ES2268087T3 - Cabezal formador de alta velocidad. - Google Patents
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Abstract
Cabezal formador del tipo utilizado para formar en seco un tejido fibroso, en el cual un material de fibra mezclado con aire es introducido por inyec- ción en al menos un tambor rotativo perforado (4) de un cabezal formador, estando provisto interiormente dicho tambor de medios fluidizantes (6, 16, 18, 20) constituidos por boquillas de aire (6) dispuestas en el sentido longi- tudinal del tambor (4) sobre al menos un tubo de transporte (16) de aire que tiene sustancialmente la misma longitud que el tambor (4) y dispuesto para fluidizar las fibras inyectadas, caracterizado porque dichos medios de boquillas están constituidos por una boquilla de aire ranurada (6) que se extiende en el sentido longitudinal del tambor (4) y que tiene sustan- cialmente la misma longitud que el tambor (4), y que tiene labios (18) de boquilla ajustables orientados preferiblemente hacia la superficie interna del tambor y porque el tubo de transporte longitudinal (16) de la boquilla de aire ranurada tiene perforaciones (28) a través de las cuales el tambor (4) recibe una cantidad de aire, y el tubo de transporte (16) está provisto de medios de control para regular el flujo de aire a través de las perfora- ciones.
Description
Cabezal formador de alta velocidad.
La presente invención se refiere a un cabezal
formador del tipo utilizado para formar en seco un tejido fibroso,
en el cual un material de fibra mezclado con aire es introducido por
inyección en al menos un tambor rotativo perforado de un cabezal
formador, estando provisto interiormente dicho tambor de medios
fluidizantes constituidos por medios de boquillas de aire dispuestos
en el sentido longitudinal del tambor sobre al menos un tubo de
transporte de aire que tiene sustancialmente la misma longitud que
el tambor y concebido para fluidizar las fibras.
En la industria y por el documento
WO-A-82/02031, se conocen cabezales
formadores en los que una mezcla de fibras y de aire es inyectada en
los extremos de cilindros rotativos perforados. Dentro de los
cilindros, llamados tambores, está montado un rodillo de agujas
también rotativo, que mantiene las fibras individuales en suspensión
a fin de que no se produzca un apelmazamiento antes de que las
fibras sean succionadas por el vacío a través de la perforación del
tambor y se fijen sobre un alambre formador situado en su parte
inferior. Como alternativa al rodillo de agujas, se ha propuesto
también usar un tubo provisto de boquillas para introducir un chorro
de aire hacia el interior del tambor perforado a fin de obtener un
efecto lanzador y agitador sobre el material de fibra.
En el cabezal formador conocido, hay dos
tambores, uno de los cuales gira en la misma dirección que el
movimiento del alambre formador y el otro contragira con respecto al
mismo. Los rodillos de agujas de los tambores giran contra la
dirección de rotación de los tambores respectivos.
Sin embargo, los tambores y rodillos de agujas
clásicos tienen el inconveniente de que, cuando giran a alta
velocidad, provocan oscilaciones que influyen en la calidad de
distribución de las fibras. Sin embargo, estas oscilaciones
naturales sólo se producen cuando la velocidad del tambor o del
rodillo de agujas es demasiado alta, o cuando la longitud de los
tambores y de los rodillos de agujas es demasiado grande. A fin de
evitar este problema, es posible fabricar un tambor o un rodillo con
un mayor diámetro a fin de desplazar la velocidad crítica para las
oscilaciones naturales. Sin embargo, esta solución no es buena, ya
que la máquina, con esta medida, llega a ser innecesariamente
voluminosa y onerosa. Cuando se usan las boquillas para crear
chorros de aire, se presenta un problema. Es decir, que las fibras
quedan presionadas directamente contra el tambor, lo cual impide su
fluidización e impide el movimiento de rotación de las fibras a
través del tambor.
