ES2715475T3 - A system and method for producing a molded article, for example, a bottle - Google Patents
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Abstract
Un sistema (10) para producir un artículo moldeado, en particular un artículo en forma de botella (5), a partir de pasta, dicho sistema (10) que comprende: un dispositivo de presión (25) para aplicar presión sobre una capa de pulpa, un primer compresor (16) y un molde dividido (20) que tiene - una primera cavidad central (21), - dicha primera cavidad (21) que tiene una abertura (22) para suministrar dicha pulpa a dicha primera cavidad (21), - una o más cavidades adicionales (24) que rodean dicha primera cavidad (21), y - una primera superficie (23') que mira hacia el interior de dicha primera cavidad (21) y que es para una capa (7) de dicha pulpa, dicha primera superficie (23') que permite que el fluido fluya entre dicha primera cavidad (21) y una o más cavidades adicionales (24), - dicho primer compresor (16) que está configurado para establecer una presión de fluido elevada temporal de más de 1 bar en dichas una o más cavidades adicionales (24) al mismo tiempo que todavía se está aplicando la presión contra la capa (7) de pulpa en la primera cavidad (21) mediante el dispositivo de presión.A system (10) for producing a molded article, in particular a bottle-shaped article (5), from paste, said system (10) comprising: a pressure device (25) for applying pressure on a layer of pulp, a first compressor (16) and a split mold (20) having - a first central cavity (21), - said first cavity (21) having an opening (22) to supply said pulp to said first cavity (21 ), - one or more additional cavities (24) surrounding said first cavity (21), and - a first surface (23 ') that looks into said first cavity (21) and is for a layer (7) of said pulp, said first surface (23 ') that allows fluid to flow between said first cavity (21) and one or more additional cavities (24), - said first compressor (16) which is configured to establish a fluid pressure temporary increase of more than 1 bar in said one or more additional cavities (24) at the same time as still the pressure is being applied against the pulp layer (7) in the first cavity (21) by the pressure device.
Description
DESCRIPCIÓNDESCRIPTION
Un sistema y un procedimiento para producir un artículo moldeado, por ejemplo, una botellaA system and method for producing a molded article, for example, a bottle
Antecedentes de la invenciónBackground of the invention
Se conocen diversos procedimientos y aparatos para fabricar artículos en forma de botella a partir de un material de pulpa, véase a modo de ejemplo el documento US 2001/0040016 y, en particular, el documento EP 1288369 A1. Aunque ha pasado más de una década desde que se desarrolló esta tecnología, la producción en serie de dichos artículos en forma de botella todavía está por ver. Aunque los artículos en forma de botella hechos de pulpa serían, por motivos ambientales, una alternativa altamente deseable a las botellas de plástico, se cree que una razón para la limitada popularidad de dichos artículos es la demanda relativamente alta de energía necesaria durante la producción de los mismos, particularmente durante la deshidratación del material de la pulpa, y también el tiempo de producción relativamente alto ya que, a menudo, se requiere un procesamiento del artículo moldeado en una estación de secado independiente.Various methods and apparatus are known for manufacturing bottle-shaped articles from a pulp material, see, for example, US 2001/0040016 and, in particular, EP 1288369 A1. Although more than a decade has passed since this technology was developed, serial production of such bottle-shaped items remains to be seen. Although bottle-shaped items made of pulp would be, for environmental reasons, a highly desirable alternative to plastic bottles, it is believed that one reason for the limited popularity of such items is the relatively high demand for energy required during the production of the same, particularly during the dehydration of the pulp material, and also the relatively high production time since, often, a processing of the molded article in an independent drying station is required.
Objeto de la invenciónObject of the invention
Es un objeto de la invención proporcionar una solución al problema de cómo reducir el consumo energético y, por lo tanto, los costes de producción y/o el tiempo de producción, en procedimientos en los que la pulpa es moldeada en artículos.It is an object of the invention to provide a solution to the problem of how to reduce energy consumption and, therefore, production costs and / or production time, in procedures in which the pulp is molded into articles.
Otro objeto de la invención es proporcionar un sistema y un procedimiento para producir un artículo moldeado con el que se pueda reducir la cantidad de material utilizado en comparación con los procedimientos conocidos.Another object of the invention is to provide a system and method for producing a molded article with which the amount of material used can be reduced compared to known procedures.
Otro objeto de la invención es proporcionar un sistema y un procedimiento con los que se pueda obtener una mayor resistencia del artículo moldeado final.Another object of the invention is to provide a system and method with which a greater strength of the final molded article can be obtained.
Descripción de la invenciónDescription of the invention
Con el objeto anterior, el sistema de la invención para producir un artículo moldeado a partir de pulpa se caracteriza por tener un compresor que establece una presión de fluido elevada temporal de más de 1 bar en porciones de molde que rodean el artículo que se está moldeando. Este 1 bar es una medida de la presión atmosférica circundante en los lugares donde se utilizará típicamente la invención.With the above object, the system of the invention for producing an article molded from pulp is characterized by having a compressor that establishes a temporary high fluid pressure of more than 1 bar in portions of mold surrounding the article being molded. . This 1 bar is a measure of the surrounding atmospheric pressure in places where the invention will typically be used.
La "pulpa" se define preferentemente como el material fibroso producido por la reducción mecánica o química de las plantas leñosas a sus partes componentes y, posteriormente, suspendido en un fluido. Las fibras pueden ser, por ejemplo, celulosa, y el fluido puede, por ejemplo, ser agua.The "pulp" is preferably defined as the fibrous material produced by the mechanical or chemical reduction of the woody plants to their component parts and subsequently suspended in a fluid. The fibers can be, for example, cellulose, and the fluid can, for example, be water.
La presente invención también se refiere a un procedimiento para producir un artículo moldeado, preferentemente utilizando el sistema de la invención mencionado anteriormente y que implica una primera etapa de extraer agua de una capa de pulpa depositada dentro de la superficie de una cavidad interior de un molde, iniciando así un flujo primario de agua a través de una pared interior porosa del molde hacia una cavidad exterior. Esto se hace activando una herramienta de prensado en forma de globo impermeable dentro de la cavidad interior, al mismo tiempo que conforma la capa de pulpa en la forma deseada del artículo por el globo, suponiendo una forma correspondiente al contorno de la pared mencionada anteriormente.The present invention also relates to a process for producing a molded article, preferably using the system of the invention mentioned above and which involves a first step of extracting water from a layer of pulp deposited within the surface of an inner cavity of a mold , thus initiating a primary flow of water through a porous inner wall of the mold into an outer cavity. This is done by activating a pressing tool in the form of a waterproof globe inside the inner cavity, while forming the pulp layer in the desired shape of the article by the balloon, assuming a shape corresponding to the contour of the wall mentioned above.
