BRPI1006201B1 - Cilindro de secagem aquecido a vapor com tiras internas para o aumento da capacidade termica - Google Patents

Abstract

cilindro de secagem aquecido a vapor com tiras internas para o aumento da capacidade térmica a invenção refere-se a um cilindro (1) de secagem aquecível a vapor para secagem de uma folha de material, particularmente uma folha de papel, de papelão, ou folha de papel tissue, compreendendo uma cãmara interna que apresenta uma superfície lateral (1.1) e um dispositivo para aumentar a transferência térmica da cãmara interna para a superfície lateral (1.1). o dispositivo (10) compreende uma pluralidade de tiras interferentes (2) , que são dispostas na direção circunferencial, orientadas axialmente e que ficam em contato com a superfície lateral (1.1), e pelo menos um anel de retenção (3) que apresenta um elemento tensor (4) e se estende na direção circunferencial. o anel de retenção ( 3) inter age com o element de tensão ( 4) de tal forma a gerar uma força de tensão radial de pelo menos um anel de retenção (3) age sobre as tiras interferentes (2).

Description

"CILINDRO DE SECAGEM AQUECIDO A VAPOR COM TIRAS INTERNAS PARA O AUMENTO DA CAPACIDADE TÉRMICA" A invenção refere-se a um cilindro de secagem aquecível a vapor para a secagem de uma folha de material, especialmente de uma folha de papel, de papelão ou de papel tissue. 0 cilindro de secagem compreende um espaço interno com uma superfície lateral e um dispositivo para aumentar a transferência térmica para a superfície lateral, sendo que o dispositivo é composto por várias tiras interferentes dispostas em sentido circunferencial, axialmente alinhadas e que ficam em contato com a superfície lateral e por pelo menos um anel de retenção que se estende na direção circunferencial provido de pelo menos um elemento tensor, sendo que pelo menos um anel de retenção interage com pelo menos um elemento tensor de tal forma a gerar uma força tensora radial, que atua sobre as tiras interferentes, de pelo menos um anel de retenção e sendo que as tiras interferentes são projetadas com formato em U, cujo lado aberto aponta para a superfície lateral. 0 cilindro de secagem com esses dispositivos são conhecidos. Assim, no documento EP1362951 é descrito .um dispositivo desse tipo. As tiras interferentes são formadas por tubos com seção transversal retangular e pressionadas através de anéis de retenção às paredes internas do cilindro. Para a fixação das tiras interferentes com oa anéis de retenção encontram-se nas tiras interferentes furos para o alojamento de pinos, que por sua vez são aparafusado aos anéis de retenção ou conectados por meio de ajustes.

Em outras soluções conhecidas, as tiras interferentes são conectadas diretamente à camisa do cilindro.

As concretizações no estado da técnica apresentam a desvantagem de elas serem mais caras na fabricação das conexões de tiras interferentes e anel de retenção ou camisa de cilindro e exigirem longos tempos de montagem. Os sistemas conhecidos exigem uma elevada aplicação de material e são correspondentemente muito pesados. Isso dificulta o manuseio especialmente no caso da montagem e desmontagem. Uma outra desvantagem no estado da técnica é a fixação das tiras interferentes junto à superfície lateral do cilindro de secagem. Essas podem se deslocar durante o funcionamento. A tarefa da invenção reside no fato de, por um lado apresentar uma solução variável, favorável em termos de custos, para conectar tiras interferentes e anéis de retenção, que também possibilita uma montagem e desmontagem simples sem necessidade de ferramentas especiais assim como uma estrutura modular do dispositivo e por outro assegura um assento mais seguro da gaiola de tiras no cilindro de secagem. De acordo com a invenção, essa tarefa para um cilindro de secagem de acordo com o gênero é solucionada pelo fato de pelo menos um anel de retenção ser conectado a pelo menos uma parte das tiras interferentes em união positiva. Através dessa solução, de acordo com a invenção, é possibilitada ma montagem rápida e que dispensa o uso de ferramentas dos anéis de retenção às brras interferentes. Essa construção simples do dispositivo é composta de poucos elementos construtivos diferentes de forma que seja possível e simplificada uma padronização sob o ponto de vista econômico. Em consequência disso, obtém-se uma redução de custos desse dispositivo em relação aos dispositivos conhecidos. Através do arranjo das tiras interferentes em formato de U, de tal forma que os lados abertos apontem para a superfície lateral do cilindro de secagem, a compressão superficial entre os lados do perfil em ü e a superfície lateral aumenta, assegurando assim uma posição segura das tiras interferentes. Isso é vantajoso especialmente em relação à conexão em união positiva de acordo com a invenção.