Con cabezales formadores que tienen una anchura
de aproximadamente cuatro metros, es normal que los rodillos de
agujas giren a una velocidad de 700-800 rpm, pero
para conseguir la capacidad deseada, es necesaria una velocidad
rotativa de 1200-1400 rpm. Los tambores giran
normalmente a una velocidad de aproximadamente 200 rpm.
Si un cabezal formador debe tener una anchura
activa de aproximadamente 4 m, los rodillos de agujas no podrán
girar a la velocidad deseada sin provocar oscilaciones naturales, lo
cual reducirá la calidad del producto formado en seco.
En el documento US 2.720.005, se describe un
cabezal formador en el cual están montadas una o más boquillas de
aire ranuradas. Este cabezal formador no es rotativo, es decir, el
tambor está fijo y el tambor tiene aberturas/perforaciones sólo en
una zona del fondo, a través de las cuales las fibras son conducidas
hasta un alambre formador subyacente. Para mantener las fibras
fluidizadas y sin que se enreden y apelmacen, están montadas unas
boquillas de aire ranuradas, es decir, unas boquillas de aire con
aberturas de boquilla ranuradas, las cuales, por medio de un flujo
de aire tangencial, provocan la rotación de las fibras, las cuales,
de este modo, no pueden enredarse ni apelmazarse. Además, puede
estar montada una boquilla de aire ranurada en la dirección radial,
introduciendo aire en el tambor, de tal modo que los grumos de la
fibra pueden ser separados más fácilmente. Por consiguiente, este
tipo de cabezal formador no difiere significativamente de los
cabezales formadores antes mencionados, los cuales tienen tambores
rotativos y rodillos rotativos internos. Además, el cabezal
formador según el documento US 2.720.005 está concebido para formar
tejidos estrechos y no es adecuado para formar en seco un tejido
fibroso que tenga una anchura de hasta y más de cuatro metros.
El objetivo con el cabezal formador según la
invención es proponer un aparato y un método mediante los cuales se
consigue una mayor capacidad de producción, consiguiendo a la vez
una calidad superior de distribución de las fibras, y mediante los
cuales es posible tener un cabezal formador de alta capacidad y de
mayor anchura, preferiblemente más de cuatro metros.
De acuerdo con la invención, este objetivo se
consigue con un cabezal formador que es característico por el hecho
de que dichos medios de boquilla están constituidos por una boquilla
de aire ranurada que se extiende en el sentido longitudinal del
tambor y tiene sustancialmente la misma longitud que el tambor, y
que tiene labios de boquilla ajustables, orientados preferiblemente
hacia la superficie interna del tambor, y por el hecho de que el
tubo de transporte longitudinal de la boquilla de aire ranurada
tiene perforaciones a través de las cuales el tambor recibe una
cantidad de aire, y el tubo de transporte está provisto de medios de
control para regular el flujo de aire a través de las perforaciones.
La boquilla de aire ranurada inyecta aire desde el interior del
tambor a través de las perforaciones del tambor y al ser los labios
de boquilla ajustables, se puede regular la cantidad de aire y la
dirección de flujo del aire.
Para mantener las fibras del tambor fluidizadas
dentro del tambor, el tubo de transporte longitudinal de la boquilla
de aire ranurada tiene perforaciones a través de las cuales el
tambor recibe una cantidad de aire, y el tubo de transporte está
provisto de medios de control para regular el flujo de aire a través
de las perforaciones.
Las boquillas de aire ranuradas están dispuestas
en la mitad inferior del tambor perforado y en la proximidad
inmediata de la cara interna del tambor, estando los labios de la
boquilla de aire ranurada orientados hacia la pared interna del
tambor, de tal modo que el flujo de aire presiona las fibras a
través de las perforaciones del tambor y hacia abajo hacia el
alambre formador.
Con las medidas descritas arriba, se consigue el
efecto sorprendente de que la capacidad del aparato formador es
notablemente mayor que con la técnica anterior, y la calidad de
distribución es también notablemente mejor que n por el
funcionamiento a alta velocidad con las máquinas tradicionales.
