ES2266355T3 - DEVICE AND PROCEDURE TO ADJUST THE DIAMETER PROFILE OF A CALANDRA ROLLER. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo para ajustar el perfil del diámetro de un rodillo (3) de una calandra (1), que comprende: - un medio (9) para detectar el perfil del grosor transversal de una hoja (2) que sale de una calandra (1) y para proporcionar una señal correspondiente al grosor de la hoja (2); - una fuente de aire presurizado (6); - una serie de toberas (5), que comunican con la fuente de aire presurizado (6), diseñadas para dirigir el aire hacia el rodillo (3); y - unos medios (7) para ajustar selectivamente la temperatura del aire que sale de cada tobera (5) caracterizado porque comprende adicionalmente: - unos medios (8) para regular selectivamente el nivel de flujo del aire que sale de cada tobera (5); y - unos medios (10) para operar dichos medios (7 y 8) para ajustar selectivamente la temperatura y el nivel del flujo de aire de cada tobera de acuerdo con la señal correspondiente al grosor de la hoja que sale de la calandra.Device for adjusting the profile of the diameter of a roller (3) of a calender (1), comprising: - a means (9) for detecting the profile of the transverse thickness of a sheet (2) coming out of a calender (1) and to provide a signal corresponding to the thickness of the sheet (2); - a source of pressurized air (6); - a series of nozzles (5), which communicate with the source of pressurized air (6), designed to direct the air towards the roller (3); and - means (7) for selectively adjusting the temperature of the air leaving each nozzle (5) characterized in that it additionally comprises: - means (8) for selectively regulating the level of air flow leaving each nozzle (5) ; and - means (10) for operating said means (7 and 8) to selectively adjust the temperature and the level of the air flow of each nozzle according to the signal corresponding to the thickness of the sheet leaving the calender.
Description
Dispositivo y procedimiento para ajustar el perfil del diámetro de un rodillo de calandra.Device and procedure to adjust the Profile of the diameter of a calender roller.
El sector técnico al cual se refiere la invención, es el de los dispositivos para ajustar el perfil del diámetro de un rodillo de calandra, más conocido como "calijet".The technical sector to which the invention is that of the devices to adjust the profile of the diameter of a calender roller, better known as "calijet".
Es sabido que las características físicas de un material de hoja -grosor, densidad, aspereza de la superficie, etc.- pueden ser adecuadamente modificadas por medio de un proceso de calandrado.It is known that the physical characteristics of a sheet material - thickness, density, surface roughness, etc.- can be properly modified through a process of calendered
De hecho, los sistemas para la producción de un material en hoja normalmente comprenden una estación de calandrado.In fact, the systems for the production of a sheet material usually comprise a station of calendered
Los materiales de hoja que han sido calandrados, el perfil del grosor transversal a la dirección del movimiento de la hoja es teóricamente constante, pero en realidad tiende a ser irregular debido a, en particular, las deformaciones mecánicas de los rodillos de la calandra como resultado de la tensión a la que están sometidos y a las tolerancias funcionales de los rodillos.The sheet materials that have been calendered, the thickness profile transverse to the direction of movement of the sheet is theoretically constant, but in reality it tends to be irregular due to, in particular, the mechanical deformations of the calender rollers as a result of the tension at which are subject to the functional tolerances of the rollers.
Para poner remedio a este problema, el perfil del diámetro de al menos uno de los rodillos de calandra es localmente ajustado por medio de expansión térmica.To remedy this problem, the profile of the diameter of at least one of the calender rollers is locally adjusted by means of thermal expansion.
La solución más extendida consiste en el calentamiento y enfriamiento selectivos de un rodillo de calandra mediante chorros de aire caliente y/o frío dirigidos sobre áreas locales del rodillo para provocar la expansión o contracción localesThe most widespread solution consists of the selective heating and cooling of a calender roller by jets of hot and / or cold air directed over areas Roller locations to cause expansion or contraction local
El ajuste local del diámetro del rodillo permite el ajuste de la presión local entre los rodillos acoplados y, por consiguiente, la corrección local del perfil del grosor transversal de la hoja.Local adjustment of the roller diameter allows the adjustment of the local pressure between the coupled rollers and, by consequently, the local correction of the transverse thickness profile of the sheet.
