BRPI1002922A2

BRPI1002922A2 - revestidor por cortina

Info

Publication number: BRPI1002922A2
Application number: BRPI1002922-2A
Authority: BR
Inventors: Eduard Davydenko; Andreas Pesch
Original assignee: Andritz Kuesters Gmbh
Priority date: 2009-08-10
Filing date: 2010-08-09
Publication date: 2012-05-29
Also published as: CN101992173A; JP2011036856A; CA2710460A1; ATE540164T1; KR20110016404A; US20110030613A1; RU2010133431A; PL2284315T3; EP2284315A1; DE102009036853B3; ZA201005687B; EP2284315B1

Abstract

REVESTIDOR POR CORTINA. A presente invenção refere-se a um revestidor por cortina que serve para descarregar o meio de revestimento sob a forma de uma cortina que se move substancialmente sob a força da gravidade em uma manta de papel ou papelão, compreendendo um depósito aumentador, esse possui uma primeira cavidade que se estende ao longo de uma largura de descarga, à qual o meio de revestimento é alimentado através de uma linha de alimentação, e um canal de medição que descarrega o meio de revestimento através de uma abertura de saída como uma cortina, caracterizado pelo fato de que o canal de medição (2) é dividido em um grande número de canais de orientação individuais que, sobre o lado de saída e ao longo da largura de descarga, unem a primeira cavidade (1) com as seções de tubo (2.1) separadas umas das outras, sendo possível que os comprimentos e larguras de abertura das seções de tubo (2.1) sejam selecionados para ajustar a resis- tência de fluxo ao longo da largura de descarga, e, na direção de fluxo (S), sendo que as seções de tubo (2.1) em cada caso são alteradas em um difu- sor (2.2) para que os fluxos secionais dos canais de orientação sejam cqn- duzidos juntamente sobre o lado de saída.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "REVESTIDOR POR CORTINA"

A invenção refere-se a um revestidor por cortina que serve para descarregar um meio de revestimento líquido ou pastoso sob a forma de uma cortina ou película que se move substancialmente sob a força da gravi- dade em um substrato móvel, em particular de papel ou papelão.

Sabe-se a partir do documento DE 100 57 733 Al que tal revesti- dor por cortina compreende uma câmara de bocal à qual o meio de revesti- mento é alimentado através de uma linha de alimentação que descarrega o meio de revestimento através de uma abertura de saída como uma cortina ou película. Neste caso, o revestidor por cortina fica situado em uma distân- cia em relação ao substrato, que resulta na vantagem de aplicação sem contato.

É difícil obter uma cortina de meio de revestimento uniforme- mente grossa ao longo de toda a largura de revestimento, particularmente quanto maior for a largura de revestimento. Altas velocidades de manta constituem um alto carregamento adicional sobre a estabilidade da cortina de meio de revestimento, visto que a última é estirada mediante contato com o substrato, devido à diferença entre a velocidade pouco antes do choque sobre o substrato e a velocidade de movimento do substrato móvel. Para obter um resultado de revestimento de alta qualidade, a uniformidade da cor- tina do meio de revestimento com a qual a última deixa a abertura de saída do bocal de descarga tem, portanto, maior importância. Em particular, isso se aplica quando o meio de revestimento for destinado para ser colocado sobre o substrato substancialmente em uma forma finalmente medida, isso significa que é um revestimento 1:1 , e quando, além disso, apenas quanti- dades muito pequenas de meio de revestimento forem aplicadas ao substra- to, ou seja, um baixo peso de revestimento.