Además, con el cabezal formador según la invención, es posible
fabricar un tejido fibroso formado en seco con una anchura
preferiblemente mayor de 4 m.
Alternativamente, los labios de boquilla pueden
ser también ajustados para soltar las fibras de la pared interna del
tambor. Esto se puede conseguir disponiendo la boquilla para que la
inyección se realice parcial y tangencialmente con la pared de
tambor rotativo perforado.
Una realización de un cabezal formador según la
invención tiene al menos un tambor rotativo perforado,
preferiblemente una serie que consiste en dos tambores que giran en
una dirección según el alambre formador, lo cual permite una alta
calidad de distribución con respecto a productos delgados formados
en seco.
El cabezal formador según la invención puede
tener al menos dos tambores, en los que al menos un tambor contiene
una boquilla de aire ranurada y un segundo tambor contiene un
rodillo de agujas clásico o modificado. Por consiguiente, es
posible combinar el uso de boquillas de aire ranuradas del cabezal
formador con rodillos de agujas clásicos o modificados. Con esta
configuración, el tambor que tiene una boquilla de aire ranurada
puede suministrar fibras con mayor capacidad y uniformidad mientras
que el tambor con un rodillo de agujas puede funcionar de un modo
normal y por consiguiente con menos capacidad.
En una segunda realización de un cabezal
formador según la invención, puede haber al menos un tambor que
contenga al menos una boquilla de aire ranurada y al menos un
rodillo de agujas.
Con esta realización, se puede conseguir, en
ciertas circunstancias, un funcionamiento óptimo del cabezal
formador según la invención.
Otra medida para un funcionamiento óptimo del
cabezal formador según la invención, es dotar el cabezal formador de
una pantalla entre los lados del cabezal formador y los tambores,
así como entre los tambores. Con esta pantalla, se consigue una
mayor eficacia de la unidad de vacío que crea la baja presión que
fija las fibras sobre el alambre formador ya que la succión de
"aire falso" es impedida por la pantalla.
A continuación, la invención se describe con
referencia a los dibujos, los cuales, sin ser limitativos, muestran
una realización preferida de un cabezal formador según la invención,
en los cuales:
la Fig. 1 muestra una vista en sección de un
cabezal formador visto desde un lado,
la Fig. 2 muestra una sección transversal de una
boquilla de aire ranurada vista desde un extremo, y
la Fig. 3 muestra un ejemplo de la disposición
de los labios de boquilla.
En la Fig. 1, se ve el cabezal formador 2 desde
un lado, en el cual los tambores 4 y las boquillas de aire ranuradas
6 están dispuestos encima del alambre formador 8. A la entrada y
salida del cabezal formador 2, se ven unos rodillos de guiado 10,
montados en la proximidad inmediata del alambre formador perforado
8. Debajo del alambre formador 8, hay una fuente de vacío no
ilustrada, que induce una acción de succión hacia abajo, a través
del cabezal formador 2. Esta acción de succión combinada con el
aire suministrado a través de la boquilla de aire ranurada 6 permite
que las fibras formen un producto formado en seco, por ejemplo, un
material de papel, sobre el alambre formador 8. Los tambores 4
giran en la misma dirección que la dirección de movimiento del
alambre formador 8 con ayuda de los medios de movimiento 14 del
tambor, y en la parte más inferior del tambor, está dispuesta una
boquilla de aire ranurada 6 que consiste en un tubo de transporte 16
provisto de una serie de labios de boquilla ajustables 18. Esta
boquilla de aire ranurada 6 puede ser ajustada desplazando los
labios 18 entre sí, pero también la distancia desde el labio 18 al
tambor 4 puede ser regulada por los medios de ajuste 20. En los
lados 22 del cabezal formador 2, está montada una pantalla 24 entre
el lado 22 y el tambor 4, cuyo propósito es garantizar un uso óptimo
de la fuente de vacío utilizada para fijar las fibras. También,
entre los dos tambores 4, está montada dicha pantalla 24. El aire
suministrado a la boquilla de aire ranurada 6 puede ser
suministrado en el extremo de la boquilla de aire ranurada 6, pero
puede ser introducido también en una o más posiciones a lo largo de
la boquilla de aire ranurada 6.
