ES2271312T3 - Sistema de incidencia en la seccion de secado de una maquina papelera o similar. - Google Patents
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Abstract
Un sistema de impacto de aire (1) que está dispuesto fuera del forro de un rodillo de impacto (3) en la sección de secado de una máquina de papel o similar para calentar y secar una hoja que se desplaza alrededor de dicho rodillo de impacto (3), cuyo sistema de impacto de aire comprende una tapa (4) principalmente cerrada, que incluye medios de control para dirigir el aire sobre la hoja de papel, y desde cuya tapa (4) el aire se dirige por soplado con al menos un ventilador (7) hacia las boquillas de soplado y regresa otra vez al interior de dicha tapa (4) como un procedimiento de aire de circulación y al menos un dispositivo de calentamiento para calentar el aire, caracterizado porque el efecto del sistema de impacto de aire (1) se ejerce principalmente en el lado de arrastre del rodillo de impacto (3) de aire y en gran parte en el área de su mitad inferior.
Description
Sistema de incidencia en la sección de secado de
una máquina papelera o similar.
La invención se refiere a un sistema de impacto
de aire para calentar y secar la hoja que se desplaza alrededor del
rodillo de impacto de aire en la sección de secado de una máquina de
papel o similar, como se describe en el preámbulo de la
reivindicación independiente 1.
En la patente Norteamericana
US-A-6.138.380 del solicitante se ha
presentado una solución de utilizar un sistema de impacto de aire
en la sección de secado de una máquina de papel o similar, en la que
un rodillo de impacto de aire, cuyo diámetro es considerablemente
mayor que el diámetro de un cilindro normal de secado, se utiliza
como un rodillo de impacto de aire. Debido a su gran tamaño, esta
clase de rodillo de impacto de aire normalmente no encaja
uniformemente debajo de una máquina de papel en la bancada o sótano,
cuando la máquina de papel se moderniza. La estructura también es
sensible a problemas producidos por papel despedazado. El secado
también se puede hacer más eficaz con el método introducido en la
Patente Norteamericana
US-A-6.148.538, aunque en
estructuras de esta clase la eficacia de los medios de condensación
para retirar la humedad no es necesariamente muy alta.
El objetivo de la invención es presentar un
sistema de impacto de aire que sea relativamente pequeño en tamaño
y que por tanto se pueda instalar normalmente por debajo de una
máquina de papel en la bancada al modernizar la máquina de papel.
Otro fin de la invención es también evitar grandes trabajos de
modernización de los rodillos de secado y utilizar un sistema de
impacto de aire según la invención para aumentar la capacidad de
secado. Por supuesto es posible que el sistema de acuerdo con la
invención se pueda utilizar al construir máquinas de papel
nuevas.
El objetivo de la invención se logra de la
manera descrita en la parte caracterizadora de la reivindicación
independiente de la patente y en otras reivindicaciones. Según la
invención, en la sección de secado de una máquina de papel o
similar se ha dispuesto un sistema de impacto de aire, fuera del
forro del rodillo de impacto de aire, con objeto de calentar y
secar la hoja que se desplaza alrededor de dicho rodillo de impacto.
El sistema de impacto de aire comprende una tapa principalmente
cerrada, que tiene medios de control para dirigir aire sobre la
hoja de papel, y desde cuya tapa el aire se dirige por soplado con
al menos un ventilador a las boquillas de soplado y regresando otra
vez a la mencionada tapa como un procedimiento de circulación de
aire, y cuya tapa comprende al menos un dispositivo de calentamiento
para calentar el aire. Si la tapa del sistema de impacto de aire
con su equipo mencionado se utilizan conjuntamente con un rodillo de
impacto de aire de un tamaño de aproximadamente 1,5 -2 m en
diámetro y si la tapa del rodillo de impacto de aire tiene como
máximo 5 m de altura, preferiblemente solo de 1,5 a 2,5 m de altura,
el sistema mencionado es suficientemente pequeño para que el
sistema y piezas y equipos pertenecientes a el se pueden instalar
bajo la máquina de papel en el espacio de la bancada, cuya altura
normalmente es de 5 a 8 m o incluso menos.
Esto hace posible disponer de más potencia de
secado, incluso en máquinas antiguas, sin grandes alteraciones.