Em uma forma de concretização prática vantajosa, as tiras interferentes apresentam orifícios de fixação e pelo menos um anel de retenção apresenta hastes de fixação. Estas formam juntas a união positiva. A seção transversal dos orifícios de fixação pode ser projetada redonda ou preferivelmente retangular ou quadrada. As hastes de fixação são preferivelmente projetadas com o formato complementar correspondente. As hastes de fixação podem representar componentes separados, que são montados no anel de retenção respectivo ou foram produzidas durante a fabricação do respectivo anel de retenção a partir de uma peça de material.

Em um arranjo vantajoso a conexão em união positiva é executada de tal forma que seja formado na direção radial um grau de liberdade. Desse modo, a tira interferente pode se mover em relação ao anel de retenção em sentido radial para compensar por exemplo pequenas diferenças de geometria. No sentido axial e no sentido circunferencial não são possíveis basicamente movimentos relativos.

Vantajosamente os orifícios de fixação das tiras interferentes e as hastes de fixação dos anéis de retenção são dispostos respectivamente aos pares.

De acordo com uma forma de concretização alternativa, orifícios de fixação encontram-se nos anéis de retenção eas hastes de fixação nas tiras interferentes. O número de orifícios de fixação ou das hastes de fixação nas tiras interferentes é pelo menos igual ao número dos anéis de retenção, preferivelmente ele é porém maior. Desse modo, a distância dos anéis de retenção pode ser ajustada de modo flexível e variável na direção axial sem a necessidade de alterações nas tiras interferentes. Desse modo, por exemplo, a distância nas áreas marginais do cilindro de secagem pode ser menor do que na área central. É vantajoso se as tiras interferentes forem compostas por tiras em formato de U e o lado aberto de uma tira em formato de U for direcionado para a superfície lateral do cilindro de secagem. As áreas de contato dos lados das tiras interferentes se estendem sobre todo o comprimento da respectiva tira interferente.

Para uma fixação das tiras interferentes na superfície lateral a largura lateral das tiras interferentes situa-se na faixa de 0,8 mm e 6 mm, especialmente na faixa de 1,5 mm e 3 mm. Se o perfil em U for feito de um material metálico então a largura lateral corresponderá à espessura de chapa. Em uma concretização prática a espessura de chapa é por exemplo de 2mm. A altura de uma tira interferente situa-se na faia de 3 mm a 30 mm, preferivelmente entre 5 mm e 12 mm. Em um exemplo prático ela é de 8 mm. A largura de uma tira interferente situa-se na faixa de 8 mm a 50 mm, preferivelmente entre 12 mm e 30 mm. Em um exemplo prático ela é de 20 mm.

Essa geometria das tiras interferentes demonstrou ser muito eficaz com relação ao aumento de transferência térmica do compartimento de vapor no cilindro de secagem em relação à camisa. O anel de condensação que se forma durante a condensação do vapor quente é destruído de forma ideal.

Em uma variante de arranjo prática as áreas de contato dos lados das tiras interferentes situam-se apenas em alguns segmentos juntas à superfície lateral. Neste caso as áreas de contato apresentam saltos.

Para uma fixação mais segura das tiras interferentes na superfície lateral do cilindro de secagem é vantajose se as bordas das áreas de contato dos lados que ficam em contato com a superfície lateral foram executadas com aresta viva.

Entende-se por "aresta viva" uma borda rebarbada após usinagem mecânica. O raio situa-se abaixo de 0,5 mm. A gaiola de tiras é presa por fixação por atrito na superfície lateral do cilindro de secagem.

Convenientemente, os anéis de retenção são compostos por tiras em formato de U.

Em uma forma de concretização prática os anéis de retenção são compostos por um ou vários segmentos de anel de retenção. O número dos segmentos de anel de retenção corresponde preferivelmente a um numero primo. Desse modo, não ocoreem desequilíbrios, ou ocorrem muito pouco. Especialmente vantajoso são anési de retenção, que são compostos por três segmentos de anel de retenção. Tais sistemas apresentam a propriedade da auto-centragem. Os anéis de retenção são executados vantajosamente rotacionalmente simétricos.

Entre um ou os vários segmentos de anel de retenção fica disposto pelo menos um elemento tensor. 0 elemento tensor pode ser executado com mola de cilindro ou mola espiral e gera no estado montado a força de tensão radial sobre a tira interferente e consequentemente a força de pressão da tira interferente sobre a superfície lateral do cilindro de secagem.

Em um outro arranjo prático nos dois lados dos elementos tensores ficam alojados elementos de união para unir os elementos tensores aos segmentos de anel de retenção.

