ES2268756T3 - Aparato para el tratamiento de bandas permeables o semipermeables. - Google Patents
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Abstract
Aparato para el tratamiento por aire de bandas permeables y semipermeables que comprende un cilindro de secado (12) y una carcasa (38) comprendiendo el cilindro de secado (12): una pluralidad de placas radiales (24) que se extienden desde un cubo axialmente dispuesto (14) y que están conectadas a unas porciones terminales (34) dispuestas en los extremos del cubo (14), definiendo la pluralidad de placas radiales (24) una pluralidad de conductos (22) que se extienden a lo largo de la longitud del rodillo; un distribuidor de aire (26) dispuesto concéntricamente alrededor del cubo (14), dividiendo el distribuidor de aire (26) la pluralidad de conductos (22) en una cámara exterior (28) y una cámara interior (30), definiendo así mismo el distribuidor de aire (26) una pluralidad de aberturas (32) a través de las cuales puede pasar el aire; caracterizado por: una barrera (36) de aire radialmente dispuesta alrededor del cubo (14), dividiendo la barrera (36) de aire la cámara exterior (28) en una cámara frontal (50) y una cámara trasera (52); y un medio para arrastrar el aire a través de los conductos (22) de forma que el aire entra a través de la cámara frontal (50) del cilindro de secado y sale a través de la cámara trasera (52) del cilindro de secado.
Description
Aparato para el tratamiento de bandas permeables
o semipermeables.
La presente invención se refiere a un aparato de
acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1, para el
tratamiento por aire destinado al secado, curado, unión térmica,
enfriamiento y transferencia de bandas permeables y semipermeables,
como por ejemplo tejidos, papel o similares. Dicho aparato se
conoce, por ejemplo, a partir del documento GB 728,687 A.
Típico de dicho aparato es el sistema de nido de
abeja descrito en la Patente estadounidense 4,542,596. En este
sistema, una estructura existente dentro del rodillo proporciona
múltiples zonas para el tratamiento de la banda, aplicándose vacío
a una pluralidad de conductos de nido de abeja enrejados, de forma
que la banda puede ser uniformemente secada y sin los "puntos
ciegos" que caracterizan otros dispositivos. Desafortunadamente
sin embargo, este sistema patentado es de flujo limitado debido a la
fuente de vacío y, también, está limitado porque el flujo de aire
que discurre a través de los conductos no está uniformemente
distribuido. Así mismo, es difícil obtener la incorporación de
múltiples medios de vacío dentro del rodillo para crear diferentes
zonas de flujo de aire en el cilindro de secado, debido a la
limitación de espacio existente dentro del cilindro.
La presente invención es una mejora respecto de
éste y otros dispositivos conocidos porque posibilita la creación
de múltiples zonas dentro de un cilindro con una estructura
rotatoria interna; así mismo, posibilita que el aire fluya de
manera igual a través de los orificios de admisión y descarga de los
conductos de forma que la banda pueda ser secada uniformemente.
Como resultado de ello, la presente invención
hace posible aislar y dirigir un flujo de aire hacia el interior
de un número mayor de zonas separadas en un único cilindro, de forma
que el aire del proceso de una zona no pueda mezclarse con el aire
del proceso de otra zona.
Esta capacidad para aislar selectivamente y
dirigir un flujo de aire hacia el interior de una multiplicidad de
zonas es una característica no compartida por el aparato amparado
por la Patente estadounidense 4,542,596, de forma que ahora, por
primera vez, es posible obtener ahorros de energía y otras ventajas,
como por ejemplo el aislamiento respecto de contaminantes las
cuales, hasta ahora, eran imposibles de obtener.
Estas ventajas se obtienen incorporando dentro
de cada cilindro un tubo de distribución de aire que distribuye el
aire del proceso uniformemente a través del cilindro en dirección
axial.
El documento GB 728,687 A divulga un rodillo de
secado dividido internamente en compartimentos mediante divisiones
radiales. El rodillo de secado incorpora unos miembros rigidizantes
dispuestos entre las divisiones radiales que dividen adicionalmente
los compartimentos en porciones interiores y exteriores. Se deja
pasar un flujo de aire a través de los miembros rigidizantes
mediante unas aberturas que conectan de esta forma las porciones
interiores y exteriores del rodillo. El aire de escape es expulsado
de manera axial a través de un orificio de descarga de succión
axialmente dispuesto.
El aire impelido por el tubo de distribución
situado dentro del cilindro en último término escapa a través de la
cubierta porosa exterior a través de una multiplicidad de zonas de
aire, una característica que distingue la presente invención de
los dispositivos que expulsan el aire del proceso fuera del rodillo
de secado de forma axial.