Frecuentemente debido a factores relacionados con el tamaño, no
resulta posible instalar un cilindro de secado grande en relación a
una máquina de papel existente, de este modo los cilindros ya
existentes tienen que utilizarse en el secado, más eficazmente que
antes.
Si el sistema de impacto de aire afecta
principalmente al menos sobre el lado de arrastre del rodillo de
impacto de aire y a una gran parte de su mitad inferior, se pueden
evitar en gran parte los problemas originados por el papel
despedazado, porque el papel despedazado puede hacer que la hoja se
salga inmediatamente del lado de entrada del cilindro de impacto de
aire, debido a que en el lado de entrada no hay tapa u otros
obstáculos para impedir caer libremente al papel despedazado.
Debido a que sistema de impacto de aire afecta principalmente al
área de la mitad inferior del rodillo de impacto de aire, el espacio
de bancada se puede utilizar eficazmente, cuando se moderniza una
máquina de papel o de manera similar, si es una máquina de papel
nueva, no es necesario dimensionar la bancada al menos más alta de
lo normal.
Si el área de cobertura de la tapa del rodillo
de impacto de aire es de 150º como máximo, se puede alcanzar un
rendimiento de secado bastante bueno incluso con una tapa de este
tamaño. También es necesario que el área de cobertura en cualquier
caso sea menor de 180º, de modo que el equipo se pueda sacar sin
mecanismos complejos de las proximidades inmediatas del
rodillo.
Si al menos parte del equipo se ha colocado de
forma desmontable en la parte inferior del sistema de impacto de
aire o en la parte inferior de las partes laterales, la instalación
y el mantenimiento se pueden llevar a cabo desde el suelo del
sótano. A este respecto se pueden utilizar por supuesto diversos
equipos auxiliares tales como carretillas elevadoras y de
transferencia.
Si el mencionado procedimiento de circulación de
aire incluye al menos un dispositivo de condensación, con la ayuda
del cual se controla el nivel de humedad del aire de circulación, no
se necesitan grandes conductos de aire para el aire de entrada y de
escape.
Si el dispositivo de calentamiento está situado
en el sentido del flujo por delante del ventilador mencionado, no
hay necesidad de conductos de guiado de aire separados, porque el
ventilador de circulación de aire mezcla eficazmente el aire.
Si como dispositivo calentador se utiliza un
quemador de gas, cuya longitud es aproximadamente la misma que la
anchura de la hoja, la necesidad de mantenimiento de un quemador es
menos frecuente que la de varios quemadores separados. Normalmente
un quemador grande es también más barato de adquirir que varios
quemadores más pequeños. También, cuando solo hay un quemador, los
procedimientos de control son simples.
Si el aire de combustión del quemador se lleva
al quemador al menos parcialmente desde el exterior del sistema de
impacto de aire, el quemador recibe siempre aire puro y la
combustión tiene lugar de una manera limpia y eficaz.
Si el conducto de aire desde el ventilador de
aire de circulación a la cámara de boquillas es recto al menos en
gran parte, las perdidas de flujo son las menores posibles y la
estructura es simple y barata de fabricar.
Si hay al menos dos, preferiblemente de tres a
cinco, ventiladores de circulación de aire, se pueden utilizar
ventiladores bastante pequeños, que no aumenten considerablemente el
tamaño del sistema.
Si el agente de enfriamiento del dispositivo de
condensación es agua, se logra el enfriamiento para el fin con un
efecto apropiado, pero, no obstante, ninguna parte del dispositivo
de condensación llegará a congelarse, y por tanto no se podrán
producir averías o similares.
Si, debido al aire que se lleva al interior de
la tapa para el quemador, parte del aire de circulación se dirige
hacia el espacio de bancada por debajo de la máquina de papel, no
hay necesidad de llevar conductos de aire a otros lugares y la
totalidad del sistema permanece muy simple.
Si el ventilador que lleva el aire al quemador
está situado en la tapa, la estructura de impacto de aire será muy
compacta y también bastante reducida de tamaño, encajando en la
mayoría de los espacios de bancada comunes por debajo de las
máquinas de papel.