Com a finalidade de se obter a distribuição mais homogênea possível no caso de uma grande variação nos fluxos de volume e nos parâ- metros de material, um sistema distribuidor que possui duas cavidades, co- nhecido como a matriz de cavidade dupla alimentada lateralmente, é adicio- nalmente conhecido, conforme Stephan F. Kistler, Peter M. Schweizer, Li- quid Film Coating1 Scientific Principies and their Technological Implications, Chapman & Hall, Nova York 1997, páginas 752 a 767. Após a distribuição em uma primeira cavidade, o composto de revestimento passa por uma pri- meira ranhura de medição em uma segunda cavidade. A ranhura de medi- ção deve produzir uma alta resistência de fluxo. A pressão resultante disso na primeira cavidade é substancialmente maior do que a perda de pressão transversal na direção de fluxo. As diferenças de pressão na direção de fluxo da primeira cavidade são muito pequenas quando comparadas com a pres- são total na primeira cavidade. A distribuição de pressão e, portanto, a distri- buição da densidade de fluxo de volume sobre a ranhura de medição são, como resultado, aproximadamente uniformes no caso de grandes variações no fluxo de volume e nos parâmetros de material. Os desvios restantes são equalizados na segunda cavidade. Para que uma alta resistência de fluxo seja produzida, a ranhura de medição deve ser produzida dentro de peque- nas dimensões, que estão na faixa de 200 a 500 μm. Os desvios de fluxo de volume sobre a largura de saída não devem exceder uma faixa de dispersão de 1 a 2%. Para esse propósito, as partes planas que formam a ranhura de medição devem ser fabricadas com um desvio de paralelismo em uma faixa de ±1 a 3 μιτι. O comprimento da ranhura de medição é normalmente 20 a 40 mm. O esforço de fabricação das partes planas com tais dimensões com a precisão requerida, em particular no caso de larguras de revestimento de 10 a 12 metros, é muito grande e associado com custos consideráveis.

O documento DE 197 55 625 Al descreve um revestidor por cor- tina em que o depósito alimentador é composto de duas partes similares a uma parede que possuem um comprimento correspondente à largura de re- vestimento desejada. Um entalhe longitudinal é usinado em um lado do comprimento de uma das partes que, após a união das duas partes, forma uma cavidade. Um canal de saída é conectado à cavidade e se estende so- bre uma largura de revestimento, a partir da qual surge a cor de revestimen- to. Para ser capaz de aplicar quantidades pequenas de cor de revestimento às mantas de papel ou papelão de largura grande sob condições instáveis, por exemplo, flutuação de viscosidade ou alteração de quantidades de re- vestimento, uniformemente e sem problemas sobre a largura de revestimen- to, as condições de fluxo na cavidade são influenciadas pelos fluxos de vo- lume alimentados nessa. Para esse propósito, ao menos dois canais de ali- mentação são conectados à cavidade, cada um desses possui um dispositi- vo para ajustar o fluxo de volume de cor de revestimento alimentado nessa. Válvulas de precisão de tubo ou diafragma são, de preferência, usadas para o ajuste de fluxo de volume. Os fluxos de volume de cada canal de alimenta- ção são, portanto, ajustados separadamente. Para ajuste adicional, uma se- gunda cavidade fica disposta entre a cavidade e o canal de saída. Há um canal de fluxo adicional entre a primeira cavidade e a segunda cavidade. Mais uma vez, a exigência de atuadores adicionais do ajuste de perfil trans- versal é desvantajosa. A despesa em termos de custos associados a isso é correspondentemente grande.

Para formar uma cortina, uma matriz de cortina do tipo alimenta- da por ranhura ou uma matriz de cortina do tipo alimentada por declive pode ser usada. No caso de uma matriz de cortina do tipo alimentada por ranhura, também conhecida como uma matriz de ranhura, de um revestidor por corti- na de camada única, a cortina é formada diretamente na saída da lacuna de matriz. O revestidor por cortina que possui uma matriz de ranhura é conhe- cido, por exemplo, a partir do documento DE-AI-197 16 647.

O objetivo da invenção é, portanto, fornecer um revestidor por cortina que garanta a alta uniformidade da distribuição de um meio de reves- timento sobre uma largura de saída de um meio de revestimento sobre uma largura de saída e, no processo, pode ser produzido com uma boa relação custo-benefício.

Esse objetivo é atingido pelas características da reivindicação 1.