Constituye un objeto de la presente invención
proporcionar un rodillo novedoso destinado al tratamiento por aire
de bandas permeables y semipermeables. Las aplicaciones típicas
incluyen, por ejemplo, el secado, el enfriamiento, y la unión
térmica de papel, tejidos, bandas, y otro material tipo en
hojas.
Otro objeto lo constituye proporcionar un
cilindro novedoso el cual, debido a su gran área abierta, se presta
al tensionado de los productos impermeables.
El rodillo de la presente invención proporciona
el escape de aire de una única área axial, o puede contener varias
áreas axiales, teniendo cada una diversas características de flujo
de aire, y cada una de las cuales puede ser evacuada
simultáneamente o preferentemente, dependiendo del material que va a
tratarse.
El aire es evacuado del rodillo a través de la
superficie exterior de la cubierta, una característica que hace
posible potenciar y controlar el flujo de aire variando la longitud
de la cubierta, algo que no es posible con rodillos que expulsan el
aire a través únicamente de sus extremos axiales.
En la presente invención, el objeto es utilizar
la superficie del cilindro tanto para el suministro de aire como
para la expulsión de aire.
En comparación, los dispositivos conocidos,
concretamente los que expulsan el aire por los extremos axiales de
un cilindro en aplicaciones de alto flujo, alcanzan velocidades de
aire que son tan altas que provocan un consumo de energía
excesivo.
La presente invención resuelve este
inconveniente de consumo de energía y consigue ahorros
significativos sin limitar ni dirigir el escape de aire
exclusivamente sobre los extremos del rodillo del cilindro. En su
lugar, el aire de escape es impelido y dirigido a través de la
cubierta del cilindro, y el área de escape puede ser expandida
para cualquier tamaño de rodillo simplemente extendiendo la anchura
del rodillo para mantener velocidades de escape bajas y recibir al
mínimo el consumo de energía.
Dado que el aire es expulsado de la superficie
del cilindro, el área disponible para el aire de escape es
virtualmente ilimitada y puede incrementarse simplemente
incrementando la longitud del cilindro. Esta forma de escape tiene
ventajas funcionales significativas respecto de dispositivos que
emplean cilindros cuya área de escape está confinada a los extremos
axiales de los cilindros.
En consecuencia, la estructura del presente
rodillo lo hace útil en aplicaciones de alto flujo porque el área
de flujo del aire de escape puede incrementarse simplemente
extendiendo la longitud exterior de la cubierta hasta cualquier
grado que se desee.
Estructuralmente, el rodillo de la presente
invención consiste en una cubierta exterior y, por debajo del
exterior de la cubierta, uno o más canales equipados con medios de
distribución que perfilan el flujo de aire. Los extremos del
rodillo están taponados.
La cubierta puede estar compuesta de cualquier
material poroso. Por ejemplo, cuando se necesitan aplicaciones de
alto flujo, son deseables cubiertas altamente porosas que tengan una
gran área abierta de más del 50%.
Las cubiertas típicas incluyen, por ejemplo,
cubiertas de tipo nido de abeja o con rejillas cuadradas fabricadas
con un material delgado como, por ejemplo, un material que tenga un
grosor de 0,2 a 4 mm. Cuando se utiliza una construcción de
cubierta de un tipo con grandes áreas abiertas, la cubierta se
recubre con una pantalla de alambre que abarca la rejilla y soporta
el producto que va a ser secado.
Dentro de cada rodillo, por debajo de la
superficie exterior de la cubierta, unos divisores axiales se
extienden radialmente se entrecruzan dentro de un cilindro
interior formando canales. Y dentro de cada canal hay contenida una
placa perforada que sirve como medio de distribución para perfilar
el flujo de aire. Aunque el objetivo normal de esta placa es
distribuir uniformemente el flujo de aire en la dirección axial,
también puede utilizarse para variar los perfiles del flujo.
Estos canales limitan el flujo de aire
únicamente a las direcciones radial y axial y, por tanto, resulta
posible dividir el rodillo en numerosas zonas circunferenciales que
pueden ser tratadas independientemente.
Así, por ejemplo, el rodillo puede ser dividido
en una zona de gran flujo para la transferencia de la banda sobre
el rodillo seguida por una zona en la que el aire caliente es
suministrado con la finalidad de secado y, así mismo, una zona en
la que no haya flujo de aire de forma que el producto pueda ser
transferido fácilmente fuera del rodillo.