Después de drenar la cavidad exterior, por ejemplo, mediante el uso de una bomba, se activa un compresor para establecer una presión de fluido elevada en la cavidad exterior que puede ser igual o fundamentalmente igual, pero no superior a, la presión que todavía se aplica contra la capa de pulpa en la cavidad interior. El calentamiento de la capa de pulpa se lleva a cabo activando un dispositivo de calentamiento que puede estar ubicado físicamente dentro de la cavidad interior o que está configurado para suministrar un medio de calentamiento de fluido al interior de la herramienta de prensado.After draining the outer cavity, for example, by using a pump, a compressor is activated to establish a high fluid pressure in the outer cavity that can be equal or fundamentally equal, but not greater than, the pressure that is still applied against the pulp layer in the inner cavity. The heating of the pulp layer is carried out by activating a heating device that can be physically located inside the inner cavity or that is configured to supply a fluid heating medium to the interior of the pressing tool.
Se entenderá que las etapas del procedimiento que se describen a continuación tienen lugar en un tiempo muy corto en el que hay un gradiente de temperatura a través de la capa de pulpa, en la que el agua en la pulpa está en la fase líquida a una temperatura superior a 100 °C más cercana a la herramienta de prensado y al mismo tiempo a una temperatura inferior a 100 °C más cercana a la superficie interior de la cavidad interior. Mantener el agua en la fase líquida a una temperatura por encima de su punto de ebullición normal es posible gracias a la presión simultánea, a doble cara, sobre la capa de pulpa que da lugar a un sobrecalentamiento del agua en la pulpa más cercana a la herramienta de prensado. Cuando, como etapa siguiente, la presión en la cavidad exterior se reduce bruscamente, el agua sobrecalentada se evapora. Se entenderá que esta evaporación se producirá cuando la capa de pulpa esté a la temperatura más alta, es decir. donde entra en contacto con, o está más cerca de, la herramienta de prensado en caliente 25 ubicada dentro de la cavidad interior. El vapor en esta porción de la capa de pulpa buscará escapar y, con el globo impermeable a un lado, la única vía de escape es a través de la pared porosa interior, el vapor que expulsa en este procedimiento toda o gran parte del agua restante en la capa de pulpa hacia la cavidad exterior, desde la cual se drena. Este flujo de agua puede considerarse como un flujo secundario, que sigue el flujo primario mencionado anteriormente.It will be understood that the process steps described below take place in a very short time in which there is a temperature gradient across the pulp layer, in which the water in the pulp is in the liquid phase at a temperature higher than 100 ° C closer to the pressing tool and at the same time at a temperature below 100 ° C closer to the inner surface of the inner cavity. Keeping the water in the liquid phase at a temperature above its normal boiling point is possible thanks to the simultaneous, double-sided pressure on the pulp layer that results in water overheating in the pulp closest to the pressing tool When, as a next stage, the pressure in the outer cavity is sharply reduced, the superheated water evaporates. It will be understood that this evaporation will occur when the pulp layer is at the highest temperature, that is. where it comes into contact with, or is closer to, the hot pressing tool 25 located inside the inner cavity. The vapor in this portion of the pulp layer will seek to escape and, with the waterproof balloon on one side, the only escape route is through the inner porous wall, the vapor that expels all or much of the remaining water in this procedure in the pulp layer towards the outer cavity, from which it drains. This water flow can be considered as a secondary flow, which follows the primary flow mentioned above.
Con este procedimiento es posible en gran medida evitar una etapa de secado posterior donde el artículo debe trasladarse a una estación de secado, después de haber sido retirado del molde mencionado anteriormente, ya que al controlar la presión en la cavidad exterior de la manera descrita, se puede expulsar sustancialmente toda la humedad en el artículo de pulpa. Obsérvese que para la evacuación mencionada anteriormente, se puede utilizar una bomba integrada con el compresor que establece la presión de fluido elevada en la cavidad exterior.With this procedure it is largely possible to avoid a subsequent drying stage where the article must be moved to a drying station, after having been removed from the mold mentioned above, since by controlling the pressure in the outer cavity in the manner described, substantially all moisture can be expelled in the pulp article. Note that for the evacuation mentioned above, a pump integrated with the compressor that sets the high fluid pressure in the outer cavity can be used.
En un primer aspecto, la presente invención se refiere a un sistema para producir un artículo moldeado, en particular un artículo en forma de botella, a partir de pasta, dicho sistema que comprende:In a first aspect, the present invention relates to a system for producing a molded article, in particular a bottle-shaped article, from paste, said system comprising:
- un dispositivo de presión para aplicar una presión sobre la pulpa,- a pressure device for applying pressure on the pulp,
- un primer compresor, y- a first compressor, and
- un molde dividido que tiene- a split mold that has
- una primera cavidad central, dicha primera cavidad que tiene una abertura para suministrar dicha pulpa a dicha primera cavidad,- a first central cavity, said first cavity having an opening to supply said pulp to said first cavity,
- una o más cavidades adicionales que rodean dicha primera cavidad, y- one or more additional cavities surrounding said first cavity, and
- una primera superficie que mira hacia el interior de dicha primera cavidad y que es para una capa de dicha pulpa, dicha primera superficie que permite que el fluido fluya entre dicha primera cavidad y una o más cavidades adicionales,- a first surface that faces into said first cavity and that is for a layer of said pulp, said first surface that allows fluid to flow between said first cavity and one or more additional cavities,
- dicho primer compresor que está configurado para establecer una presión de fluido elevada temporal de más de 1 bar en dichas una o más cavidades adicionales al mismo tiempo que todavía se está aplicando la presión contra la capa de pulpa en la primera cavidad.- said first compressor that is configured to establish a temporary high fluid pressure of more than 1 bar in said one or more additional cavities at the same time that pressure is still being applied against the pulp layer in the first cavity.
En algunas realizaciones de la invención, el dispositivo de presión es una herramienta de prensado expansible que tiene un interior hueco, en el que el sistema comprende además un dispositivo de calentamiento, dicho dispositivo de calentamiento que está configurado para calentar dicha herramienta de prensado expansible, y en el que la abertura también es para la inserción de dicha herramienta de prensado expansible en dicha primera cavidad.In some embodiments of the invention, the pressure device is an expandable pressing tool having a hollow interior, in which the system further comprises a heating device, said heating device that is configured to heat said expandable pressing tool, and wherein the opening is also for the insertion of said expandable pressing tool in said first cavity.
En realizaciones alternativas de la invención, el dispositivo de presión está adaptado para suministrar el vapor sobrecalentado y presurizado en la primera cavidad central del molde dividido para aplicar una presión sobre la pulpa.In alternative embodiments of the invention, the pressure device is adapted to supply the superheated and pressurized steam in the first central cavity of the divided mold to apply a pressure on the pulp.
