ES2236869T3 - Campana yankee para alta temperatura. - Google Patents
Campana yankee para alta temperatura.Info
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Abstract
SE PRESENTA UNA CAMPANA YANKEE PARA SU USO EN EL SECADO DE BANDAS CONTINUAS DE PAPEL HUMEDO. LA CAMPANA YANKEE PERMITE QUE UN MANUFACTURADOR OBTENGA TEMPERATURA DE SUMINISTRO POR ENCIMA DE 1000° F CON UN COSTE TOTAL INFERIOR DE ENERGIA Y CON UNA PRODUCCION INCREMENTADA. TODOS LOS COMPONENTES MAYORES, VENTILADORES DE SUMINISTRO, CONCENTRADOR DE FLUJO, CAMARA DE ECUALIZACION DEL FLUJO DE AIRE Y QUEMADOR DE GAS SE CONSOLIDAN Y SE MONTAN DIRECTAMENTE SOBRE EL DISPOSITIVO PARA ELIMINAR LA NECESIDAD DE REQUERIMIENTOS ADICIONALES DE ESPACIO. EL MONTAJE DE LA CAMPANA INCLUYE UN SISTEMA INTERNA DE AIRE DE ALTA INCIDENCIA QUE SE SOPORTA SOBRE UN MIEMBRO DE SOPORTE ESTRUCTURAL FLOTANTE. EL SISTEMA DE INCIDENCIA COMPUESTO POR BOQUILLAS QUE INCORPORA UNA PLURALIDAD DE CAJAS DE BOQUILLA CUBRIRA APROXIMADAMENTE 240° DE UN CILINDRO YANKEE TIPICO QUE SE DESACOPLARA DE SUS MIEMBROS DE SOPORTE DE PLACA DE EXTREMO PARA PERMITIR INCREMENTOS EN LA EXPANSION A TRAVES DE LA MAQUINA. LA ESTRUCTURA DE SOPORTE PARA EL MOTOR DE IMPULSION DIRECTA EXTERNAMENTE SITUADO ESTA DISEÑADA PARA ELIMINAR LAS VIBRACIONES DE LA CAMPANA Y PARA FUNCIONAR POR ENCIMA DE LA FRECUENCIA NATURAL DE INSTALACION.
Description
Campana Yankee para alta temperatura.
Esta invención se refiere a sistemas de secado de
papel y específicamente a una campana Yankee que utiliza impacto de
aire a alta temperatura para efectuar el secado.
Los sistemas de campana Yankee se utilizan
extensivamente en la fabricación de tisúes por la industria
papelera. Habitualmente, los sistemas de campana Yankee tienen sus
disposiciones de tratamiento de aire situadas externamente a la
campana, normalmente en una entreplanta o plataforma para tener la
ventaja de los grandes espacios que se requieren para instalar
calentadores de aire por combustión, ventiladores de circulación,
sus motores y las conducciones de interconexión. Tal disposición
habitual tiene que tener un sistema de tratamiento de aire que
consiste en suministrar ventiladores de circulación, ventiladores
de agotamiento o escape, cámaras de combustión y soplantes, un
sistema de quemadores y un tren de combustible, todo dispuesto fuera
de la campana Yankee y conectados entre si y con la estructura de
campana a través de conducciones adecuadas.
Para diseñar y construir una entreplanta, las
fundaciones del equipo y la cámara de quemadores para incluir
calentadores de aire y sistema de conducciones se requieren grandes
cantidades inversiones de capital. Similarmente, también se
requieren grandes inversiones de capital para diseñar y construir
los sistemas de conducciones externas necesarias de distribución de
flujo de aire. Las perdidas de presión en las conducciones entre el
aparato y la carcasa contribuyen a un consumo adicional de energía
eléctrica consumida por los ventiladores del sistema de circulación
de aire y esta energía adicional constituye del 15% al 20% por
encima de la energía eléctrica total consumida por estos
ventiladores. Como ejemplo, un sistema de campana Yankee de tamaño
medio consume hasta 400 Kw./hora.