Dessa maneira, o revestidor por cortina criado pode ser operado sem qualquer gasto de controle. De acordo com a invenção, uma ranhura de medição é substituída por um grande número de canais de orientação. Cada canal de orientação compreende uma seção de tubo, que é, de preferência, uma parte que possui um corte transversal circular, e uma ampliação do flu- xo de canal que segue na direção de fluxo, que é conhecido como o difusor do canal de orientação. Os canais de orientação produzem uma resistência de fluxo aproximadamente igual àquela de uma ranhura de medição. As van- tagens da mecânica de fluidos podem ser observadas, pois as seções de tubo podem ser combinadas em termos de comprimento e largura de abertu- ra com uma primeira cavidade afunilando-se na largura de descarga da cor- tina, por meio disso, resistências de fluxo substancialmente idênticas são garantidas. Dessa maneira, o ajuste da distribuição de pressão e/ou volume do meio de revestimento na direção transversal do revestidor é garantido.

O grande número de canais de orientação substitui, de preferên- cia, uma ranhura de medição entre duas cavidades. As primeira e segunda cavidades são então dispostas uma após a outra na direção de fluxo e entre essas se estende uma ranhura de medição adicional que, de acordo com a invenção, é substituída por um grande número de canais de orientação.

As seções de tubo dos canais de orientação podem ser, de pre- ferência, produzidas e inseridas de maneira simples como peças submetidas a torneamento. Partes de largura de máquina planas ou de largura de des- carga altamente precisas complicadas podem ser substituídas por peças submetidas a torneamento.

Refinamentos adicionais da invenção podem ser reunidos a par- tir da seguinte descrição e das sub-reivindicações.

A invenção será explicada em mais detalhes abaixo utilizando as modalidades exemplificativas ilustradas nas figuras em anexo, nas quais:

a Figura 1 mostra, de modo esquemático, um corte de um depó- sito alimentador de um revestidor por cortina na direção de fluxo cruzado do revestidor de acordo com a técnica anterior,

a Figura 2 mostra uma vista em corte transversal do depósito a- limentador de acordo com a Figura 1;

a Figura 3 mostra, de modo esquemático, um corte de um depó- sito alimentador de um revestidor por cortina na direção de fluxo cruzado do revestidor de acordo com a invenção,

a Figura 4 mostra, de modo esquemático, uma vista em corte transversal do depósito alimentador de acordo com a Figura 3,

a Figura 5 mostra o detalhe Z de acordo com a Figura 3 em uma ilustração ampliada,

a Figura 6 mostra o detalhe Y de acordo com a Figura 3 em uma ilustração ampliada,

a Figura 7 mostra o detalhe W de acordo com A-A de acordo com a Figura 3 em uma ilustração ampliada,

a Figura 8 mostra, de modo esquemático, linhas de fluxo de um canal de orientação,

a Figura 9 mostra, de modo esquemático, uma vista em corte transversal do depósito alimentador de acordo com uma segunda modalida- de exemplificativa.

A invenção se refere a um revestidor por cortina que serve para descarregar um meio de revestimento sob a forma de uma cortina ou pelícu- la que se move substancialmente sob a força da gravidade em uma manta de papel ou papelão.

As Figuras 1 e 2 mostram, para esse propósito, o revestidor por cortina de acordo com a técnica anterior compreendendo um depósito ali- mentador que possui uma primeira cavidade 1 que se estende ao longo da largura de descarga. Essa cavidade 1 é fornecida com o meio de revesti- mento através de ao menos uma linha de alimentação (não ilustrada). A di- reção de fluxo S do meio de revestimento que será fornecido pode se origi- nar de uma extremidade da cavidade 1, como ilustrado na Figura 1. O depó- sito alimentador compreende adicionalmente uma segunda cavidade 3, que descarrega o meio de revestimento através de uma ranhura de saída 4 como uma cortina. Entre uma primeira cavidade 1 e segunda cavidade 3 está um canal de medição adicional 2, que é formado como uma ranhura de medi- ção. A direção de fluxo S ocorre em ângulos retos até a direção transversal do revestidor por cortina.