La Fig. 2 muestra en detalla una sección
transversal de la misma boquilla de aire ranurada 6 tal como se ve
en la Fig. 1. Aquí, se ve claramente cómo el aire fluye fuera entre
los dos labios 18 de boquilla y es inyectado a través de la pared
del tambor 4. También se ve cómo los dos labios 18 de boquilla son
ajustables en las direcciones de las dos dobles flechas 26 con ayuda
de los medios de ajuste 20. Además, hay un detalle ampliado que
muestra que el tubo de transporte 16 en la boquilla de aire ranurada
16 puede estar hecho de un material perforado 28, para que las
fibras en el cabezal formador 2 puedan mantenerse fluidizadas según
se desee, hasta que la distribución de las fibras tenga suficiente
uniformidad. El tubo de transporte 16 puede, en una realización no
mostrada, estar provisto de un sistema regulador que permita la
opción de regular el flujo de aire que circula a través de la
boquilla de aire ranurada 6.
En la Fig. 3, se ve la misma sección transversal
de una boquilla de aire ranurada 6 que en la Fig. 2, pero aquí con
los labios 18 de boquilla dispuestos en una posición asimétrica.
Claims (6)
1. Cabezal formador del tipo utilizado
para formar en seco un tejido fibroso, en el cual un material de
fibra mezclado con aire es introducido por inyección en al menos un
tambor rotativo perforado (4) de un cabezal formador, estando
provisto interiormente dicho tambor de medios fluidizantes (6, 16,
18, 20) constituidos por boquillas de aire (6) dispuestas en el
sentido longitudinal del tambor (4) sobre al menos un tubo de
transporte (16) de aire que tiene sustancialmente la misma longitud
que el tambor (4) y dispuesto para fluidizar las fibras inyectadas,
caracterizado porque dichos medios de boquillas están
constituidos por una boquilla de aire ranurada (6) que se extiende
en el sentido longitudinal del tambor (4) y que tiene
sustancialmente la misma longitud que el tambor (4), y que tiene
labios (18) de boquilla ajustables orientados preferiblemente hacia
la superficie interna del tambor y porque el tubo de transporte
longitudinal (16) de la boquilla de aire ranurada tiene
perforaciones (28) a través de las cuales el tambor (4) recibe una
cantidad de aire, y el tubo de transporte (16) está provisto de
medios de control para regular el flujo de aire a través de las
perforaciones.
2. Cabezal formador según la
reivindicación 1, caracterizado porque una boquilla de aire
ranurada (6) está dispuesta en la mitad inferior del tambor
perforado (4) y en la proximidad inmediata de la cara interna del
tambor (4), estando los labios (18) de la boquilla de la boquilla de
aire ranurada orientados hacia la pared interna del tambor.
3. Cabezal formador según una cualquiera
de las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque el
cabezal formador (2) incluye al menos una serie de tambores (4) que
consisten en dos tambores perforados (4), cuales tambores (4) giran
en una dirección según el alambre formador (8).
4. Cabezal formador según una cualquiera
de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el
cabezal formador (2) está provisto de al menos dos tambores (4), en
el que al menos un tambor (4) contiene una boquilla de aire ranurada
(6) y un segundo tambor (4) contiene un rodillo de agujas clásico o
modificado.
5. Cabezal formador según una cualquiera
de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque un tambor
(4) contiene al menos una boquilla de aire ranurada (6) y al menos
un rodillo de agujas.
6. Cabezal formador según una cualquiera
de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el
cabezal formador (2) está provisto de una pantalla (24) entre los
lados del cabezal formador (22) y los tambores (4), así como entre
los tambores (4).
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