Os elementos de união são projetados de tal forma que a distância dos elementos de união e portanto o comprimento do elemento tensor pode ser alterada. Se por exemplo, uma mola de cilindro for utilizada como elemento tensor então os elementos de união poderão ser executados respectivamente com duas hastes para o alojamento de parafusos tensores. Por meio dos parafusos tensores que conectam os elementos de união é possível reduzir somente a distância dos elementos de união e consequentemente a mola de cilindro são conjuntamente comprimidas. Neste estado tensionado o diâmetro dos anéis de retenção é menos, sendo que a gaiola que compreende anéis de retenção respct. das tiras interferentes e anéis de retenção com elementos tensores pode ser facilmente montada no cilindro de secagem. No estado montado os parafusos tensores não ficam sob carga e desse modo a gaiola de tiras é colocada em posição operacional. 0 arranjo dos elementos tensores e elementos de união é de tal forma selecionado que a linha de ação da força de alargamento que atua sobre os segmentos de anel de retenção coincidem basicamente com o eixo do elemento tensor. Desse modo, momentos de flexão sao evitados sobre os segmentos de anel de retenção devido à força de alrgamento.

Um cilindro de secagem pode ser equipado em uma forma de concretização preferida com vários módulos de gaiola de tiras. Um módulo de gaiola de tiras destaca-se pelo fato de o comprimento das tiras interferentes ser mais curto do que a superfície lateral do espaço interno de um cilindro de secagem que apresenta o comprimento L em sentido axial. Portanto, podem ser sucessivamente montados vários módulos de gaiola de tiras do mesmo tipo em sentido axial. Através da estrutura modular pode-se simplificar a produção e diminuir os custos de fabricação.

Para prover um cilindro de secagem com uma gaiola de tiras podem ser utilizados portanto vários módulos de gaiola de tiras do mesmo tipo. Os comprimentos das gaiolas precisam apenas ser adaptados nas áreas marginais ao comprimento do cilindro de secagem. Neste caso, pode-se prover vantajosamente variantes de arranjo, nas quais o número de orifícios de fixação e hastes de fixação nas tiras interferentes é maior do que o número dos anéis de retenção. Através dessa concretização a distância dos anéis de retenção nas áreas marginais pode ser executada mais estreita do que no meio.

Em uma forma de concretização preferida, os comprimentos das tiras interferentes individuais e portato de módulo de gaiola de tiras podem ser de 2 metros. Na área central a distância dos anéis de retenção é de 500 mm, nas áreas marginais é de 250 mm.

Tiras interferentes e anéis de retenção podem ser feitos de materiais iguais ou diferentes. Materiais convenientes são materiais metálicos, tais como aço, aço inox, latão ou materiais não-metálicos tais como por exemplo materiais plásticos, materiais reforçado com fibras, etc.

Outras características e vantagens da invenção constam da descrição a seguir de exemplos de concretização preferidos, fazendo-se referência ao desenho, onde: A figura 1 mostra um cilindro de secagem aquecível a vapor de acordo com a invenção, apresentado a título de exemplo, provido de um módulo de gaiola de tiras, A figura 2 mostra uma forma de concretização a título de exemplo da gaiola de tiras de acordo com a invenção na seção transversal em relação ao eixo longitudinal docilindro de secagem. A figura 3 mostra uma forma de concretização a título de exemplo, de acordo com a invenção de uma parte de uma tira interferente. A figura 4 mostra uma forma de concretização a título de exemplo, de acordo com a invenção de um segmento de anel de retenção. A figura 5 mostra a seção X-X da forma de concretização de uma parte de um segmento deanel de retenção da figura 4 . A figura 6 mostra um elemento tensor com dois elementos de união. A figura 7 mostra uma vista lateral da figura 6 em corte. A figura 1 mostra um cilindro de secagem 1 aquecível a vapor, de acordo com a invenção, de uma máquina de fabricar papel provida de uma gaiola de tiras 10 montada em seu espaço interno 5. As tiras interferentes 2 são axiais, ou seja, dispostas paralelamente ao eixo longitudinal do cilindro de secagem 1, e apertadas contra a superfície lateral 1.1 com quatro anéis de retenção 3. Os anéis de retenção 3 são ocmpostos de segmentos de anel de retenção 3.1. Para gerar a força de tenão radial sobre as tiras interferentes 2 os segmentos de anel de retenção são empurrados e afastados entre si através de molas espirais ou de molas cilíndricas 4. Neste exemplo, em cada ponto de cruzamento entre segmento de anel de retenção 3.1 e tira interferente 2 encontra-se uma conexão em união positiva. Os anéis de retenção 3 são dispostos equidistantes. Convenientemente, eles são dispostos nas áreas marginais mais estreitos entre si do que na área central. A gaiola de tiras ilustrada 10 pode formar para uma máquina de fabricar papel mais larga também um módulo de gaiola de tiras. A gaiola de tiras de cilindros de secagem amplos é formada por diversos módulos de gaiola de tiras dispostos um ao lado do outro. Esses módulos de gaiola de tiras 10 apresentam preferivelmente a mesma largura. Portanto, os mesmos módulos podem ser combinados formando uma gaiola de tiras. No caso de o comprimento do espaço interno do cilindro não corresponder ao múltiplo em número inteiro da largura de um módulo de gaiola de tiras, o comprimento que falta será ocupado com uma gaiola de tiras com largura adaptada.