En la práctica, un circuito de retroalimentación mide continuamente el perfil del grosor transversal de la hoja y enfría las partes del rodillo en las que el grosor de la hoja está por debajo del valor fijado y, viceversa, calienta las partes del rodillo en las que el grosor de la hoja está por debajo del valor fijado.In practice, a feedback loop continuously measure the profile of the transverse thickness of the sheet and cools the parts of the roller where the thickness of the sheet is below the set value and, vice versa, heats the parts of the roller in which the thickness of the sheet is below the value set.
El rodillo que es térmicamente expandido generalmente está hecho de acero, un material que tiene un coeficiente de expansión térmica de aproximadamente 12 partes por millón y es sometido a una oscilación térmica que puede alcanzar aproximadamente los 360ºC.The roller that is thermally expanded It is usually made of steel, a material that has a thermal expansion coefficient of approximately 12 parts per million and is subjected to a thermal oscillation that can reach approximately 360 ° C.
En vista del hecho de que un rodillo de calandra puede tener un diámetro de 400 a 700 mm, ello significa que es posible obtener un ajuste local del diámetro del rodillo en términos de varias docenas de \mum.In view of the fact that a calender roller it can have a diameter of 400 to 700 mm, that means it is possible to obtain a local adjustment of the diameter of the roller in terms of several dozen \ mum.
El documento US-A-3,770,578 (SPURREL) describe un dispositivo provisto de una serie de toberas dispuestas en paralelo al eje geométrico del rodillo, las cuales pueden selectivamente conectarse a una fuente de aire caliente o frío presurizado.The document US-A-3,770,578 (SPURREL) describes a device provided with a series of nozzles arranged in parallel to the geometric axis of the roller, which can selectively connect to a source of hot or cold pressurized air.
La cantidad de unidades de calor o enfriamiento liberadas es regulada ajustando el nivel del flujo de aire de las toberas individuales.The amount of heat or cooling units released is regulated by adjusting the air flow level of the individual nozzles
Para evitar que el aire procedente de una tobera afecte la temperatura del rodillo correspondiente a las toberas adyacentes, o para impedir la corrección del perfil en una parte de la hoja provocando un error en la parte en la que el perfil del grosor de la hoja es correcto, SPURREL limita el efecto de calentamiento (o enfriamiento) de una tobera suministrando al flujo de salida simultáneo una cantidad suficiente de aire frío (o caliente) desde las toberas adyacentes.To prevent air from a nozzle affect the temperature of the roller corresponding to the nozzles adjacent, or to prevent profile correction in a part of the sheet causing an error in the part where the profile of the Blade thickness is correct, SPURREL limits the effect of heating (or cooling) of a nozzle supplying the flow simultaneously leaving a sufficient amount of cold air (or hot) from adjacent nozzles.
Dado que los chorros de aire frío van siempre acompañados por chorros adyacentes de aire caliente -con el fin de limitar el efecto del enfriamiento local- dicho dispositivo debe obviamente ser capaz de suministrar cantidades considerables de energía térmica.Since the jets of cold air always go accompanied by adjacent jets of hot air - in order to limit the effect of local cooling - said device must obviously being able to supply considerable amounts of thermal energy.
Así mismo, dicho dispositivo requiere un aislamiento térmico suficiente del tanque de aire caliente y es complejo y costoso desde el punto de vista constructivo.Likewise, said device requires a sufficient thermal insulation of the hot air tank and it is complex and expensive from a constructive point of view.