Esta capacidad para dividir el rodillo tanto
circunferencialmente como axialmente hace posible conseguir un
cuadriculado de zonas de tratamiento de forma que puedan conseguirse
independientemente distintas operaciones sobre el mismo
rodillo.
La que sigue es una descripción de formas de
realización específicas de la invención haciéndose referencia a los
dibujos que se acompañan en los cuales:
La Figura 1 es una vista en alzado con porciones
recortadas para ilustrar los elementos del cilindro de secado.
La Figura 2 es una vista en alzado del cilindro
de secado para su uso en el tratamiento por aire de una banda de
papel o similares hecha con una pluralidad de segmentos enrejados
extendidos axialmente.
La Figura 3 es una vista en alzado fragmentaria
de tamaño ampliado de aquella sección del cilindro de secado que
está contenida dentro de las líneas de puntos mostradas en la
Figura 2.
La Figura 4 es una vista en sección tomada a lo
largo de la línea 4-4 de la Figura 2 con porciones
recortadas.
La Figura 5 es una vista en sección tomada a lo
largo de la línea 5-5 de la Figura 2.
La Figura 6 es una vista en perspectiva de otra
forma de realización del cilindro de secado que se muestra dentro
de una carcasa equipada con un conducto de admisión de aire y que
muestra secciones recortadas para ilustrar el flujo de aire.
La Figura 7 es una vista en perspectiva de un
diseño alternativo que muestra un cilindro de secado equipado con
un segundo conducto de admisión de aire, también con porciones
recortadas para ilustrar el flujo de aire.
El empleo del presente aparato en el secado de
bandas permeables y semipermeables se ilustra de forma óptima en la
Figura 1 la cual muestra una banda 20 siendo alimentada en el
cilindro de secado de la presente invención mediante un medio de
rodillo de guía convencional (no mostrado).
El cilindro de secado 12 (Figuras 1 y 2)
consiste esencialmente en un cubo cilíndrico 14 montado sobre un
eje 19 que está rotatoriamente montado dentro de un par de
cojinetes 18. El cilindro 12 incluye una pluralidad de conductos 22
que se extienden axialmente dispuestos conjuntamente en una
configuración cilíndrica. Estos conductos 22 están formados por una
pluralidad de placas radiales 24 (Figura 2) que se extienden a lo
largo del eje geométrico longitudinal del cilindro de secado 12.
Las placas 24 se extienden hacia fuera radialmente desde el cubo 14
hasta la periferia del cilindro 12. Cada uno de los conductos 12
tiene en sus placas radiales 24 que convergen entre sí para formar
un canal ahusado 15 genéricamente hacia dentro en el que dichas
placas se entrecruzan con el cubo cilíndrico 14 (Figura 3).
Los conductos 22 están cubiertos por una
cubierta cilíndrica 41 (Figura 3) compuesta por una pantalla 44 y
por una estructura de soporte o bastidor interior 46. Esta
estructura de soporte 46 puede presentarse en forma de placa
perforada equipada con un patrón reticulado de orificios que se
muestran como orificios de admisión 48a y de orificios de descarga
48b en las Figuras 1 y 4 o puede adoptar la forma de una cubierta de
tipo nido de abeja o una estructura de tipo rejilla. En cualquier
caso, la estructura de soporte 46 y las placas radiales 24 están
hechas de acero o de otro material rígido apropiado y la pantalla 44
es una tela de alambre de acero o una tela intretejido.
La estructura de soporte 46 tiene genéricamente
un área superficial abierta que es capaz de adaptar una amplia gama
de aplicaciones. Típico de éstas son operaciones en las cuales las
áreas abiertas exceden el 50%, en cuyo caso los orificios de
admisión 48a y los orificios de descarga 48b cubren un área
combinada de más de la mitad de la superficie total; sin embargo,
este proceso no está limitado a rodillos únicamente con áreas
abiertas grandes, y debe entenderse que también se incluyen en el
ámbito de la presente invención áreas abiertas más pequeñas, por
ejemplo, aquellas inferiores al 50%. Si la estructura de soporte 46
es una placa perforada, su grosor radial puede oscilar entre
aproximadamente 0,2 y 4 mm; sin embargo, si se emplea una estructura
tipo rejilla o de nido de abeja, entonces su grosor respectivo
radial será apreciablemente mayor y puede oscilar entre
aproximadamente 25 y 200 mm. La estructura de soporte 46 está
cubierta por una pantalla 44 que soporta la banda 20. Los conductos
que se extienden axialmente 22 están sellados en los extremos
mediante unas porciones terminales circulares 34 como se muestra en
las Figuras 4 y 5 o cada extremo respectivo puede estar sellado
individualmente.