Dicho primer compresor puede configurarse para establecer una presión de fluido elevada temporal de al menos 4 bar en dichas una o más cavidades adicionales.Said first compressor can be configured to establish a temporary high fluid pressure of at least 4 bar in said one or more additional cavities.
Las realizaciones que comprenden una herramienta de prensado expansible pueden incluir un segundo compresor configurado para inflar dicha herramienta de prensado expansible estableciendo una presión interior en dicha herramienta de prensado expansible. Con tal realización, se puede obtener que se aplica una presión perpendicular a la pulpa. Cuando el artículo moldeado tiene una forma cerrada, como una botella, una herramienta de prensado expansible insertada en la cavidad interior antes de inflarse hace posible que se aplique una presión a la superficie interior del artículo para presionar la pulpa contra la primera superficie.Embodiments comprising an expandable pressing tool may include a second compressor configured to inflate said expandable pressing tool by establishing an internal pressure on said expandable pressing tool. With such an embodiment, it can be obtained that a pressure perpendicular to the pulp is applied. When the molded article has a closed shape, such as a bottle, an expandable pressing tool inserted into the inner cavity before inflating makes it possible to apply pressure to the inner surface of the article to press the pulp against the first surface.
El sistema puede incluir una pared que separa dicha primera cavidad de dichas una o más cavidades adicionales, dicha pared que tiene dicha primera superficie, una segunda superficie opuesta de dicha pared orientada hacia dichas una o más cavidades adicionales.The system may include a wall separating said first cavity from said one or more additional cavities, said wall having said first surface, a second opposite surface of said wall oriented towards said one or more additional cavities.
Dichas una o más cavidades adicionales pueden estar en un material poroso.Said one or more additional cavities may be in a porous material.
En realizaciones que comprenden una pared, dicha pared y dichas una o más cavidades adicionales pueden ser una estructura integral.In embodiments comprising a wall, said wall and said one or more additional cavities may be an integral structure.
En realizaciones que comprenden un dispositivo de calentamiento según se ha mencionado anteriormente, dicho dispositivo de calentamiento puede configurarse para calentar y para inflar dicha herramienta de prensado expansible estableciendo una presión interior en dicha herramienta de prensado expansible.In embodiments comprising a heating device as mentioned above, said heating device can be configured to heat and to inflate said expandable pressing tool by establishing an internal pressure in said expandable pressing tool.
En realizaciones que comprenden una herramienta de prensado expansible según se ha mencionado anteriormente, el sistema puede incluir además un dispositivo de control operable para establecer simultáneamente la misma presión elevada, o fundamentalmente la misma, en dichas una o más cavidades adicionales que se encuentran dentro de dicha herramienta de prensado expansible. In embodiments comprising an expandable pressing tool as mentioned above, the system may further include an operable control device to simultaneously establish the same high pressure, or essentially the same, in said one or more additional cavities that are within said expandable pressing tool.
En realizaciones que comprenden una pared, dicha pared puede comprender una estructura porosa.In embodiments comprising a wall, said wall may comprise a porous structure.
En realizaciones que comprenden una pared, dicha pared puede incluir perforaciones que se extienden entre dicha primera cavidad y dichas una o más cavidades adicionales y que permiten dicho flujo de fluido.In embodiments comprising a wall, said wall may include perforations extending between said first cavity and said one or more additional cavities and allowing said fluid flow.
Dicha primera superficie puede, en cualquiera de las realizaciones descritas anteriormente, definirse por una red. En realizaciones que comprenden una herramienta de prensado expansible, dicha herramienta de prensado expansible puede ser impermeable, o sustancialmente impermeable.Said first surface may, in any of the embodiments described above, be defined by a network. In embodiments comprising an expandable pressing tool, said expandable pressing tool may be impermeable, or substantially impermeable.
En realizaciones que comprenden un dispositivo de calentamiento y una herramienta de prensado expansible, dicho dispositivo de calentamiento puede suministrar un medio de calentamiento fluido al interior de dicha herramienta de prensado expansible, para dicho calentamiento de dicha herramienta de prensado expansible. Dicho dispositivo de calentamiento puede comprender una fuente de energía calorífica montada de forma móvil dispuesta para moverse dentro de dicha primera cavidad, preferentemente junto a dicha herramienta de prensado expansible, para dicho calentamiento de dicha herramienta de prensado expansible, por ejemplo, por microondas. Dicha fuente de energía calorífica puede estar dispuesta para moverse hacia el interior de dicha herramienta de prensado expansible.In embodiments comprising a heating device and an expandable pressing tool, said heating device can supply a fluid heating means inside said expandable pressing tool, for said heating of said expandable pressing tool. Said heating device may comprise a mobile energy source mounted movably arranged to move within said first cavity, preferably next to said expandable pressing tool, for said heating of said expandable pressing tool, for example, by microwave. Said source of heat energy may be arranged to move into said expandable pressing tool.
En algunas realizaciones de la invención, el sistema puede incluir además una estación de secado con:In some embodiments of the invention, the system may further include a drying station with:
- un molde de secado que tiene una pared que define una cavidad de molde de secado para recibir un artículo moldeado desde dicho molde dividido,- a drying mold having a wall defining a drying mold cavity to receive a molded article from said divided mold,
- una herramienta de prensado de artículos moldeados expansible y hueca,- an expandable and hollow molded article pressing tool,
- un dispositivo de calentamiento de artículos moldeados, dicho dispositivo de calentamiento de artículos moldeados que está configurado para calentar dicho artículo moldeado recibido en dicha cavidad de molde de secado, dicho molde de secado que tiene una abertura para la inserción de dicha herramienta de prensado de artículos moldeados expansible en dicha cavidad de molde de secado, dicho dispositivo de calentamiento de artículos moldeados que está configurado para su inserción en dicha herramienta de prensado de artículos moldeados, o configurado para calentar dicha pared de dicha cavidad de molde de secado.- a molded article heating device, said molded article heating device that is configured to heat said molded article received in said drying mold cavity, said drying mold having an opening for the insertion of said pressing tool of expandable molded articles in said drying mold cavity, said molded article heating device that is configured for insertion into said molded article pressing tool, or configured to heat said wall of said drying mold cavity.