Así mismo, la regulación del nivel del flujo de cada tobera afecta la presión del tanque de aire presurizado y, en consecuencia, del nivel del flujo de las restantes toberas, provocando que la regulación del nivel del flujo de aire para cada tobera individual sea impreciso.Likewise, the regulation of the flow level of each nozzle affects the pressure of the pressurized air tank and, in consequently, of the level of the flow of the remaining nozzles, causing the regulation of the air flow level for each Individual nozzle is inaccurate.
Por estas y otras razones el dispositivo de ajuste descrito en el documento US-A-3,770,578 no es satisfactorio.For these and other reasons the device setting described in the document US-A-3,770,578 is not satisfactory.
El documento EP-B1-0 194 010 describe un dispositivo de ajuste que comprende una serie de toberas dispuestas en paralelo al eje geométrico del rodillo, conectadas a una fuente de aire presurizado única.The document EP-B1-0 194 010 describes a adjustment device comprising a series of nozzles arranged parallel to the geometric axis of the roller, connected to a source of unique pressurized air.
Unas pertinentes resistencias eléctricas, situadas en las entradas de las toberas o dentro de las toberas, pueden selectivamente ajustar la temperatura del chorro de aire que sale de cada tobera, manteniéndose el nivel de flujo de aire firmemente constante.Relevant electrical resistors, located at the inlets of the nozzles or inside the nozzles, can selectively adjust the temperature of the air jet that leaves each nozzle, maintaining the level of air flow firmly steady.
La temperatura del aire varia entre la temperatura ambiente y una temperatura máxima de aproximadamente 300ºC.The air temperature varies between ambient temperature and a maximum temperature of approximately 300 ° C
Para restringir el diámetro, el aire es emitido sin ser calentado.To restrict the diameter, the air is emitted Without being heated.
En este dispositivo las toberas también suministran aire a las áreas del cilindro en las que el perfil del grosor de la hoja se sitúa dentro de las tolerancias prefijadas, y por consiguiente no requieren ningún ajuste.In this device the nozzles also supply air to the cylinder areas where the profile of the sheet thickness is within the preset tolerances, and therefore they do not require any adjustment.
Para mantener el diámetro local de las áreas del cilindro en las que el grosor se sitúa dentro de las tolerancias prefijadas, puede suministrarse aire suficientemente calentado, ya que el aire a temperatura ambiente provocaría el enfriamiento local del cilindro.To maintain the local diameter of the areas of the cylinder in which the thickness is within tolerances preset, sufficiently heated air can be supplied, since that the air at room temperature would cause local cooling of the cylinder.
Dichos dispositivos de ajuste, en consecuencia, utilizan un consumo de energía considerable.Such adjustment devices, accordingly, They use considerable energy consumption.
El objeto de la presente invención es, por consiguiente, encontrar una solución a los problemas anteriormente expuestos.The object of the present invention is, by consequently, find a solution to the problems above exposed.
Dichos problemas se resuelven por medio de un dispositivo que puede ajustar el perfil del diámetro de un rodillo de acuerdo con los términos de la reivindicación 1 y por medio de un procedimiento para ajustar el perfil del diámetro de un rodillo de acuerdo con los términos de la reivindicación 5.These problems are solved by means of a device that can adjust the profile of the diameter of a roller in accordance with the terms of claim 1 and by means of a procedure to adjust the diameter profile of a roller in accordance with the terms of claim 5.
Formas de realización particulares del dispositivo pueden desarrollarse de acuerdo con los términos de las reivindicaciones 2 a 4.Particular forms of realization of device can be developed according to the terms of the claims 2 to 4.
A continuación se describirá una posible forma de realización del dispositivo, de acuerdo con las reivindicaciones de la Patente, simplemente como ejemplo no restrictivo, con referencia a los dibujos adjuntos.A possible way will be described below. of embodiment of the device according to the claims of the Patent, simply as a non-restrictive example, with Reference to the attached drawings.