Una barrera divisora 36 de aire verticalmente
dispuesta, paralela a las porciones terminales 34, se extiende
parcialmente a través del cilindro de secado 12 y divide cada
conducto 22 longitudinalmente en una cámara frontal 50 que tiene
unos orificios de admisión 48a y una cámara trasera 52 que tiene
unos orificios de descarga 48b. La barrera 36 contra el aire se
extiende circunferencialmente alrededor del cilindro de secado 12
como se muestra en la Figura 5.
Un distribuidor de aire 26 axial cilíndrico
interior, construido y dispuesto para situarse concéntrico con el
eje geométrico longitudinal del cubo cilíndrico 14, divide cada uno
de los conductos 22 radialmente en una cámara exterior 28 y una
cámara interior 30 (Figuras 2 y 3). El distribuidor de aire 26 axial
cilíndrico interior está perforado con unos medios de entrada del
flujo en forma de unas aberturas 32a y 32b (Figura 4) que
proporcionan un flujo de aire entre dicha cámara interior 30 y dicha
cámara exterior 28. Como se aprecia en las Figuras 1 y 4, las
aberturas se hacen progresivamente más pequeñas cuando se acercan a
la barrera 36 de aire y más grandes cuando se aproximan a las
porciones terminales 34. Esto tiene el efecto de distribuir
uniformemente el flujo de aire, sin embargo, pueden emplearse
también otros medios de distribuir uniformemente el flujo de aire,
por ejemplo, mediante el empleo de una ranura graduada que se
extienda longitudinalmente. Así mismo, debe destacarse que las
aberturas del distribuidor de aire pueden tener cualquier dimensión
deseada para obtener cualquier perfil de flujo de aire deseado o,
alternativamente, la posición de las placas radiales puede variarse
para obtener el perfil de flujo deseado.
El exterior del cilindro de secado 12 es
parcialmente encerrado por una carcasa 38. Un par de juntas
herméticas axiales 40 se extienden a lo largo del eje geométrico
longitudinal del cubo cilíndrico 14 y cierran herméticamente el
cilindro de secado 12 contra la carcasa 8 como se ilustra en la
Figura 2. Las juntas herméticas 40 se extienden axialmente a lo
largo de la anchura del conducto 22 para eliminar cualquier huelgo
entre la junta hermética y la placa radial y evitar así o reducir
al mínimo las fugas de aire. Así, la banda 20 puede ser retirada en
el sector S cuando la banda 20 no está encerrada por la carcasa 38
dado que no hay flujo de aire en esa zona.
La carcasa 38 incluye un conducto de admisión de
aire frontal 54 (Figura 6), dispuesto para suministrar aire a los
orificios de admisión 48a y a un conducto de escape trasero 56. Una
junta hermética al aire circunferencial 53 (Figuras 1 y 5) está
situada entre los conductos de admisión y escape para impedir las
fugas de aire entre ellos. En formas de realización en las que se
utiliza una pluralidad de conductos de admisión y/o escape
(expuestos más adelante), debe entenderse que las juntas herméticas
estarían dispuestas también entre estos conductos de
admisión/escape. Una segunda junta hermética al aire circunferencial
55 (Figura 4) está fijada al borde exterior de la carcasa 38 para
impedir las fugas de aire de la carcasa 38. Otra junta hermética
adicional 55 está alojada sobre el borde exterior del conducto de
escape 56 para impedir que haya fugas de aire exteriores hacia el
interior del sistema.
El flujo de aire ilustrado mediante las flechas
de las Figuras 1, 2, 3, 6 y 7, se produce por una fuente de vacío
(42, 42a, y 42b) situada en la abertura de escape 61 (Figuras 1 y
6), la cual arrastra el aire hacia el interior de los orificios de
admisión 48a y a través de las aberturas 32a del distribuidor de
aire 26. El aire entonces fluye longitudinalmente a través de los
conductos 22 por debajo de la barrera 36 contra el aire hasta la
cámara trasera 52 (Figura 4). El aire es a continuación arrastrado a
través de las aberturas 32b del distribuidor del aire 26 y expelido
a través de los orificios de descarga 48b hasta el conducto de
escape 56; sin embargo, debe destacarse que pueden emplearse también
otros medios para canalizar el aire a través del conducto, por
ejemplo, mediante el empleo de un medio soplador.