Además, los sistema habituales de campana Yankee
normalmente funcionan utilizando temperaturas máximas de suministro
de aire de 537ºC (1000ºF) y requieren sistemas externos de
suministro y recirculación de aire de gran tamaño.
La presente invención afronta los defectos de las
disposiciones de campana habituales mencionadas más arriba que
utilizan sistemas externos de calentamiento de aire proporcionando
una disposición de campana Yankee que permitirá al fabricante
operar a temperaturas de suministro por encima de 573ºC (1000ºF)
con costes de energía más bajos, al mismo tiempo que se aumenta la
producción. La campana según la invención incorpora un sistema
enterizo de calentamiento de aire y por lo tanto combina la campana
con ventiladores de circulación, calentadores de aire y sistemas de
conductos de distribución de flujo de aire en un único conjunto con
el aparato de sistema de aire colocado dentro de la campana.
La Patente Canadiense 677.083 de 31 de diciembre
de 1963, se refiere a un método y a un aparato para secar un
material de tipo banda suministrando a la banda un tratamiento de
medio gaseoso en la forma de chorros que son originados para
hacerse incidir esencialmente perpendicularmente contra la
superficie de la banda. Los chorros se distribuyen uniformemente
sobre toda la superficie de la banda a ser tratada y el medio de
secado se descarga de la banda en varios puntos de agotamiento de
modo que se fuerza al medio fluir radialmente a lo largo de la
banda desde todas las direcciones hacia los puntos de
agotamiento.
La Patente Canadiense 713.765 de 20 de julio de
1965 describe una unidad compacta que incluye un sistema de
distribución dentro de los confines de un recinto.
La Patente Canadiense 795.026 de 23 de Septiembre
de 1968 describe un secador compacto en el que la cámara impelente
sirve simultáneamente como una cámara de combustión y de mezcla.
La Patente Norteamericana 4.064.637 de 27 de
Diciembre de 1977, describe un secador de cilindro y un sistema
perfilador de humedad, No obstante, los componentes de este sistema
se distorsionan sometidos a calentamiento, y no hay ningún sistema
para compensar la expansión desigual o excesiva. Así mismo, este
diseño sufrirá de exceso de vibración en el propio sistema de
distribución de aire.
La Patente Norteamericana 5.410.819 de 2 de Mayo
de 1995, describe un secador de cilindro en el que las cajas de
boquillas se fijan de manera deslizante a las paredes extremas de
la campana Yankee para permitir su expansión cuando se calienta. No
obstante, este intento de afrontar el problema de expansión
requiere un gran número de piezas y origina una excesiva vibración
de la transferida a las paredes de la campana Yankee. Por tanto, es
una solución del problema cara y poco fiable.
La Patente Norteamericana 5.416.979 de 23 de Mayo
de 1995, describe un sistema secador de banda de papel y perfilador
de humedad en el que se colocan individualmente una pluralidad de
quemadores de gas en cada uno de los interiores de las cajas de
boquillas y se disponen yuxtapuestos a lo largo de la longitud de
los interiores de la caja de boquillas para producir los gases de
combustión calientes para secar.
Otros ejemplos de la técnica anterior se
encuentran en las Patentes Norteamericanas 3.163.502 de 29 de
diciembre de 1964; 5.112.220 de 12 de mayo de 1992; 4.743.419 de 10
de mayo de 1998; 4.168.580 de 25 de septiembre de 1979, mostrando
esta disposición una instalación de secado para una banda de papel
que incluye una campana de secado con canales de flujo, fuentes de
calentamiento, y soplantes para hacer circular el medio de secado;
4.064.637 de 27 de diciembre de 1977; 3.891.500 de 24 de junio de
1975; 4.656.759 de 14 de abril de 1987; 4.567.673 de 4 de febrero
de 1986; y 4.462.169 de 31 de julio de 1984.