- La figura 1 es una vista esquemática de un sistema de calandrado provisto de un dispositivo para ajustar el perfil del diámetro de un rodillo de acuerdo con la invención;- Figure 1 is a schematic view of a calendering system provided with a device to adjust the profile of the diameter of a roller according to the invention;
- la figura 2 muestra el perfil del grosor transversal medido sobre una hoja calandrada y la diferencia con respecto al perfil fijado;- Figure 2 shows the thickness profile transverse measured on a calendered sheet and the difference with regarding the profile set;
- la figura 3 es un dibujo axonométrico esquemático del dispositivo de ajuste de acuerdo con la invención.- Figure 3 is an axonometric drawing schematic of the adjustment device according to the invention.
Con referencia a las figuras anteriores, el número 1 indica, globalmente, una calandra con una disposición de L invertida, dentro de la cual es alimentada una hoja 2.With reference to the previous figures, the number 1 indicates, globally, a calender with an arrangement of L inverted, into which a sheet 2 is fed.
El rodillo 3 de la calandra está diseñado para expandirse y contraerse radialmente debido a la acción térmica.Calender roller 3 is designed to expand and contract radially due to thermal action.
Un dispositivo 4 está dispuesto para ajustar el perfil del diámetro del rodillo 3 de acuerdo con el perfil del grosor transversal de la hoja 2 que sale de la calandra 1.A device 4 is arranged to adjust the profile of the diameter of the roller 3 according to the profile of the transverse thickness of the sheet 2 leaving the calender 1.
Dicho dispositivo 4 está provisto de una serie de toberas 5, que comunican con una fuente de aire presurizado 6, el cual dirige chorros de aire sobre el rodillo 3.Said device 4 is provided with a series of nozzles 5, which communicate with a source of pressurized air 6, the which directs air jets on the roller 3.
Las toberas 5 están dispuestas de forma que los chorros de aire sean dirigidos sobre los sectores adyacentes 31 del rodillo 3 a lo largo de su longitud; varias toberas pueden ser dirigidas sobre el mismo sector del rodillo 3, en particular sobre los extremos del rodillo en los que el enfriamiento natural es más rápido.The nozzles 5 are arranged so that the air jets are directed over adjacent sectors 31 of the roller 3 along its length; several nozzles can be directed on the same sector of roller 3, in particular on the ends of the roller where natural cooling is more Quick.
Unos medios 7 están dispuestos para regular selectivamente la temperatura del aire que sale de cada tobera y unos medios 8 están dispuestos para regular selectivamente el nivel de flujo del aire de cada tobera 5.Means 7 are arranged to regulate selectively the temperature of the air leaving each nozzle and means 8 are arranged to selectively regulate the level of air flow of each nozzle 5.
Un medio 9 proporciona una señal eléctrica, correspondiente al perfil del grosor transversal de la hoja 2 que sale de la calandra 1, el cual, mediante un sistema de control y regulación 10, controla los medios 7 para ajustar selectivamente la temperatura del aire que sale de cada tobera y los medios 8 para ajustar selectivamente el nivel del flujo de aire de cada tobera.A medium 9 provides an electrical signal, corresponding to the profile of the transverse thickness of the sheet 2 which leaves the calender 1, which, through a control system and regulation 10, controls means 7 to selectively adjust the air temperature leaving each nozzle and means 8 for selectively adjust the airflow level of each nozzle.
El dispositivo opera como sigue:The device operates as follows:
- --
- cuando el perfil del diámetro del rodillo no requiere ajuste, el nivel del flujo de aire se interrumpe; When the roller diameter profile does not require adjustment, the Air flow level is interrupted;
- --
- cuando el perfil del diámetro del rodillo tiene que reducirse, el aire no es calentado y el nivel del flujo de aire se regula de acuerdo con la diferencia existente entre el grosor medido y el grosor fijado, y when the diameter profile of the roller has to be reduced, the air is not heated and the air flow level is regulated from according to the difference between the measured thickness and the fixed thickness, and
- --
- cuando el perfil del diámetro del rodillo tiene que incrementarse, el nivel del flujo de aire se fija en un máximo y el aire es calentado de acuerdo con la diferencia existente entre el grosor medido y el grosor fijado. when the profile of the diameter of the roller has to be increased, the air flow level is set to a maximum and the air is heated according to the difference between the thickness measured and the thickness set.