Na figura 2 aparece ilustrada uma gaiola de tira 10 de forma esquemática na seção transversal perpendicularmente ao eixo longitudinal do cilindro de secagem 1. O anel de retenção 3 é composto de 3 segmentos de anel de retenção 3.1, 3.2, 3.3 que interage operacionalmente sobre elementos tensores projetados como molas espirais 4. Os elementos de união 8, 9 entre segmento de anel de retenção 3.1, 3.2, 3.3 e elemento tensor 4 não aparecem ilustrados por motivo de maior clareza. As tiras interferentes 2 ficam dispostas no perímetro externo do anel de retenção 3 e são projetadas como perfis em formato de U. A figura 3 mostra uma parte de uma tira interferente 2, que foi executada como perfil em formato de U. A largura lateral 5 b é de 2 mm, a altura da bara interferente 5.2 é de 8 mm e a largura da tira interferente 5.1 situa-se em torno de 20 mm. O dorso das tiras interferentes 5.4 apresenta orifícios de fixação dispostos aos pares 7. Neste exemplo aparecem ilustrados dois pares de orifícios de fixação desse tipo 7.

Na figura 4 aparece ilustrado um recorte de um segmento de anel de retenção 3.1 com três hastes de fixação 6. As hastes de fixação 6 são feitas juntamente com a tira interferente de um material. Por exemplo, elas foram feitas de uma chapa de aço inox com uma espessura de 2 mm. As distâncias das hastes de fixação 6 apresentam diferentes valores. A propósito, elas são preferivelmente iguais. A figura 5 mostra o segmento de anel de retenção 3.1 em vista lateral ao longo da linha de corte X-X na figura 4.

Pode-se identificar que também os segmentos de anel de retenção são feitos de um perfil em U. Cada lado apresenta hastes de fixação dspostas aos pares 6, que formam juntamente com os pares dos orifícios de fixação 7 das tiras interferentes 2 a respectiva união positiva. A figura 6 mostra o elemento tensor 4 na forma de uma mola cilíndrica 4, que fica disposta entre os elementos de união 8 e 9. Os elementos de união 8, 9 apresentam respectivamente um elemento de alojamento de elemento tensor 8.4 para o alojamento da mola cilíndrica 4 assim como duas pontas de apoio 8.1, 9.1 e uma haste de centragem 8.2, 9.2 como união de encaixe com os respectivos segmentos de anel de retenção 3.1 e 3.2. Além disso, os elementos de união 8, 9 possuem hastes tensoras que se estendem transversalmente 8.4, 9.4 para o elemento de alojamento de parafusos roscados 11. Com a redução dos parafusos tensores 11 a mola cilíndrica 4 é tensionada e os diâmetros dos anéis de retenção 3 são reduzidos. Os parafusos tensores 11 são posicionados em sulcos das hastes tensoras 8.4, 9.4. Como dispositivo de segurança contra escape lateral dos parafusos tensores 11 são previstas rampas 8.5, 9.5.

Na figura 7 aparece ilustrada uma vista lateral da figura 6 em corte. 0 elemento de alojamento tensor 8.3 é executado como corpo oco redondo. As hastes de centragem 8.2 engatam no perfil dos anéis de retenção 3.1, 3.2 e centram estas com o elemento tensor 4 em sentido axial do cilindro de secahem 1. 0 dorso do perfil em U dos segmentos de anel de retenção 3.1, 3.2 é fixado na fenda formada através da haste de centragem 8.2, 9.2 e da ponta de apoio 8.1, 9.1. Neste caso, as pontas de apoio 8.1, 9.1 sao moldadas de tal forma que a fenda se adelgaça na direção de inserção do segmento de anel de retenção 3.1, 3.2. Desse modo, é possível assegura uma montagem fácil por um lado e um assento fixo dos segmentos de anel de retenção 3.1, 3.2, por outro.