O comprimento Ih e a altura 2h do canal de medição formado como uma ranhura de medição determinam uma resistência de fluxo que é substancialmente idêntica na direção transversal da largura de descarga, visto que a ranhura de medição é um espaço contínuo. Entretanto, a pré- condição para que isso ocorra é a alta precisão com relação ao paralelismo das paredes de ranhura de medição, para que a altura de ranhura 2h per- maneça constante sobre o comprimento de ranhura lh. Os problemas expli- cados no início em relação à técnica anterior ocorrem durante a fabricação do depósito alimentador, mesmo que o último seja montado a partir de duas metades, como sempre.

As Figura 3 e Figura 4 mostram que o revestidor por cortina de acordo com a invenção em uma primeira modalidade exemplificativa se dife- re da técnica anterior pelo fato de que o canal de medição adicional 2 é divi- dido em um grande número de canais de orientação individuais que, sobre o lado de entrada e ao longo da largura de descarga, são conectados à primei- ra cavidade 1 pelas seções de tubo 2.1 separadas umas das outras. Os comprimentos e larguras de abertura das seções de tubo 2.1 podem ser se- lecionados para ajustar a resistência de fluxo ao longo da largura de descar- ga. Na direção de fluxo S, cada seção de tubo 2.1 é unida em um difusor 2.2 dos fluxos de seção dos canais de orientação que serão combinados sobre o lado de saída. Entre as extremidades sobre os lados de saída dos difusores 2.2 dos canais de orientação e a segunda cavidade 4, uma parte restante da altura do canal de medição 3 pode ser adicionalmente formada no formato de uma ranhura de medição na largura da máquina, para combinar os fluxos de seção individuais dos canais de orientação individuais novamente antes da entrada na segunda cavidade 4. A segunda cavidade 4 descarrega o meio de aplicação através de uma ranhura de saída 5 como uma cortina. Os canais de orientação são, de preferência, dispostos em um corpo de base 2.4 do depósito alimentador.

Os canais de orientação com a seção de tubo 2.1 e difusor 2.2 se estendem a partir da primeira cavidade 1 em ângulos retos até a direção de fluxo cruzado do revestidor, ou seja, de preferência, em ângulos retos até a direção transversal de máquina (CD) da manta de papel ou papelão móvel. Para essa finalidade, os canais de orientação são, de preferência, dispostos em uma linha. As resistências de fluxo dos canais de orientação ao longo da largura de descarga são substancialmente iguais e consistem em ao menos 9,81 kPa (1 mWC). As seções de tubo 2.1 dos canais de orientação possu- em, de preferência, um corte transversal circular. A Figura 3 mostra que a primeira cavidade 4 não pode possuir um comprimento idêntico sobre a lar- gura de descarga. Se o meio de revestimento for fornecido a partir de uma extremidade, a cavidade 1 se afunila em direção à outra extremidade de descarga, localizada oposta a essa extremidade de descarga. O ajuste dos fluxos de volume é aprimorado aqui se os comprimentos Ir e/ou os diâmetros das seções de tubo 2.1 e/ou as distâncias χ entre dois canais de orientação em cada caso forem diferentes ao longo da largura de saída. A Figura 3 mostra que uma redução do comprimento Ir das seções de tubo 2.1 confere uma redução do comprimento da primeira cavidade 1. O número de canais de orientação por metro da largura de descarga ou largura de saída é opcio- nal. O número de canais de orientação está, de preferência, na faixa entre 10 e 33. Para neutralizar os fluxos de borda, é vantajoso configurar a distân- cia χ entre os canais de orientação de maneira variável sobre a largura de saída.

As Figuras 5 a 7 mostram detalhes preferidos de um canal de o- rientação de acordo com a invenção.

A Figura 5 mostra, as seções de tubo 2.1 que são, de preferên- cia, formadas como elementos de inserção substituíveis. Esses elementos de inserção podem possuir um chanfro e/ou uma porção arredondada R.1 sobre seu lado de entrada.