Las ventajas de esta solución serán inmediatamente advertidas por la persona experta en la materia, en particular el significativo ahorro de energía con respecto a las soluciones conocidas anteriormente.The advantages of this solution will be immediately warned by the person skilled in the art, in particular the significant energy savings with respect to previously known solutions.
De acuerdo con la forma de realización ilustrada, la fuente de aire presurizado 6 comprende un colector de estanqueidad 61 de acero inoxidable, alimentado por un ventilador (no mostrado).According to the embodiment illustrated, the source of pressurized air 6 comprises a manifold of Watertight 61 stainless steel, powered by a fan (not shown).
El colector 61 está dispuesto en paralelo al rodillo 3 y las toberas 5 están dispuestas sobre una cara 611 con forma de medio rodamiento.The manifold 61 is arranged parallel to the roller 3 and the nozzles 5 are arranged on a face 611 with Half bearing shape.
La longitud y el radio de curvatura de los cuales dependen la longitud y el diámetro del rodillo, el cual forma un espacio de aire que canaliza el aire que sale de las toberas, incrementando el tiempo de contacto y, por consiguiente, la eficacia del intercambio convector.The length and radius of curvature of the which depend on the length and diameter of the roller, which forms an air space that channels the air that comes out of the nozzles, increasing contact time and, consequently, efficiency of the convector exchange.
La profundidad del espacio de aire es preferentemente de 25 a 30 mm.The depth of the air space is preferably from 25 to 30 mm.
Varias toberas 5 pueden disponerse sobre el mismo sector 51, en particular en los extremos del rodillo 3 en los extremos del rodillo 3 en los que el enfriamiento natural del rodillo tiene lugar más rápidamente.Several nozzles 5 can be arranged on the same sector 51, in particular at the ends of the roller 3 in the ends of the roller 3 in which the natural cooling of the roller takes place more quickly.
Las toberas 5 están adecuadamente dispuestas para que sean dirigidas sobre los sectores del rodillo con una anchura de 75 mm; suponiendo que el rodillo tiene una longitud de 1800 mm, entonces habrá al menos 24 toberas.The nozzles 5 are properly arranged to be directed on the roller sectors with a 75 mm width; assuming the roller has a length of 1800 mm, then there will be at least 24 nozzles.
La presión operativa existente dentro del colector 61 es sustancialmente constante y preferentemente se sitúa entre 15 y 20 m barias.The operating pressure existing within the manifold 61 is substantially constant and preferably sits between 15 and 20 m bar.
Para mantener la presión dentro del colector en valores sustancialmente constantes, puede incorporarse una válvula de drenaje (no mostrada).To keep the pressure inside the manifold in substantially constant values, a valve can be incorporated drain (not shown).
El aire existente dentro del colector 61 está a una temperatura sustancialmente constante, preferentemente a temperatura ambiente.The air inside the manifold 61 is at a substantially constant temperature, preferably at room temperature.
Operando a una presión de 15 m barias, el máximo nivel de flujo de cada boquilla es preferentemente de 0,4 m^{3}/min.Operating at a pressure of 15 m bar, the maximum Flow rate of each nozzle is preferably 0.4 m 3 / min.
De acuerdo con la forma de realización ilustrada, las toberas 5 tienen forma tubular de los dispositivos 7 para ajustar selectivamente la temperatura del aire consisten en unas resistencias eléctricas 7 dispuestas dentro de las toberas 5.According to the embodiment illustrated, the nozzles 5 have a tubular shape of the devices 7 to selectively adjust the air temperature consist of electrical resistors 7 arranged inside the nozzles 5.