Un sistema como el que se ha descrito anteriormente puede incluir además un dispositivo de administración de pulpa para depositar dicha capa de dicha pulpa sobre dicha primera superficie. Dicho dispositivo de administración de pulpa puede comprender una herramienta tubular insertable en dicha primera cavidad a través de dicha abertura. En un segundo aspecto, la presente invención se refiere a un procedimiento para producir un artículo moldeado, en particular un artículo en forma de botella, a partir de pasta, utilizando un sistema que comprende:A system like the one described above may also include a pulp delivery device for depositing said layer of said pulp on said first surface. Said pulp delivery device may comprise a tubular tool insertable into said first cavity through said opening. In a second aspect, the present invention relates to a process for producing a molded article, in particular a bottle-shaped article, from paste, using a system comprising:
- un dispositivo de administración de pulpa,- a pulp management device,
- una herramienta de prensado expansible que tiene un hueco interior,- an expandable pressing tool that has an internal recess,
- un dispositivo de calentamiento,- a heating device,
- dicho dispositivo de calentamiento que está configurado para calentar dicha herramienta de prensado expansible,- said heating device that is configured to heat said expandable pressing tool,
- un primer compresor, y- a first compressor, and
- un molde dividido que tiene- a split mold that has
- una primera cavidad central,- a first central cavity,
- dicha primera cavidad que tiene una abertura para suministrar dicha pulpa a dicha primera cavidad y para la inserción de dicha herramienta de prensado expansible en dicha primera cavidad,- said first cavity having an opening for supplying said pulp to said first cavity and for inserting said expandable pressing tool into said first cavity,
- una o más cavidades adicionales que rodean dicha primera cavidad, y- one or more additional cavities surrounding said first cavity, and
- una primera superficie que mira hacia el interior de dicha primera cavidad y que es para una capa de dicha pulpa, dicha primera superficie permite que el fluido fluya entre dicha primera cavidad y una o más cavidades adicionales,- a first surface that faces into said first cavity and that is for a layer of said pulp, said first surface allows fluid to flow between said first cavity and one or more additional cavities,
- dicho primer compresor que está configurado para establecer una presión de fluido elevada de más de 1 bar en dichas una o más cavidades adicionales,- said first compressor that is configured to establish a high fluid pressure of more than 1 bar in said one or more additional cavities,
- un segundo compresor o generador de presión configurado para inflar dicha herramienta de prensado expansible estableciendo una presión interior en dicha herramienta de prensado expansible,- a second compressor or pressure generator configured to inflate said expandable pressing tool by establishing an internal pressure in said expandable pressing tool,
dicho procedimiento que comprende las etapas siguientes:said procedure comprising the following steps:
a. depositar dicha capa de dicha pulpa sobre dicha primera superficie,to. depositing said layer of said pulp on said first surface,
b. insertar dicha herramienta de prensado expansible en dicha primera cavidad, b. inserting said expandable pressing tool into said first cavity,
c. a continuación, establecer dicha presión interior dentro de dicha herramienta de prensado expansible, para presionar dicha herramienta de prensado expansible contra dicha capa de pulpa depositada sobre dicha primera superficie,c. then establishing said internal pressure within said expandable pressing tool, to press said expandable pressing tool against said pulp layer deposited on said first surface,
d. a continuación, establecer, en dichas una o más cavidades adicionales, una presión de fluido elevada de más de 1 bar, e. antes, simultáneamente o después de dicha etapa d activar dicho dispositivo de calentamiento para calentar dicha herramienta de prensado expansible presionando contra dicha capa,d. then establish, in said one or more additional cavities, a high fluid pressure of more than 1 bar, e. before, simultaneously or after said step d activating said heating device to heat said expandable pressing tool by pressing against said layer,
f. a continuación, liberar dicha presión dentro de dichas una o más cavidades adicionales al mismo tiempo que se mantiene una mayor presión interior dentro de dicha herramienta de prensado expansible presionando contra dicha capa, yF. then releasing said pressure within said one or more additional cavities while maintaining a greater internal pressure within said expandable pressing tool by pressing against said layer, and
g. opcionalmente, desactivar dicho dispositivo de calentamiento y extraer dicha herramienta de prensado expansible de dicha primera cavidad, y retirar dicho artículo moldeado de dicho molde dividido.g. optionally, deactivating said heating device and removing said expandable pressing tool from said first cavity, and removing said molded article from said divided mold.
Dicha presión interior dentro de dicha herramienta de prensado expansible establecida en la etapa c puede ser mayor que 4 bar, dicho calentamiento en la etapa e que es para sobrecalentar el líquido solo en una porción de dicha capa más cercana a dicha herramienta de prensado expansible.Said internal pressure within said expandable pressing tool established in stage c may be greater than 4 bar, said heating in stage e which is to superheat the liquid only in a portion of said layer closer to said expandable pressing tool.
Dicha presión de fluido elevada puede estar entre el 70 % y el 100 %, preferentemente entre el 90 % y el 100 %, de dicha presión dentro de dicha herramienta de prensado expansible establecida en la etapa c, dicho calentamiento en la etapa e que es para sobrecalentar el líquido solo en una porción de dicha capa más cercana a dicha herramienta de prensado expansible.Said high fluid pressure may be between 70% and 100%, preferably between 90% and 100%, of said pressure within said expandable pressing tool established in stage c, said heating in stage e which is to overheat the liquid only in a portion of said layer closest to said expandable pressing tool.
Dicho líquido sobrecalentado en dicha pulpa más cercana a dicha herramienta de prensado expansible puede conducir el líquido a través de dicha pared hacia dichas una o más cavidades adicionales.Said superheated liquid in said pulp closest to said expandable pressing tool can lead the liquid through said wall towards said one or more additional cavities.
Dicha presión interior establecida en la etapa c puede ser mayor que 6 bar, preferentemente entre 7-8 bar, dicha presión establecida en dichas una o más cavidades adicionales en dicha etapa d es idéntica, o sustancialmente idéntica, a dicha presión interior dentro de dicha herramienta de prensado expansible establecida en la etapa c. Dicha pared puede separar dicha primera cavidad de dichas una o más cavidades adicionales, dicha pared puede tener dicha primera superficie, una segunda superficie opuesta de dicha pared puede estar orientada hacia dichas una o más cavidades adicionales.Said internal pressure established in stage c may be greater than 6 bar, preferably between 7-8 bar, said pressure established in said one or more additional cavities in said stage d is identical, or substantially identical, to said internal pressure within said expandable pressing tool set in stage c. Said wall may separate said first cavity from said one or more additional cavities, said wall may have said first surface, a second opposite surface of said wall may be oriented towards said one or more additional cavities.
El primer y segundo aspectos de la presente invención pueden combinarse cada uno. En particular, un procedimiento de la invención también puede comprender la utilización de un dispositivo de presión para aplicar una presión sobre la pulpa, el dispositivo de presión que es en forma de un dispositivo que está adaptado para suministrar vapor sobrecalentado y presurizado en la primera cavidad central del molde dividido para aplicar una presión sobre el molde como se ha descrito respecto a un sistema según un primer aspecto de la invención. En dichas realizaciones de un procedimiento, este tipo de dispositivo de presión se utiliza como una alternativa a la herramienta de prensado expansible descrita anteriormente. Estos y otros aspectos de la invención serán evidentes y se esclarecerán en referencia a las realizaciones que se describen a continuación.The first and second aspects of the present invention can each be combined. In particular, a method of the invention may also comprise the use of a pressure device to apply a pressure on the pulp, the pressure device that is in the form of a device that is adapted to supply superheated and pressurized steam in the first cavity center of the divided mold to apply a pressure on the mold as described with respect to a system according to a first aspect of the invention. In such embodiments of a process, this type of pressure device is used as an alternative to the expandable pressing tool described above. These and other aspects of the invention will be apparent and will be clarified in reference to the embodiments described below.