A Figura 6 mostra, na região da extremidade de saída, que os canais de orientação possuem uma largura superior b < 0,3 mm. Os canais de orientação podem possuir adicionalmente extremidades de saída arre- dondadas no respectivo difusor 2.2. A partir de pontos de vista da mecânica de fluidos, é vantajoso configurar os canais de orientação de tal maneira que, em sua região de extremidade como observado na direção de fluxo S, esses possuam uma extremidade cega com uma largura superior de menos que 0,3 mm ou uma extremidade arredondada, para evitar a formação de separações indesejadas de vórtice nas bordas de extremidade.

A Figura 7 mostra que os difusores 2.2 possuem, de preferência, um corte transversal circular sobre o lado de entrada em cada caso, que muda para um corte transversal retangular na saída. Os ângulos de amplia- ção gd das paredes dos difusores 2.2 que limitam o fluxo são, de preferência, abaixo de 8o, para evitar o fluxo reverso no difusor 2.2. A altura de ranhura da seção de tubo circular 2.1 do canal de orientação é designada 2r0, e uma altura de ranhura do difusor 2.2 é designada 2H. Isto é vantajoso se o difusor 2.2 for configurado de tal modo que se proporcione uma ampliação das pa- redes que limitam o fluxo.

A Figura 8 mostra uma ilustração esquemática das relações de fluxo em um canal de orientação com a seção de tubo 2.1 e difusor 2.2. O ângulo de abertura do difusor 2.2 é designado por Od- R designa uma distân- cia radial. A velocidade de fluxo máxima na distância R é indicada por umax.

O difusor 2.2 é, de preferência, configurado de modo que a distribuição de velocidade do fluxo de difusor exiba alta simetria e o fluxo reverso seja evi- tado. Devido à alta viscosidade do composto de revestimento e velocidade relativamente baixa, esse é um fluxo divergente de Jeffery-Hamel. O ângulo ocd ê, de preferência, menor que 25°.

O ângulo de ampliação crítico Odk das paredes do difusor 2.2 que limita o fluxo pode ser determinado de acordo com a equação

<formula>formula see original document page 9</formula>

em que μ é a viscosidade do meio de revestimento, ρ é a densidade do meio de revestimento, 2b0 = 2ro e V é o fluxo de volume por metro de largura de saída.

As partes do revestidor por cortina tocadas pelo fluxo são mecâ- nica e quimicamente pressionadas. Portanto, é vantajoso fabricar os canais de orientação ou os elementos de inserção substituíveis 2.1 e o corpo básico 2.4, onde o difusor 2.2 pode ser integrado, a partir de aços inoxidáveis, como a partir dos seguintes materiais como aços Cr-Ni isentos de molibdênio, aços Cr-Ni contendo molibdênio ou aços duplex ferríticos-austeníticos. Alternativamente, o corpo básico pode consistir em um termo- plástico. Para cumprir altas exigências sobre a estabilidade inerente, resis- tência química, comportamento com relação à umidade (absorção de umi- dade abaixo de 1,5%), estabilidade dimensional (dilatação baixa de menos que 0,1%), plásticos de alto desempenho (amorfos e parcialmente cristali- nos), como PEI, PEEK, PPSU, PTFE, PVDF, POM a DIN EN ISO 1043-1, são adequados como um material para a fabricação do depósito alimenta- dor, em particular do corpo básico 2.4.

O depósito alimentador descrito de acordo com a invenção pode ser usado para revestimento por cortina pelo método do tipo declive ou um método do tipo ranhura.

A Figura 9 mostra uma segunda modalidade exemplificativa do revestidor por cortina para descarregar o meio de revestimento. Aqui, o de- pósito alimentador possui apenas uma primeira cavidade 1 que se estende ao longo da largura de descarga, e um canal de medição 2, que descarrega o meio de revestimento através da ranhura de saída 5 como uma cortina. O canal de medição 2 é dividido em um grande número de canais de orienta- ção individuais, como descrito acima em relação à primeira modalidade e- xemplificativa. As explicações acima se aplicam aqui de maneira correspon- dente.