A continuación, se describe la invención con más
detalle en relación a los dibujos que se acompañan en los que:
la Figura 1 es una vista en esquema de un
sistema de impacto de aire según la invención en la sección de
secado de una máquina de papel o similar, visto en la dirección
transversal a la hoja,
la Figura 2 es una vista en esquema de un
sistema según la Figura 1 mostrada en la dirección de la hoja,
la Figura 3 es una vista en esquema de las
diversas posiciones alternativas de los quemadores,
la Figura 4 es una vista en esquema de las
diversas posiciones de los dispositivos de condensación dentro de
la tapa,
la Figura 5 es una vista en esquema, ampliada,
de un dispositivo de condensación,
la Figura 6 es una vista en esquema, ampliada,
de otro dispositivo de condensación,
la Figura 7 es una vista en esquema de un
limpiador automático del sistema de impacto de aire relacionado con
roturas de hoja,
la Figura 8 es una vista en esquema de las
disposiciones para medidas de mantenimiento del sistema de impacto
de aire,
la Figura 9 es una vista en esquema de algunas
alternativas para separar la humedad del aire de escape, y
la Figura 10 es una vista en esquema del sistema
de enfriamiento y del sistema de recuperación de calor que se
utiliza en relación a la invención.
En la Figura 1 el número de referencia 1 del
dibujo se refiere a un sistema de impacto de aire según la
invención, cuyo sistema se ha colocado debajo de una máquina de
papel o similar en un espacio de bancada, cuyo suelo está marcado
con el número de referencia 2. El diámetro del rodillo de secado 3
en muchas soluciones está en torno de 1,5 m o aproximadamente eso,
es decir en la gama de tamaños de alrededor de 1,5 a 2 m, y la
altura del espacio de bancada debajo de la máquina de papel es
normalmente de 5 a 8 m. El sistema de impacto de aire comprende una
tapa 4, que está situada principalmente en el rodillo de secado 3
debajo de el, pero, no obstante, la tapa 4 está en el lado de
arrastre del rodillo de secado 3 de modo que el papel despedazado
puede caer libremente. El papel despedazado puede producir incluso
la rotura de la hoja, pero normalmente solo produce desviaciones de
calidad, que también son perjudiciales. El área de cobertura de la
tapa del rodillo debe ser al menos no mayor de 180º, de modo que la
tapa se pueda retirar de su posición de funcionamiento cuando se
desee y particularmente sin ningún mecanismo molesto. Esto es por lo
que se recomienda para la tapa un área de cobertura máxima de 150º.
Este tamaño ya crea de por si un efecto de secado bastante bueno.
Cerca del rodillo 3 hay una caja de boquillas 5, que cubre una
sección de la circunferencia del rodillo 3, preferiblemente casi la
mitad de el. La tapa 4 incorpora el equipo y las disposiciones
requeridas para dirigir aire caliente a la caja 5 de boquillas y
por tanto para calentar y secar la hoja. Para generar la energía de
calentamiento se utiliza un quemador de gas 6, cuyo frente de calor
del quemador está en el interior de la tapa 4. Los ventiladores 7
de circulación de aire, de los cuales hay varios, por ejemplo tres,
toman aire desde el interior de la tapa 4, cuyo aire se calienta
por el quemador 6, y soplan el aire a través de un canal 8
preferiblemente muy recto hasta la caja de boquillas 5, desde donde
la mayor parte del aire regresa al interior de la tapa 4 para
recirculación. El aire puro de combustión se lleva al quemador de
gas 6, y consecuentemente se utiliza un regulador 9 para equilibrar
la cantidad de aire en la tapa 4. Fuera de la tapa 4 se encuentra
parte del quemador de gas 6 y el motor eléctrico 10 del ventilador
7 de circulación de aire, porque debido al quemador 6 la temperatura
dentro de la tapa 4 es superior a los 300º C, o incluso más alta.
Para transportar el aire de escape se ha dispuesto un tubo 11.
Normalmente el espacio entre la parte inferior del sistema de
impacto de aire y el suelo 2 es de 1 a 3 m. Con objeto de facilitar
el mantenimiento, control y utilización del equipo, se recomienda,
si es posible dejar un paso de al menos 1,5 m. Se recomienda que los
sistemas 1 de impacto de aire se instalen solo a partir del segundo
o tercer grupo de secado hacia delante, de este modo se disminuye el
riesgo de papel despedazado y el crecimiento de roturas de máquina
en la caja de boquillas 5. En este tramo de la hoja el contenido de
materia seca es bastante alto y la hoja es más resistente que al
comienzo del grupo de secado.