Breve descripción de las figurasBrief description of the figures
Una realización preferida de la presente invención se describirá en referencia a los dibujos en los queA preferred embodiment of the present invention will be described in reference to the drawings in which
la fig. 1 muestra un artículo hecho de un material de pulpa,fig. 1 shows an item made of a pulp material,
la fig. 2 muestra, esquemáticamente, un sistema para hacer un artículo de este tipo, yfig. 2 shows, schematically, a system for making such an article, and
la fig. 3 muestra una vista en corte transversal de un molde para hacer el artículo.fig. 3 shows a cross-sectional view of a mold for making the article.
Las figuras muestran una forma de implementar la presente invención y no debe interpretarse como limitante a otras posibles realizaciones que caen dentro del alcance del conjunto de reivindicaciones adjuntas.The figures show a way of implementing the present invention and should not be construed as limiting other possible embodiments that fall within the scope of the set of appended claims.
Descripción detallada de una realización de la invenciónDetailed description of an embodiment of the invention
La presente invención se refiere en particular a la fabricación de artículos en forma de botella huecos, tal como el artículo 1 mostrado en la fig. 1, cuyo artículo puede tener una parte superior con rosca 7a.The present invention relates in particular to the manufacture of hollow bottle-shaped articles, such as article 1 shown in fig. 1, whose article may have a top part with thread 7a.
Un sistema 10 para hacer un artículo de este tipo se analizará a continuación, con referencia inicial a la fig. 2. Como se muestra en la misma, una cantidad predeterminada de pulpa de pulpa en forma de una dispersión de agua de las fibras de pulpa, como por ejemplo, la pulpa de madera, y, si es necesario, otros componentes/aditivos se suministran por vertido o inyección en una primera cavidad central o interior 21 de un molde dividido 20. Esto se realiza mediante un dispositivo de administración de pulpa 15 que puede incluir una fuente de pulpa 32 y una bomba 31 conectada a través de conductos 37 a una abertura 22 del molde 20. Los otros componentes/aditivos pueden ser, por ejemplo, arcilla, fibras biológicas o no biológicas, colorantes y catalizadores de proceso. En las realizaciones mostradas, el dispositivo de administración de pulpa 15 incluye un tubo de descarga alargado 18 insertado dentro de la cavidad interior 21 y que tiene aberturas orientadas hacia los lados. En una realización alternativa (no se muestra), no se insertan partes del dispositivo de administración de pulpa en la cavidad interior 21. El propósito del dispositivo de administración de pulpa 15 es depositar pulpa sobre una primera superficie interior 23' de una pared interior 23. Como se muestra en concreto en la fig. 3, la pared interior 23 define una separación estable entre la cavidad interior 21 y una o más cavidades adicionales circundantes 24. Por "estable" se entiende preferentemente que puede soportar la presión que se aplica sobre la misma durante el procedimiento. Cuando se utiliza un tubo de descarga 18, una dirección de pulverización puede ser sustancialmente perpendicular a la superficie interior 23'. Mientras que en la fig. 2, el molde dividido 20 se muestra orientado con su abertura 22 hacia arriba, puede preferirse disponer el molde 20 en una configuración invertida para una fácil descarga por gravedad de una suspensión de pulpa superflua desde el molde 20. El molde puede, por ejemplo, estar hecho de polímero, cerámica o metal, tal como aluminio. A system 10 for making such an article will be analyzed below, with initial reference to fig. 2. As shown therein, a predetermined amount of pulp pulp in the form of a water dispersion of the pulp fibers, such as wood pulp, and, if necessary, other components / additives are supplied by pouring or injection into a first central or inner cavity 21 of a divided mold 20. This is done by a pulp delivery device 15 that can include a pulp source 32 and a pump 31 connected through conduits 37 to an opening 22 of the mold 20. The other components / additives may be, for example, clay, biological or non-biological fibers, dyes and process catalysts. In the embodiments shown, the Pulp delivery device 15 includes an elongated discharge tube 18 inserted into the inner cavity 21 and having side-oriented openings. In an alternative embodiment (not shown), parts of the pulp delivery device are not inserted into the inner cavity 21. The purpose of the pulp delivery device 15 is to deposit pulp on a first inner surface 23 'of an inner wall 23 As shown in concrete in fig. 3, the inner wall 23 defines a stable separation between the inner cavity 21 and one or more additional surrounding cavities 24. By "stable" it is preferably understood that it can withstand the pressure that is applied thereon during the process. When a discharge tube 18 is used, a spray direction can be substantially perpendicular to the inner surface 23 '. While in fig. 2, the divided mold 20 is shown oriented with its opening 22 facing up, it may be preferred to arrange the mold 20 in an inverted configuration for easy gravity discharge of a superfluous pulp suspension from the mold 20. The mold may, for example, be made of polymer, ceramic or metal, such as aluminum.
La cantidad de material de fibra sólida en la suspensión de pulpa debe elegirse de modo que tenga una consistencia bombeable. Por ejemplo, debe estar por encima de 0 hasta 10 por ciento en peso, por ejemplo hasta 4 por ciento en peso.The amount of solid fiber material in the pulp suspension should be chosen so that it has a pumpable consistency. For example, it should be above 0 to 10 percent by weight, for example up to 4 percent by weight.
En la fig. 3 se muestra una realización del molde dividido 20 que comprende dos mitades H1, H2, y que tiene una pared redonda exterior 29 y la pared interior 23 mencionada anteriormente. La pared interior 23 tiene una superficie exterior o segunda 23" y separa la cavidad interior 21 de la adicional, cavidad exterior 24.In fig. 3 shows an embodiment of the split mold 20 comprising two halves H1, H2, and having an outer round wall 29 and the inner wall 23 mentioned above. The inner wall 23 has an outer or second surface 23 "and separates the inner cavity 21 from the additional, outer cavity 24.
En la realización mostrada, la cavidad exterior 24 es una cámara anular con un fondo, definido por porciones de cámara interconectadas respectivas en cada mitad de molde H1, H2. La cavidad exterior 24 puede, sin embargo, definirse por dos subcavidades individuales, cada una ubicada en una parte de molde respectiva H1, H2 y que no se comunican entre sí. También puede tener otras formas que no sean anulares. Independientemente del número de cavidades exteriores 24, normalmente todas se comunican con el exterior del molde 20 a través de un número de puertos, en el ejemplo mostrado a través de un solo puerto 50 ubicado frente a la abertura 22.In the embodiment shown, the outer cavity 24 is an annular chamber with a bottom, defined by respective interconnected chamber portions in each mold half H1, H2. The outer cavity 24 can, however, be defined by two individual subcavities, each located in a respective mold part H1, H2 and which do not communicate with each other. It can also have other forms that are not annular. Regardless of the number of outer cavities 24, they usually all communicate with the outside of the mold 20 through a number of ports, in the example shown through a single port 50 located in front of the opening 22.