La temperatura mínima del chorro de aire es la de la temperatura de suministro del colector, mientras que la temperatura máxima que puede alcanzarse es de aproximadamente 270ºC, y la energía eléctrica de la resistencia de cada tobera puede alcanzar 1600 vatios.The minimum air jet temperature is the of the collector supply temperature, while the maximum temperature that can be reached is approximately 270 ° C, and the electrical energy of the resistance of each nozzle can reach 1600 watts.
De acuerdo con la forma de realización preferente, las toberas 5 están dispuestas dentro del colector 61 y están provistas del suficiente aislamiento térmico para impedir que la resistencia afecte la temperatura existente dentro del colector.According to the embodiment Preferably, the nozzles 5 are arranged inside the manifold 61 and are provided with sufficient thermal insulation to prevent the resistance affects the temperature inside the manifold.
Los dispositivos 8, para ajustar el nivel del flujo de aire de las toberas 5 consisten en unos obturadores 81, controlados por un motor paso a paso 82, el cual regula la sección de entrada de cada tobera 5.The devices 8, to adjust the level of air flow of the nozzles 5 consist of shutters 81, controlled by a stepper motor 82, which regulates the section inlet of each nozzle 5.
Claims (5)
- --
- un medio (9) para detectar el perfil del grosor transversal de una hoja (2) que sale de una calandra (1) y para proporcionar una señal correspondiente al grosor de la hoja (2); a means (9) for detecting the profile of the transverse thickness of a sheet (2) coming out of a calender (1) and to provide a signal corresponding to the thickness of the sheet (2);
- --
- una fuente de aire presurizado (6); a pressurized air source (6);
- --
- una serie de toberas (5), que comunican con la fuente de aire presurizado (6), diseñadas para dirigir el aire hacia el rodillo (3); y a series of nozzles (5), which communicate with the air source pressurized (6), designed to direct the air towards the roller (3); Y
- --
- unos medios (7) para ajustar selectivamente la temperatura del aire que sale de cada tobera (5) some means (7) for selectively adjusting the temperature of the air that leaves each nozzle (5)
- --
- unos medios (8) para regular selectivamente el nivel de flujo del aire que sale de cada tobera (5); y some means (8) for selectively regulating the level of air flow coming out of each nozzle (5); Y
- --
- unos medios (10) para operar dichos medios (7 y 8) para ajustar selectivamente la temperatura y el nivel del flujo de aire de cada tobera de acuerdo con la señal correspondiente al grosor de la hoja que sale de la calandra. some means (10) for operating said means (7 and 8) to adjust selectively the temperature and air flow level of each nozzle according to the signal corresponding to the thickness of the sheet that comes out of the calender.
- --
- detectar el perfil del grosor transversal de la hoja (2) que sale de la calandra (1) y proporcionar una señal correspondiente al grosor de la hoja; detect the profile of the transverse thickness of the sheet (2) that comes out of the calender (1) and provide a signal corresponding to the leaf thickness;
- --
- proporcionar una serie de chorros de aire dirigidos hacia el rodillo (3), ajustando selectivamente la temperatura y el nivel del flujo de aire de cada chorro de forma que: provide a series of air jets directed towards the roller (3), selectively adjusting the temperature and flow level of air from each jet so that:
- cuando el perfil del diámetro del rodillo no requiera ajuste el nivel del flujo de aire se interrumpa;when the profile of the diameter of the roller does not require adjusting the flow level of air is interrupted;
- cuando el perfil del diámetro del rodillo tenga que reducirse, el aire no sea calentado y el nivel de flujo sea regulado de acuerdo con la diferencia existente entre el grosor medido y el grosor fijado; ywhen the profile the diameter of the roller has to be reduced, the air is not heated and the flow level is regulated according to the difference between the measured thickness and the fixed thickness; Y
- cuando el perfil del diámetro del rodillo tenga que incrementarse, el nivel del flujo de aire se sitúe en el máximo y el aire sea calentado de acuerdo con la diferencia existente entre el grosor medido y el grosor fijado.when the profile of the diameter of the roller has to be increased, the flow level of air is at maximum and the air is heated according to the difference between the measured thickness and the thickness set.
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