La Figura 2 presenta el sistema de impacto de
aire de la Figura 1 desde otra dirección. Las paredes de la tapa 4
no se muestran con objeto de hacer clara la ilustración. Con la
ayuda del tubo 11, el aire de escape se transporta hacia fuera
desde el interior de la tapa 4. Un ventilador 12 transporta el aire
de combustión a través de un tubo 13 hasta el quemador 6.
La Figura 3 presenta varias posiciones
alternativas para los quemadores 6. Los sistemas de impacto de aire
según la invención se han situado en tres cilindros de secado
inferiores sucesivos. Los dispositivos son muy similares comparados
con la solución de la Figura 1, pero el quemador de gas 6 en la
dirección de la hoja se ha colocado en el primer caso bastante alto
en la sección de la derecha de la tapa 4, en el siguiente caso en
la parte inferior de la tapa, y en el ultimo caso bastante más alto.
Es necesario colocar el quemador de gas de modo que no caliente
excesivamente ninguna de las paredes o equipos de la tapa 4. Si
fuese necesario, se puede utilizar una pared 14 de plancha de acero
o similar de modo que el efecto del quemador no esté demasiado
directamente hacia el orificio de aspiración 15 del ventilador de
aire de circulación. Se debe hacer notar que colocando el quemador
6 parcialmente por debajo de la tapa 4 se reduce la distancia entre
el equipo y el suelo 2.
La Figura 4 presenta algunas posiciones de
dispositivos de condensación dentro de la tapa 4. En la primera
solución, se colocan dos dispositivos de condensación 16a y 16b en
la dirección de la hoja cerca de los puntos en los que el aire
húmedo que se ha evaporado de la hoja regresa hacia los ventiladores
de aire de circulación. La estructura de los dispositivos de
condensación 16a y 16b se presenta con más detalle en la Figura 5.
En la siguiente solución, en la tapa 4 se han instalado
verticalmente dispositivos de condensación 17a, 17b en forma de
placa y debajo de los dispositivos de condensación se han colocado
acanaladuras de colector. En la última solución el dispositivo de
condensación se ha colocado en la caja de boquillas 5 en el punto
mostrado por el número de referencia 18. La Figura 6 presenta la
estructura de este dispositivo de condensación. Es esencial que la
temperatura del dispositivo de condensación se mantenga tan baja que
la humedad del aire húmedo se condense en la superficie del
dispositivo de condensación y fluya a lo largo de el por un tubo
hasta un deposito de recogida (no mostrado). Se recomienda la
utilización de un cierre de agua.
La Figura 5 presenta un dispositivo de
condensación 16a, que tiene en la parte superior un elemento 19
hecho de tubos y dentro de cuyo elemento circula agua. Las placas
20a, 20b forman un estanque o recipiente de condensado, desde cuyo
fondo se retira el condensado a través de un tubo 21.
La Figura 6 presenta una solución en la que la
pared de la caja de boquillas 5 se utiliza como una parte de pared
de un recipiente de condensado 22. El agua circula por un tubo 23 y
en su superficie se condensa humedad a medida que el agua gotea en
el recipiente de condensado 22, desde el que se retira el condensado
a través de un tubo 24.
La Figura 7 presenta una disposición con la
ayuda de la cual el sistema de impacto de aire se limpia cuando se
requiere, y particularmente cuando hay una rotura de hoja. Los
sistemas de impacto de aire primero y segundo en la dirección de la
hoja se han desplazado un poco más hacia abajo del cilindro de
secado y en una dirección ligeramente diagonal. Las propias
disposiciones deplazables no se han mostrado, pero una solución para
el desplazamiento es utilizar rieles y cilindros hidráulicos. Las
distancias de desplazamiento son solo unos decímetros.
Los números de referencia 25a, 25b marcan el
equipo de soplado de aire desplazable, con la ayuda de cuyo equipo
se lleva a cabo la limpieza. Es importante que en el equipo del
sistema de impacto de aire no haya papel despedazado o polvo,
puesto que normalmente estos tienen un efecto pernicioso en la
calidad del producto, pudiéndose producir fallos, tales como
bloqueos y no hay razones para desestimar el aumento de riesgo de
incendio.