Durante el suministro de pulpa mencionado anteriormente, la cavidad o las cavidades exteriores circundantes del molde 24 normalmente son evacuadas o drenadas por una primera bomba o compresor 16 que está conectado a la abertura o puerto 50 del molde 20, para permitir una acumulación controlada o el depósito de una capa de suspensión de pulpa en la superficie interior 23' de la pared interior 23. Para este propósito, en la realización ilustrada, la pared interior 23 tiene una multiplicidad de canales o perforaciones B en forma de aberturas discretas que atraviesan y se comunican con la primera bomba o compresor 16, de manera que se aplica succión sobre el material de pulpa depositado. La pared interior 23 puede incluir una red de malla fina que define la superficie interior 23', tal como para proporcionar una aspecto visual deseado del artículo moldeado y/o para impedir que la pulpa fluya hacia las perforaciones B. Dicha red y/o el molde podría, por ejemplo, hacerse mediante impresión 3D y sinterización. Un experto en la materia estará familiarizado con otros procedimientos para fabricar estos componentes.During the aforementioned pulp supply, the cavity or the surrounding outer cavities of the mold 24 are normally evacuated or drained by a first pump or compressor 16 that is connected to the opening or port 50 of the mold 20, to allow a controlled accumulation or the depositing a pulp suspension layer on the inner surface 23 'of the inner wall 23. For this purpose, in the illustrated embodiment, the inner wall 23 has a multiplicity of channels or perforations B in the form of discrete openings that pass through and they communicate with the first pump or compressor 16, so that suction is applied on the deposited pulp material. The inner wall 23 may include a fine mesh net that defines the inner surface 23 ', such as to provide a desired visual appearance of the molded article and / or to prevent the pulp from flowing into the perforations B. Said net and / or the Mold could, for example, be made by 3D printing and sintering. A person skilled in the art will be familiar with other procedures for manufacturing these components.
En una segunda realización (no se muestra), la pared interior 23 puede estar formada por un material que tiene una estructura porosa abierta que cumple la función de las perforaciones B mencionadas anteriormente. También en dicha realización, una red puede formar la superficie interior 23', por ejemplo, para impedir la obstrucción de la estructura porosa. Una porosidad como la mencionada se puede conseguir utilizando un material sinterizado, como un material cerámico. La determinación de un tamaño real de la porosidad se puede basar en parámetros tales como el patrón de superficie deseado y el riesgo de obstrucción para una composición de pulpa dada y los parámetros de procedimiento utilizados. Una elección óptima puede, por ejemplo, ser determinada por la experimentación.In a second embodiment (not shown), the inner wall 23 may be formed of a material having an open porous structure that serves as the perforations B mentioned above. Also in said embodiment, a net can form the inner surface 23 ', for example, to prevent clogging of the porous structure. A porosity such as that mentioned can be achieved using a sintered material, such as a ceramic material. The determination of a true porosity size can be based on parameters such as the desired surface pattern and the risk of obstruction for a given pulp composition and the process parameters used. An optimal choice can, for example, be determined by experimentation.
En otra realización adicional, las cavidades adicionales 24 pueden definirse por una porción de material integral con la pared interior 23 y con una estructura suficientemente abierta de manera que la succión puede aplicarse sobre el material de pulpa depositado por medio de la bomba o el compresor 16. En otra variante, cubierta ampliamente por la reivindicación 1, la o las cavidades adicionales 24 pueden ser poros de una estructura porosa de células abiertas localizada dentro de la pared redonda 29 y que tiene una cara que define la primera superficie 23' de manera que la pared interior 23 no es evidente o distinguible, la primera superficie de estructura abierta 23' de la misma que permite que el fluido fluya entre la primera cavidad 21 y el exterior del molde dividido 20. Dicho fluido es, por ejemplo, agua contenida en la capa 7 de pulpa o fluido suministrado por el primer compresor 16.In another additional embodiment, the additional cavities 24 can be defined by a portion of integral material with the inner wall 23 and with a sufficiently open structure so that the suction can be applied on the pulp material deposited by means of the pump or the compressor 16 In another variant, broadly covered by claim 1, the additional cavity (s) 24 may be pores of a porous open cell structure located within the round wall 29 and having a face defining the first surface 23 'so that the inner wall 23 is not evident or distinguishable, the first open structure surface 23 'thereof that allows the fluid to flow between the first cavity 21 and the outside of the divided mold 20. Said fluid is, for example, water contained in the pulp or fluid layer 7 supplied by the first compressor 16.
Antes, durante o después de suministrar la pulpa, un miembro de expansión 25, tal como uno similar al miembro de presión desvelado en el documento US 2001/0040016, se introduce en la cavidad central 21. El miembro de expansión 25 define una herramienta de prensado expansible y hueca de un material flexible configurado para presionar contra la capa 7 de pulpa depositada, de modo que lo presiona, la deshidrata y la seca, y le da forma de acuerdo con la forma de la superficie interior 23' del molde 20. El miembro de expansión 25 está configurado preferentemente como un globo expansible, y puede estar hecho a modo de ejemplo de caucho de silicona o cualquier otro material elástico capaz de soportar temperaturas relativamente altas mientras que al mismo tiempo se ajusta a la forma de la cavidad interior. En una realización alternativa (no se muestra), no hay globo, sino que la capa 7 de pulpa depositada se presiona contra la superficie interior 23' del molde 20 mediante el uso de vapor sobrecalentado.Before, during or after supplying the pulp, an expansion member 25, such as one similar to the pressure member disclosed in US 2001/0040016, is inserted into the central cavity 21. Expansion member 25 defines a tool for Expandable and hollow pressing of a flexible material configured to press against the layer 7 of deposited pulp, so that it presses it, dehydrates it and dries it, and shapes it according to the shape of the inner surface 23 'of the mold 20. The expansion member 25 is preferably configured as an expandable balloon, and can be made by way of example of silicone rubber or any other elastic material capable of withstanding relatively high temperatures while at the same time adjusting to the shape of the inner cavity . In an alternative embodiment (not shown), there is no balloon, but the Layer 7 of deposited pulp is pressed against the inner surface 23 'of the mold 20 by the use of superheated steam.