Claims

1. Revestidor por cortina para descarregar o meio de revesti- mento sob a forma de uma cortina que se move substancialmente sob a for- ça da gravidade em uma manta de papel ou papelão, compreendendo um depósito alimentador, esse possui uma primeira cavidade que se estende ao longo de uma largura de descarga, à qual o meio de revestimento é alimen- tado através de uma linha de alimentação e um canal de medição que des- carrega o meio de revestimento através de uma abertura de saída como uma cortina, caracterizado pelo fato de que o canal de medição (2) é dividido em um grande número de canais de orientação individuais que, sobre o lado de saída e ao longo da largura de descarga, unem a primeira cavidade (1) com as seções de tubo (2.1) separadas umas das outras, sendo possível que os comprimentos e larguras de abertura das seções de tubo (2.1) sejam selecionados para ajustar a resistência de fluxo ao longo da largura de des- carga, e, na direção de fluxo (S), sendo que as seções de tubo (2.1) em ca- da caso são alteradas em um difusor (2.2) para que os fluxos secionais dos canais de orientação sejam conduzidos juntamente sobre o lado de saída.

2. Revestidor por cortina, de acordo com a reivindicação 1, ca- racterizado pelo fato de que uma segunda cavidade (3) é fornecida, esse descarrega o meio de revestimento através da ranhura de saída como uma cortina, e o canal de medição (2) fica disposto entre a primeira cavidade e a segunda cavidade (3).

3. Revestidor por cortina, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que os canais de orientação se estendem a partir da primeira cavidade (1) em ângulos retos até a direção de fluxo cruzado do revestidor.

4. Revestidor por cortina, de acordo com uma das reivindicações -1 a 3, caracterizado pelo fato de que as resistências de fluxo dos canais de orientação ao longo da largura de descarga sejam substancialmente iguais e possuam ao menos 1 mWC.

5. Revestidor por cortina, de acordo com uma das reivindicações -1 a 4, caracterizado pelo fato de que os canais de orientação ficam dispostos em uma linha.

6. Revestidor por cortina, de acordo com uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que as seções de tubo (2.1) dos canais de orientação possuem um corte transversal circular.

7. Revestidor por cortina, de acordo com uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que o ângulo de ampliação (ocd) das pare- des dos difusores (2.2) que limitam o fluxo está abaixo de 25°.

8. Revestidor por cortina, de acordo com uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que o ângulo de ampliação (ocd) das paredes do respectivo difusor (2.2) que limitam o fluxo é selecionado como uma fun- ção do fluxo de volume, densidade e viscosidade dinâmica do respectivo meio de revestimento.

9. Revestidor por cortina, de acordo com uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que os difusores (2.2) possuem um corte transversal circular sobre o lado de entrada em cada caso, que muda para um corte transversal retangular na saída.

10. Revestidor por cortina, de acordo com uma das reivindica- ções 1 a 9, caracterizado pelo fato de que os comprimentos e/ou os diâme- tros das seções de tubo (2.1) e/ou as distâncias (x) entre os canais de orien- tação são diferentes ao longa da largura de saída.

11. Revestidor por cortina, de acordo com uma das reivindica- ções 1 a 10, caracterizado pelo fato de que as seções de tubo (2.1) são for- madas como elementos de inserção substituíveis.

12. Revestidor por cortina, de acordo com a reivindicação 11, ca- racterizado pelo fato de que os elementos de inserção possuem um chanfro e/ou uma porção arredondada (R.1) sobre seu lado de entrada.

13. Revestidor por cortina, de acordo com uma das reivindica- ções 1 a 12, caracterizado pelo fato de que, na região da extremidade de saída do difusor (2.2), os canais de orientação possuem uma largura superior ≤ 0,3 mm.

14. Revestidor por cortina, de acordo com uma das reivindica- ções 1 a 13, caracterizado pelo fato de que os canais de orientação possu- em extremidades de saída arredondadas.

15. Revestidor por cortina, de acordo com uma das reivindica- ções 1 a 14, caracterizado pelo fato de que a direção de fluxo, câmara de largura de máquina une os canais de orientação como uma ranhura de me- dição (3) e, após isso, uma segunda cavidade (4).