La Figura 8 ilustra los procedimientos de
instalación, inspección y mantenimiento del sistema de impacto de
aire. Un mecánico 26 puede llegar a trabajar fácilmente en las
proximidades los diferentes equipos del sistema de impacto de aire.
Las distancias entre los cilindros de secado 3a, 3b, 3c son
habitualmente tan grandes que en la dirección longitudinal de la
máquina de papel, el espacio entra las tapas 4 del sistema de
impacto de aire es aproximadamente de un metro. La tapa 4 del
sistema de impacto de aire del cilindro de secado 3b se ha dividido
mediante dos líneas discontinuas en compartimentos, que representan
el espacio reservado para el quemador 6 y correspondientemente el
espacio reservado para el ventilador 7 de aire de circulación. En
este caso el trabajo de mantenimiento o de reposición es muy simple
y rápido de realizar, especialmente si para desplazar y elevar se
utilizan carretones 27 y orejetas de elevación apropiadamente
colocadas y otro equipo auxiliar. Si la llama del quemador no se
controla desde una pantalla en una sala central, es necesario
disponer al menos ventanas de control (no mostradas) en lugares
apropiados de la tapa 4.
La Figura 9 presenta alternativas y
disposiciones para manipular y desplazar aire húmedo y seco. El
equipo del sistema de impacto de aire 1 utilizado junto con el
cilindro de secado 3a comprende una cámara separada 28 para separar
la humedad, desde cuya cámara se transporta el aire de escape a
través de un tubo 29 a otras partes del procedimiento. Junto con el
cilindro de secado 3b hay una cámara 30, la cual es parte del equipo
del sistema de impacto de aire 1, cuya cámara incorpora un
dispositivo de condensación, su recipiente y un tubo de salida, y
desde cuya cámara el aire se dirige a través de una rejilla 31 a un
espacio de la bancada. Por tanto, la estructura es muy simple.
Junto con el cilindro de secado 3c hay una cámara 30a, que es parte
del equipo del sistema de impacto de aire 1, en cuya cámara el aire
de escape procedente de la tapa se transporta por un tubo 32 a un
dispositivo de condensación 33 común y más adelante a través de un
tubo 34 para ser utilizado como aire seco. Es cierto que en este
caso el procedimiento de circulación se puede controlar con bastante
facilidad, pero esta disposición requiere más tuberías y equipo
fuera de la tapa 4 que las demás alternativas.
La parte inferior de la Figura 10 presenta
disposiciones según la Figura 9 con la ayuda de las cuales el aire
de escape se transporta hacia fuera de las tapas 4, cuyo aire que
está bastante caliente, se condensa en el dispositivo de
condensación 33, desde el que el aire seco se transporta a través
del tubo 34 para su uso. Con el intercambiador de calor 35 se
dispone de aire de alimentación precalentado para hacerlo pasar a la
sección de secado con la ayuda de un tubo 36, y con el
intercambiador de calor 37 se dispone de agua caliente de proceso
para hacerla pasar al procedimiento con la ayuda de un tubo 38. A
través de una torre de refrigeración 39 el condensado se desplaza a
través de un tubo 40 a un tubo 41 para utilizarla como agua caliente
de proceso en el procedimiento. Por supuesto, las aguas calientes
de proceso se pueden utilizar para otros fines, tales como por
ejemplo calentar la sala de la máquina de papel u otros fines.
Un sistema según la invención ahorra una gran
cantidad de espacio alrededor de las tapas 4 de impacto de aire y
de la totalidad de la máquina de papel, porque en vez de un gran
distribuidor de aire de alimentación y de escape y de recuperación
de calor, solo se necesita una tubería de agua bastante pequeña para
transportar condensado, y posiblemente un conducto corto de aire de
escape fuera de la tapa 4. Si las tapas y otras partes
estructurales bastante grandes se dividen ya en dos o más partes más
pequeñas en la fase de planificación, pueden, por ejemplo, junto
con reconstrucciones de máquinas de papel desplazarse a la bancada
bajo la máquina de papel sin desmontar los cilindros de secado u
otras piezas grandes de la máquina de papel, y en la fase de
instalación se pueden conectar para formar sistemas de impacto de
aire según la invención. Una solución recomendable es que cuando se
moderniza una máquina de papel, los cilindros de secado no se
sustituyen, sino que se instala un sistema de impacto de aire según
la invención junto con los cilindros de secado. En este caso las
alteraciones son menores y se pueden realizar rápidamente y por lo
general tampoco hay problemas respecto a espacio. Normalmente en
este caso también se ahorran costes.