En una realización, el miembro de expansión 25 está inflado desde el estado de holgura mostrado en la fig. 3 mediante un dispositivo de calentamiento que actúa como un segundo compresor 17 y que genera un fluido caliente y presurizado, tal como un líquido, por ejemplo aceite caliente, a una temperatura de, a modo de ejemplo, 100 a 300 °C, tal como, de 100 a 140 °C, o un gas. El fluido caliente, presurizado y generado se entrega al miembro de expansión 25 para establecer en él una presión P, tal como de 1-30 bar, o incluso de 70-100 bar, a través de un puerto en un cabezal rígido del miembro de expansión 33 firmemente aplicable contra el molde 20. El intervalo de presión P es tal que, por un lado, el material de pulpa depositado 7 no se daña con una presión excesiva aplicada por el miembro de expansión 25 y, por otro lado, que el material de pulpa está suficientemente presionado contra la superficie interior 23' para dar lugar a una deshidratación de la pulpa. La deshidratación significa que el agua en la pulpa es expulsada de la pulpa a través de los canales B mencionados anteriormente o poros abiertos en la pared interior 23 del molde dividido 20. Preferentemente, la evacuación o el drenaje por medio de la primera bomba o compresor 16 se termina inmediatamente antes de que la temperatura de la pulpa depositada haya alcanzado una temperatura umbral preestablecida, o cuando se haya producido una cierta deshidratación inicial de la pulpa depositada. Los parámetros de procedimiento correctos y su control pueden determinarse experimentalmente, posiblemente en combinación con el modelado por ordenador. Además, puede ser posible utilizar la entrada de sensores dispuestos en el molde para optimizar el procedimiento.In one embodiment, the expansion member 25 is inflated from the slack state shown in fig. 3 by means of a heating device that acts as a second compressor 17 and that generates a hot and pressurized fluid, such as a liquid, for example hot oil, at a temperature of, for example, 100 to 300 ° C, such as , from 100 to 140 ° C, or a gas. The hot, pressurized and generated fluid is delivered to the expansion member 25 to establish in it a pressure P, such as 1-30 bar, or even 70-100 bar, through a port in a rigid head of the member of expansion 33 firmly applicable against the mold 20. The pressure range P is such that, on the one hand, the deposited pulp material 7 is not damaged by excessive pressure applied by the expansion member 25 and, on the other hand, that the Pulp material is sufficiently pressed against the inner surface 23 'to result in dehydration of the pulp. Dehydration means that the water in the pulp is expelled from the pulp through the aforementioned B channels or open pores in the inner wall 23 of the divided mold 20. Preferably, the evacuation or drainage by means of the first pump or compressor 16 is terminated immediately before the temperature of the deposited pulp has reached a predetermined threshold temperature, or when some initial dehydration of the deposited pulp has occurred. The correct procedure parameters and their control can be determined experimentally, possibly in combination with computer modeling. In addition, it may be possible to use the sensor input arranged in the mold to optimize the procedure.
En una realización particularmente preferente de la invención, el miembro de expansión 25 se calienta antes de que golpee la pulpa depositada. De este modo, la gran diferencia de temperatura entre el miembro de expansión 25 y la pared interior 23 del molde 20 da como resultado un perfil de temperatura a través del material de pulpa que da lugar al sobrecalentamiento del agua cerca del miembro de expansión 25; véase a continuación para más detalles.In a particularly preferred embodiment of the invention, the expansion member 25 is heated before it hits the deposited pulp. Thus, the large temperature difference between the expansion member 25 and the inner wall 23 of the mold 20 results in a temperature profile through the pulp material that results in the water overheating near the expansion member 25; See below for more details.
El inflado del miembro de expansión 25 puede obtenerse de forma alternativa mediante el uso de un segundo compresor 17 conectado a una fuente de un fluido y al miembro de expansión 25 a través de un tubo 37", el segundo compresor 17 que se hace funcionar durante un tiempo antes de que se aplique el calor. En este caso, se puede hacer uso de un dispositivo de calentamiento 30 en forma de una fuente de energía calorífica montada de forma móvil que opera por irradiación, utilizando, por ejemplo, tecnología de microondas, y dispuesto para moverse hacia la primera cavidad 21, preferentemente junto a la herramienta de prensado expansible 25. Nuevamente, la evacuación o el drenaje por medio de la primera bomba o compresor 16 se termina poco antes de que la temperatura de la pulpa depositada haya alcanzado una temperatura umbral preestablecida, o cuando haya tenido lugar una cierta deshidratación inicial de la pulpa depositada.The inflation of the expansion member 25 can alternatively be obtained by using a second compressor 17 connected to a source of a fluid and to the expansion member 25 through a tube 37 ", the second compressor 17 that is operated during a time before the heat is applied. In this case, use may be made of a heating device 30 in the form of a mobile-mounted heat energy source that operates by irradiation, using, for example, microwave technology, and arranged to move into the first cavity 21, preferably next to the expandable pressing tool 25. Again, the evacuation or drainage by means of the first pump or compressor 16 is terminated shortly before the temperature of the deposited pulp has reached a preset threshold temperature, or when a certain initial dehydration of the deposited pulp has taken place.
De lo anterior se entenderá que el calentamiento simultáneo del miembro de expansión 25 y, por lo tanto, la pulpa depositada en la superficie interior 23' contra la cual se presiona el miembro de expansión 25 da lugar a una cierta evaporación del agua en la pulpa.From the foregoing it will be understood that the simultaneous heating of the expansion member 25 and, therefore, the pulp deposited on the inner surface 23 'against which the expansion member 25 is pressed results in a certain evaporation of the water in the pulp .
Posteriormente, se establece una presión de fluido elevada en la cavidad exterior. La presión externa que se aplica así contra la capa depositada de pulpa caliente es controlada de modo que no sea más alta que la presión que todavía se está aplicando contra la capa 7 de pulpa en la cavidad interior 21. De este modo, se garantiza que el miembro de expansión 25 mantiene su forma de manera que se mantiene la presión contra el material de la pulpa. La energía calorífica aplicada se ajusta de manera que la temperatura del agua en la pulpa esté por encima de la temperatura de ebullición; sin embargo, a través de la presión a doble cara, el agua permanece en la fase líquida, dando lugar a un sobrecalentamiento de la misma.Subsequently, a high fluid pressure is established in the outer cavity. The external pressure that is thus applied against the deposited layer of hot pulp is controlled so that it is not higher than the pressure that is still being applied against the pulp layer 7 in the inner cavity 21. In this way, it is guaranteed that The expansion member 25 maintains its shape so that the pressure against the pulp material is maintained. The heat energy applied is adjusted so that the temperature of the water in the pulp is above the boiling temperature; however, through double-sided pressure, water remains in the liquid phase, resulting in overheating.