Aunque alguna de las memorias descriptivas
relacionadas más arriba están dirigidas a aparatos para aumentar el
rendimiento en procedimientos de secado de banda, no describen el
conjunto de elementos y la combinación de características
facilitadas por la presente invención.
Típicamente, los costes de secado para una
campana habitual bien operada serán muy bajos o aumentarán
lentamente con el aumento de producción hasta que la campana esté
próxima a su capacidad límite. Llegado este punto, solo se puede
obtener un secado adicional reduciendo la humedad de la campana.
Esto aumenta rápidamente el coste de energía por tonelada de papel
producido. La presente invención permitirá al fabricante de papel
funcionar a temperaturas de suministro por encima de 537ºC (1000ºF)
y a unos menores costes de energía total pero con aumento de
producción. De acuerdo con esto, una de las principales ventajas de
la presente invención es que el límite de capacidad de producción es
mucho mayor y por tanto aumenta la producción con los mismos o
menores costes por tonelada de papel producido.
Adicionalmente, la presente invención consolida
todos sus componentes principales tales como ventiladores
especialmente diseñados para suministro de altas temperaturas,
nuevo concentrador de flujo uniforme de cámara de combustión,
ecualización del flujo de aire de cámara presurizada y de quemador
de gas. Este equipo se monta directamente en el dispositivo de
secado eliminando por tanto la necesidad de requerimiento de
espacio adicional que usualmente está situado detrás de o en el
lado de accionamiento de una máquina de tisú. Se pueden llevar a
cabo ahorros de energía adicionales reduciendo las pérdidas
térmicas y de presión estática asociadas con una campana de
convención y un sistema de aire.
El funcionamiento de la campana se podrá ampliar
por encima de 537ºC (1000ºF) con aumentos potenciales de producción
de papel. Según un aspecto más amplio, la invención se refiere a un
conjunto de campana Yankee para usar con cilindros de secado en el
proceso de secar bandas de papel húmedas, comprendiendo dicho
conjunto de campana un sistema de aire de alto impacto, situado
internamente, que incluye una pluralidad de cajas de boquillas que
cubren aproximadamente una envolvente circunferencial de 240º de un
cilindro de secado, miembros estructurales flotantes que soportan
dicho sistema de impacto de aire y desacoplándose dicho sistema de
aire de los miembros de placa extrema de soporte principal para
absorber aumentos de expansión de maquina transversales. El
conjunto incluye medios de motor de accionamiento directo situados
externamente, estructura de soporte para dichos medios de motor
estando dispuestos de manera para eliminar vibraciones de la
campana y funcionar por encima de las frecuencias naturales de
edificación.
La invención se ilustra a modo de ejemplos en los
dibujos que se acompañan en los que:
La Figura 1 es un alzado desde un extremo de una
campana Yankee según la invención;
La Figura 2 es una vista en planta de la campana
de la Figura 1;
La Figura 3 es una vista en sección transversal
del interior de la campana; y
La Figura 4 es una vista alzada de la estructura
de soporte para el accionamiento del ventilador de la campana.
Haciendo referencia a la Figura 1, el conjunto de
campana mostrado en general en 10 comprende dos mitades de campana
12 y 14 que son desplazables mediante medios 16 de motor adecuados,
Figura 2., una hacia y desde la otra. En su posición de
funcionamiento mostrada en las Figura 1 y 2, ambas mitades 12 y 14
de la campana proporcionan una envolvente circunferencial de
aproximadamente 240º alrededor de un cilindro de secado, no
mostrado. El área envolvente acomoda una pluralidad de cajas de
boquillas 18 que como se muestra en la Figura 3, se desacoplan de
los miembros 20 de la placa extrema de soporte principal de la
estructura de campana. Esto permite aumentar la expansión respecto a
la máquina que según la invención dará como resultado el suministro
de temperaturas más altas a la campana.