De acuerdo con otra forma de realización
mostrada en la Figura 7, el cilindro de secado incluye dos áreas o
zonas de flujo de aire deseado. En esta forma de realización, una
red superior 60 de conductos de admisión y descarga se combina con
una fuente de vacío 42a para formar una primera zona 66 y una red
inferior 62 de conductos de admisión y descarga se combina con una
fuente de vacío 42b para formar una segunda zona 68. Si se desea,
el conducto inferior de admisión puede retirarse como se muestra en
la Figura 6, o pueden emplearse múltiples redes de conductos de
admisión y escape.
Debido a que el aire es expulsado del diámetro
exterior de la cubierta, este sistema no es de flujo limitado y,
de hecho, el flujo de aire puede potenciarse y controlarse
extendiendo la anchura de la cubierta. Esto constituye una ventaja
significativa respecto de rodillos que expulsan el aire únicamente
por los extremos axiales.
En suma, el presente cilindro de secado está
compuesto de unas placas que penetran radialmente hacia el interior
del cilindro y forman unos conductos que se entrecruzan con un cubo
cilíndrico interior 14. Los conductos están así mismo divididos en
sentido axial para crear dentro del cilindro múltiples zonas que
producen diversas características de flujo de aire sobre la
superficie exterior del cilindro de secado. Así mismo, los orificios
de admisión y descarga del distribuidor de aire 26 tienen el
tamaño adecuado para permitir que el aire fluya uniformemente o
cree un perfil deseado. Aunque puede utilizarse una cubierta de tipo
nido de abeja, no es esencial y pueden también emplearse otros
tipos de cubierta.
Claims (11)
1. Aparato para el tratamiento por aire
de bandas permeables y semipermeables que comprende un cilindro de
secado (12) y una carcasa (38) comprendiendo el cilindro de secado
(12):
una pluralidad de placas radiales (24) que se
extienden desde un cubo axialmente dispuesto (14) y que están
conectadas a unas porciones terminales (34) dispuestas en los
extremos del cubo (14), definiendo la pluralidad de placas radiales
(24) una pluralidad de conductos (22) que se extienden a lo largo de
la longitud del rodillo;
un distribuidor de aire (26) dispuesto
concéntricamente alrededor del cubo (14), dividiendo el distribuidor
de aire (26) la pluralidad de conductos (22) en una cámara exterior
(28) y una cámara interior (30), definiendo así mismo el
distribuidor de aire (26) una pluralidad de aberturas (32) a través
de las cuales puede pasar el aire;
caracterizado por:
una barrera (36) de aire radialmente dispuesta
alrededor del cubo (14), dividiendo la barrera (36) de aire la
cámara exterior (28) en una cámara frontal (50) y una cámara trasera
(52); y
un medio para arrastrar el aire a través de los
conductos (22) de forma que el aire entra a través de la cámara
frontal (50) del cilindro de secado y sale a través de la cámara
trasera (52) del cilindro de secado.
2. El aparato de la reivindicación 1 en
el que la carcasa (38) comprende un conducto de admisión (54) en
comunicación con la cámara frontal (50).
3. El aparato de la reivindicación 1 en
el que la carcasa (38) comprende un conducto de escape (56) en
comunicación con la cámara trasera (52).
4. El aparato de la reivindicación 3 en
el que el conducto de escape (56) está radialmente dispuesto
alrededor del cubo (14).
5. El aparato de las reivindicaciones 2
y 3 en el que la carcasa (38) comprende así mismo una junta
hermética al aire circunferencial (53) dispuesta entre el conducto
de admisión (54) y el conducto de escape (56).
6. El aparato de la reivindicación 1 en
el que el cilindro de secado (12) comprende así mismo una
estructura de soporte (46) dispuesta cilíndricamente alrededor del
cubo y encerrando la pluralidad o las placas radiales (24).
7. El aparato de la reivindicación 6 en
el que la estructura de soporte (46) define una pluralidad de
orificios sobre la misma.
8. El aparato de la reivindicación 7 en
el que la pluralidad de orificios incluye unos orificios de
admisión (48a) dispuestos cerca de la cámara frontal (50) y unos
orificios de descarga (48b) dispuestos cerca de la cámara trasera
(52).
9. El aparato de la reivindicación 1 en
el que la pluralidad de aberturas (32) situadas dentro del
distribuidor de aire (26) son de tamaño variable.
10. El aparato de la reivindicación 9 en el
que la pluralidad de aberturas (32) son más pequeñas de tamaño
cerca de la barrera (36) de aire y de mayor tamaño cerca de los
extremos (34) del rodillo.
11. El aparato de la reivindicación 1 en el
que los conductos (22) son de tamaño variable.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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