, 52 são dispostas de modo a formar bicos 43 que projetam o fluido proveniente alternativamente de um 51 e do outro 52 conduto.
O passo entre os bicos de origem diferente pode ser de um ou de vários bicos.
Por outro lado, os bicos 43 provenientes de cada conduto 51, 52 podem apresentar de acordo com a largura do recinto uma zona de recobrimento maior ou menor: nas figuras 1 e 2 essa zona de recobrimento é sensivelmente igual a toda a largura do recinto 2; essa disposição é escolhida para garantir uma maior homogeneidade.
Uma zona de recobrimento menor pode naturalmente ser prevista sem sair do âmbito da pressente invenção.
Preferencialmente mas não obrigatoriamente, a seção de cada conduto 51, 52 não é constante; a figura 2 mostra de fato uma seção crescente a partir de cada saída do ventilador até o nível das aletas 41,42.
Por outro lado, elementos de aquecimento 6 podem ser previstos, no interior dos condutos de alimentação 51, 52. esses meios podem ser de tipo radiativo tais como resistências ou então queimadores de gás.
Eles podem ser fixados nas paredes laterais do recinto.
O movimento geral do fluido no interior do recinto 2 é tal como indicado pelas flechas B nas figuras 1 e 3.
Esse movimento, quase simétrico em relação ao eixo vertical ZZ' de cada unidade de insuflação, permite uma distribuição ao mesmo tempo ótima e homogênea do fluido sobre a superfície a tratar.
Por outro lado a disposição dos diferentes constituintes, notadamente os ventiladores 3 e os aquecedores 6, asseguram um acesso confiável fácil em caso de conserto e/ou de manutenção.
Quando o recinto 2 compreende vários ventiladores 3, também são considerados controladores para ajustar e controlar separadamente a temperatura e/ou a vazão do fluido proveniente de cada um dos ventiladores.
Qualquer meio conhecido em si pode ser utilizado para essa função.
Obtém-se assim perfis de temperatura especiais e apropriados ao nível da insuflação sobre a tira. Essa capacidade de modulação é nesse caso muito apreciada pelos usuários.
Por outro lado a invenção tem como objeto uma unidade de insuflação que compreende ou um dispositivo tal como descrito acima em cada uma das faces do elemento fino de tipo tira; ou um dispositivo descrito acima que insufla sobre uma face, associado a um outro meio de insuflação e/ou de aquecimento de tipo radiativo ou convectivo na outra face.
Claims (19)
1. Dispositivo de insuflação de um fluido sobre pelo menos uma face de um elemento fino de tipo tira (7), compreendendo, no interior de um recinto (2) que tem um eixo longitudinal horizontal (XX') que corresponde ao eixo de deslocamento do elemento fino de tipo tira (7), pelo menos um ventilador (3) de fluxo radial e de eixo vertical (ZZ') que tem pelo menos uma saída ligada a pelo menos um conduto (51, 52) de alimentação de bicos (43) dirigidos para a face, cujos bicos (43) induzem jatos de fluido em pelo menos um plano perpendicular ao sentido (XX') de deslocamento do elemento fino de tipo tira (7), caracterizado pelo fato de compreender ainda dois condutos radiais (51, 52), diametralmente opostos, com cada conduto radial alimentando pelo menos uma série de bicos (43) paralelos transversais não alimentados pelo outro conduto radial, sendo que a pelo menos uma saída do ventilador (3) de fluxo radial está numa direção transversal à direção de trajeto do elemento fino de tipo tira (7) e os condutos diametralmente opostos (51, 52) são condutos transversais à direção de trajeto do elemento fino de tipo tira (7).
2. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os bicos (43) provenientes de cada um dos condutos (51, 52) são dispostos de modo alternativo de acordo com o eixo longitudinal (XX') do recinto (2).
3. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a -2, caracterizado pelo fato de que os bicos (43) são alternados com um passo de pelo menos um bico.
4. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a -3, caracterizado pelo fato de que o eixo (ZZ') do ventilador (3) é disposto na proximidade do eixo longitudinal do recinto (2).
5. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a -4, caracterizado pelo fato de compreender um único ventilador (3) que tem duas saídas radiais (51, 52).
6. Dispositivo de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o eixo (ZZ') cruza o eixo longitudinal (XX')·
7. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a -4, caracterizado pelo fato de compreender dois ventiladores que têm cada um deles uma saída radial.
8. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a -7, caracterizado pelo fato de que a seção do (ou dos) conduto(s) de alimentação (51, 52) dos bicos (43) não é constante.
9. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a -7, caracterizado pelo fato de que os bicos (43) provenientes de cada um dos condutos (51, 52) apresentam uma zona de recobrimento de acordo com a totalidade ou parte da largura do recinto (2).
10. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de compreender ainda aquecedores (6) do fluido dentro do recinto (2), sendo os aquecedores (6) do tipo radioativo ou do tipo convectivo.
11. Dispositivo de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que os aquecedores (6) são do tipo radiativo e compreendem pelo menos uma resistência elétrica.
12. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ali, caracterizado pelo fato de compreender ainda rolos (1) de transferência de calor do tipo condutivo com o elemento fino de tipo tira (7).
13. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado pelo fato de que os bicos não são unidos, de modo que o ar proveniente dos bicos pode voltar para trás e circular entre os bicos.
14. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 13, caracterizado pelo fato de que o recinto (2) compreende vários ventiladores (3) alinhados de acordo com seu eixo longitudinal (XX').
15. Dispositivo de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de compreender ainda controladores para controlar e a ajustar individualmente a temperatura e/ou a vazão do fluido proveniente de cada ventilador (3), a fim de que se tenha perfis de temperatura especiais ao nível da insuflação sobre o elemento fino de tipo tira (7).
16. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 15, caracterizado pelo fato de que está disposto sobre as duas faces do elemento fino de tipo tira (7).
17. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 15, caracterizado pelo fato de que o elemento fino de tipo tira (7) se desloca sob a ação de rolos (1) sucessivos.
18. Unidade de insuflação de um fluido sobre as duas faces de um elemento fino de tipo tira (7), caracterizada pelo fato de compreender um dispositivo de insuflação como o definido em qualquer uma das reivindicações 1 a -17 sobre uma das faces do elemento fino de tipo tira (7), associado a um outro meio de insuflação e/ou de aquecimento de tipo radiativo ou convectivo sobre a outra face do elemento fino de tipo tira (7).
19. Unidade de insuflação de um fluido sobre as duas faces de um elemento fino de tipo tira (7), caracterizada pelo fato compreender um dispositivo de insuflação como o definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 17 sobre uma das faces elemento fino de tipo tira (7), associado a um outro rolo (1) de transferência de calor do tipo condutivo sobre a outra face do elemento fino de tipo tira (7).
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