Lista de números de referência Cilindro de secagem 1 Superfície lateral 1.1 Tira interferente 2 Anel de retenção 3 Segmento de anel de retenção 3.1 Segmento de anel de retenção 3.2 Segmento de anel de retenção 3.3 Elemento tensor 4 Largura lateral da tira 5 interferente Largura da tira interferente 5.1 Altura da tira interferente 5.2 Lado 5.3 Dorso da tira interferente 5.4 Haste de fixação 6 Orifício de fixação Ί Elemento de união 8 Ponta de apoio 8.1 Haste de centragem 8.2 Elemento de alojamento do 8.3 elemento tensor Haste tensora 8.4 Rampas 8.5 Elemento de união 9 Ponta de apoio 9.1 Haste de centragem 9.2 Elemento de alojamento do 9.3 elemento tensor Haste tensora 9.4 Rampas 9.5 Dispositivo, gaiola de tiras 10 Parafuso tensor 11 REIVINDICAÇÕES

Claims (15)

1. "CILINDRO DE SECAGEM AQUECIDO A VAPOR COM TIRAS INTERNAS PARA AUMENTAR A CAPACIDADE TÉRMICA", sendo o dito cilindro de secagem (1) aquecível a vapor para secagem de uma folha de material, especialmente de uma folha de papel, de papelão ou de tissue, compreendendo um espaço interno com uma superfície lateral (1.1) e um dispositivo para aumentar a transferência térmica do espaço interno para a superfície lateral (1.1), sendo que o dispositivo (10) é composto por várias tiras interferentes (2) dispostas em sentido circunferencial, axialmente alinhadas e que ficam em contato com a supefície lateral (1.1) e pelo menos de um anel de retenção (3) que se estende em sentido circunferencial com pelo menos um elemento tensor (4), sendo que pelo menos um anel de retenção (3) interage com pelo menos um elemento tensor (4) de tal forma ue é gerada uma força de tensão radial de pelo menos um anel de retenção (3) , que atua sobre as tiras interferentes (2) e sendo que as tiras interferentes (2) são projetadas como perfil em formato de U cujo lado aberto aponta para a superfície lateral (1.1), caracterizado por pelo menos um anel de retenção (3) ser conectado pelo menos a uma parte das tiras interferentes (2) em união positiva.

2. Cilindro de secagem, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por as tiras interferentes (2) apresentarem orifícios de fixação (7) e pelo menos um anel de retenção (3) hastes de fixação (6), que juntas forma a união positiva.

3. Cilindro de secagem, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de a união positiva possuir em sentido radial um grau de liberdade.

4. Cilindro de secagem, de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado por os orifícios de fixação (7) e as hastes de fixação (6) ficaram dispostas respectivamente aos pares.

5. Cilindro de secagem, de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado por o número dos orifícios de fixação (7) ser maior do que o número das hastes de fixação (6) .

6. Cilindro de secagem, de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado por os lados (5.3) das tiras interferentes (2) apresentarem uma largura (5) na faixa de 0,8 mm e 6 mm, especialmente na faixa de 1,5 e 3 mm.

7. Cilindro de secagem, de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado por os lados (5.3) das tiras interferentes (2) ficam em contato pelo menos em alguns segmentos com a superfície lateral (1.1).

8. Cilindro de secagem, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por as bordas das áreas dos lados, as quais ficam em contato com a superfície lateral (1.1) (5.3) são executadas em arestas vivas.

9. Cilindro de secagem, de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado por pelo menos um anel de retenção (3) ser feito de uma tira em formato de ü.

10. Cilindro de secagem, de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado por pelo menos um anel de retenção (3) ser composto de um ou vários segmentos de anel de retenção (3.1).

11. Cilindro de secagem, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado por o número dos segmentos de anel de retenção (3.1) corresponder a um número primo.

12. Cilindro de secagem de acordo com a reivindicação 10, caracterizado por entre o ou os vários segmentos de anel de retenção (3.1) estar disposto respectivamente um elemento tensor (4) .

13. Cilindro de secagem, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado por nos dois lados dos elementos tensores (4) estarem dispostos elementos de união (9) para a conexão com os segmentos de anel de retenção (3.1, 3.2, 3.3).

14. Cilindro de secagem, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado por a distância dos elementos de união (9) e portanto o comprimento do elemento tensor (4) ser alterável.

15. Cilindro de secagem, de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado por a superfície lateral (1.1) do espaço interno apresentar um comprimento L em sentido axial e os comprimentos das tiras interfentes (2) serem mais curtos do que L.