El sistema de aire 22 de alto impacto situado
internamente se soporta en miembros 24 de soporte estructural
flotantes, como se muestra en las Figuras 1 y 2 y con objeto de
eliminar la deformación estructural de las estructuras 20 de placa
extrema de la campana Yankee principal, todos los servicios de
campana internos están aislados con aislamiento cerámico 26 de alta
temperatura y una barrera de vapor 28 que incluye orificios de
rebose se coloca entre el aislamiento 26 y las estructuras 20 de
soporte de placas extremas para inhibir la penetración de
vapor.
Como se muestra en las Figuras 2 y 4, la campana
incorpora ventiladores 30 de suministro de alta temperatura que se
accionan por motores de alimentación situados externamente por
medio de ejes de accionamiento 34 acoplados adecuadamente. La
estructura de soporte 36 para los motores de accionamiento 32 está
diseñada para eliminar vibraciones de campana y funcionan por encima
de las frecuencias naturales de edificación.
Todos los componentes internos de Yankee se
fabrican de aleaciones especiales de alta temperatura con objeto de
eliminar tensiones fracturas de fatiga que comúnmente se
experimentan con campanas Yankee habituales.
Se apreciará que una campana Yankee construida
según esta invención proporcionará a un fabricante de papel con
medios para funcionar a temperaturas de suministro por encima de
573ºC (1000ºF) dar como resultado unos aumentos potenciales de
producción de papel con una notable reducción de las perdidas
térmicas y presiones estáticas.
Aunque la invención se ha descrito en relación a
una realización específica de la misma y en un uso especifico, a
aquellos expertos en la técnica se les ocurrirán varias
modificaciones de la misma, sin apartarse del alcance de la
invención como se expone en las reivindicaciones adjuntas.
Los términos y expresiones que se han empleado en
esta memoria descriptiva se utilizan como términos en la descripción
y no como limitaciones, y no hay intención en la utilización de
tales términos y expresiones para excluir cualquier equivalente de
las características mostradas y descritas o porciones de las
mismas, pero se reconoce que son posibles varias modificaciones
dentro del alcance de las reivindicaciones de la invención.
Claims (3)
1. Un conjunto (10) de campana Yankee, para
utilizarlo con cilindros de secado en el procedimiento de secado de
bandas de papel mojadas, teniendo dicho conjunto de campana
(10):
un par de mitades de campana (12, 14)
desplazables una hacia y desde la otra;
medios (16) de motor para efectuar dicho
movimiento de dichas mitades de campana;
incorporando conjuntamente dichas mitades de
campana (12, 14), un sistema (22) de distribución de aire de alto
impacto situado internamente, incluyendo dicho sistema (22) una
pluralidad de cajas de boquillas (18) que cubren aproximadamente
una envoltura circunferencial de 240 grados alrededor de un
cilindro de secado;
miembros flotantes (24) de soporte estructural
que se extienden a través de dichas mitades de campana (12, 14) en
una dirección transversal con respecto a la máquina, estando
soportado dicho sistema (22) de aire de alto impacto en dichos
miembros flotantes (24); y
miembros (20) de placa de extremo de soporte
principal que forman parte de dicho conjunto (10) de campana,
desacoplándose dicho sistema (22) de distribución de aire de alto
impacto de dichos miembros (20) de placa extrema de soporte
principal placa absorber aumentos de expansión de máquina
transversales a la máquina de dicho sistema (22) de distribución de
aire, incluyendo dicho conjunto (10) de campana, medios asociados
motorizados (32) de accionamiento directo y medios de soporte (36)
del mismo.
2. Un conjunto (10) de campana Yankee según la
reivindicación 1, en el que todos los componentes de dicha campana
(10) están fabricados de aleaciones de alta temperatura.
3. Un conjunto (10) de campana Yankee según la
reivindicación 1, en el que todas las superficies interiores de la
campana están aisladas con aislamiento cerámico de alta
temperatura.
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