La invención no está limitada a la realización
descrita anteriormente, sin embargo son posibles diversas
modificaciones dentro del alcance de las reivindicaciones que se
acompañan.
Claims (12)
1. Un sistema de impacto de
aire (1) que está dispuesto fuera del forro de un rodillo de
impacto (3) en la sección de secado de una máquina de papel o
similar para calentar y secar una hoja que se desplaza alrededor de
dicho rodillo de impacto (3), cuyo sistema de impacto de aire
comprende una tapa (4) principalmente cerrada, que incluye medios
de control para dirigir el aire sobre la hoja de papel, y desde
cuya tapa (4) el aire se dirige por soplado con al menos un
ventilador (7) hacia las boquillas de soplado y regresa otra vez al
interior de dicha tapa (4) como un procedimiento de aire de
circulación y al menos un dispositivo de calentamiento para
calentar el aire, caracterizado porque el efecto del sistema
de impacto de aire (1) se ejerce principalmente en el lado de
arrastre del rodillo de impacto (3) de aire y en gran parte en el
área de su mitad inferior.
2. Un sistema de impacto de
aire (1) según la reivindicación 1, caracterizado porque el
área de cobertura de la tapa del rodillo (3) de impacto de aire es
como máximo de 150º.
3. Un sistema de impacto de
aire (1) según la reivindicación 2, caracterizado porque al
menos parte del equipo se ha colocado de forma desmontable en la
parte inferior del sistema de impacto de aire (1) o en las partes
inferiores de las partes laterales.
4. Un sistema de impacto de
aire (1) según la reivindicación 3, caracterizado porque el
mencionado procedimiento de circulación de aire comprende al menos
un dispositivo de condensación (16a, 16b), con la ayuda del cual se
ajusta el nivel de humedad del aire de circulación.
5. Un sistema de impacto de
aire (1) según la reivindicación 4, caracterizado porque
antes de dicho ventilador (7), en la dirección del flujo, se coloca
un dispositivo de calentamiento.
6. Un sistema de impacto de
aire (1) según cualquiera de las reivindicaciones precedentes,
caracterizado porque como dispositivo de calentamiento se
utiliza un quemador de gas (6), siendo la longitud del quemador de
gas (6) aproximadamente la misma que la anchura de la hoja.
7. Un sistema de impacto de
aire (1) según cualquiera de las reivindicaciones precedentes,
caracterizado porque el aire de combustión del quemador de
gas (6) se lleva al menos parcialmente hasta el quemador desde el
exterior del sistema de impacto de aire (1).
8. Un sistema de impacto de
aire (1) según cualquiera de las reivindicaciones precedentes,
caracterizado porque el conducto de aire desde el ventilador
(7) de aire de circulación hasta la cámara de boquillas (5) es al
menos principalmente recto.
9. Un sistema de impacto de
aire (1) según cualquiera de las reivindicaciones precedentes,
caracterizado porque al menos hay dos ventiladores (7) de
circulación de aire, preferiblemente de tres a cinco.
10. Un sistema de impacto de aire
(1) según cualquiera de las reivindicaciones precedentes,
caracterizado porque el agente de enfriamiento utilizado en
el dispositivo de condensación es agua.
11. Un sistema de impacto de aire
(1) según cualquiera de las reivindicaciones precedentes,
caracterizado porque debido al aire introducido en la tapa
(4) para el quemador, parte del aire de circulación se dirige por
debajo de la máquina de papel al interior del espacio de
bancada.
12. Un sistema de impacto de aire
(1) según cualquiera de las reivindicaciones precedentes,
caracterizado porque el ventilador (7) que lleva el aire al
quemador está situado en la tapa (4).
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|---|---|---|---|
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