En una realización de la invención, el compresor 16 conectado a la o las cavidades adicionales 24 puede ser operable para no solo evacuar o drenar las cavidades adicionales 24, sino también para establecer de forma selectiva una presión de fluido elevada de más de 1 bar. Este 1 bar es una medida de la presión atmosférica circundante en los lugares donde se utilizará típicamente la invención. En cuanto a "una presión de fluido elevada de más de 1 bar" significa, por lo tanto, "una presión por encima de la presión atmosférica circundante". La presión elevada del fluido da como resultado un aumento del punto de ebullición del agua en la pulpa.In one embodiment of the invention, the compressor 16 connected to the additional cavity (s) 24 can be operable to not only evacuate or drain the additional cavities 24, but also to selectively establish a high fluid pressure of more than 1 bar. This 1 bar is a measure of the surrounding atmospheric pressure in places where the invention will typically be used. As for "a high fluid pressure of more than 1 bar" means, therefore, "a pressure above the surrounding atmospheric pressure". The high fluid pressure results in an increase in the boiling point of water in the pulp.
En otra realización, un compresor 16 se utiliza para la evacuación y el drenaje, y otro compresor se utiliza para establecer la presión de fluido elevada en la cavidad exterior 24. Como fluido, se puede hacer uso de aire o de cualquier líquido, que puede estar a la temperatura del entorno. Al utilizar un líquido, tal como el agua, la energía necesaria para aplicar la presión es menor que para el aire debido a la incompresibilidad del líquido.In another embodiment, a compressor 16 is used for evacuation and drainage, and another compressor is used to establish the high fluid pressure in the outer cavity 24. As a fluid, use can be made of air or any liquid, which can Be at room temperature. When using a liquid, such as water, the energy needed to apply the pressure is less than for the air due to the incompressibility of the liquid.
Según una realización actualmente preferente, un dispositivo de control C conectado al primer compresor 16 y al segundo compresor 17 es operable para establecer la presión elevada del fluido en la o las cavidades adicionales 24. Esto contrasta con los procedimientos y aparatos de la técnica anterior donde la bomba de drenaje 16 conectada a las cavidades adicionales 24 solo está configurada y operada para evacuar las cavidades adicionales 24.According to a presently preferred embodiment, a control device C connected to the first compressor 16 and the second compressor 17 is operable to establish the high fluid pressure in the additional cavity (s) 24. This contrasts with the prior art procedures and apparatus where The drain pump 16 connected to the additional cavities 24 is only configured and operated to evacuate the additional cavities 24.
El dispositivo de control C está configurado preferentemente para proporcionar una disminución abrupta de la presión del fluido en la cavidad exterior de manera que el agua sobrecalentada recogida en la pulpa se evapora. The control device C is preferably configured to provide an abrupt decrease in fluid pressure in the outer cavity so that the superheated water collected in the pulp evaporates.
Como se ha mencionado anteriormente, esta evaporación se producirá cuando la capa de pulpa esté a la temperatura más alta, es decir. donde entra en contacto con, o está más cerca de, la herramienta de prensado, es decir, cerca del miembro de expansión expandido 25 ubicado dentro de la cavidad interior. El vapor en esta parte de la capa de pulpa buscará escapar, y con el miembro de expansión impermeable 25 a un lado, la única vía de escape es a través de la pared interior 23. De este modo, el vapor fuerza toda, o gran parte, del agua restante en la capa de pulpa hacia la cavidad exterior 24, desde la cual se drena posteriormente.As mentioned above, this evaporation will occur when the pulp layer is at the highest temperature, that is. where it comes into contact with, or is closer to, the pressing tool, that is, near the expanded expansion member 25 located within the inner cavity. The vapor in this part of the pulp layer will seek to escape, and with the impermeable expansion member 25 on one side, the only escape route is through the inner wall 23. Thus, the vapor forces all, or large part of the water remaining in the pulp layer towards the outer cavity 24, from which it is subsequently drained.
Para resumir, en una realización se llevan a cabo las siguientes etapas:To summarize, in one embodiment the following steps are carried out:
Primero se deposita una capa 7 de la pulpa sobre la primera superficie 23', después de lo cual la herramienta de prensado expansible 25 se inserta en la primera cavidad 21. A continuación, se establece una presión interior P dentro de la herramienta de prensado expansible 25 usando el compresor 17 que presiona la herramienta de prensado expansible contra la capa 7 de pulpa. Como siguiente etapa, utilizando el primer compresor 16 conectado al puerto 50 del molde 20, se establece una presión de fluido elevada positiva de más de 1 bar en la o las cavidades adicionales 24. Esta presión elevada es, a modo de ejemplo, entre el 70 % y el 100 % de la presión P establecida mencionada anteriormente dentro de la herramienta de prensado expansible 25. A modo de ejemplo, con una presión interior de cinco bar, la presión en la o las cavidades adicionales 24 puede ser de cuatro bar. Con una presión muy alta P dentro de la herramienta de prensado expansible 25, tal como del orden de 10-100 bar, la presión elevada en la o las cavidades adicionales puede ser del orden del 70 %-90 % de la presión P mencionada anteriormente dentro de la herramienta de prensado expansible 25.First a layer 7 of the pulp is deposited on the first surface 23 ', after which the expandable pressing tool 25 is inserted into the first cavity 21. Next, an internal pressure P is established inside the expandable pressing tool 25 using the compressor 17 that presses the expandable pressing tool against the pulp layer 7. As a next step, using the first compressor 16 connected to the port 50 of the mold 20, a positive high fluid pressure of more than 1 bar is established in the additional cavity (s) 24. This high pressure is, by way of example, between the 70% and 100% of the set pressure P mentioned above within the expandable pressing tool 25. By way of example, with an internal pressure of five bar, the pressure in the additional cavity (s) 24 can be four bar. With a very high pressure P inside the expandable pressing tool 25, such as on the order of 10-100 bar, the high pressure in the additional cavity (s) may be of the order of 70% -90% of the pressure P mentioned above. inside the expandable pressing tool 25.
En una siguiente etapa, el dispositivo de calentamiento 30 se activa para calentar la herramienta de prensado expansible 25, que presiona contra la capa 7 de pulpa y para sobrecalentar un poco del agua de la pulpa. Después, la presión dentro la una o las cavidades adicionales 24 se libera al mismo tiempo que se mantiene una presión más alta dentro de la herramienta de prensado expansible que todavía presiona contra la capa 7 de pulpa. En una etapa final, el dispositivo de calentamiento 30 se desactiva y la herramienta de prensado expansible 25 se retira de la primera cavidad central 21, y el artículo moldeado 1 se retira del molde dividido 20.In a next step, the heating device 30 is activated to heat the expandable pressing tool 25, which presses against the pulp layer 7 and to overheat some of the pulp water. Then, the pressure inside the one or the additional cavities 24 is released while maintaining a higher pressure within the expandable pressing tool that still presses against the pulp layer 7. In a final stage, the heating device 30 is deactivated and the expandable pressing tool 25 is removed from the first central cavity 21, and the molded article 1 is removed from the divided mold 20.
Preferentemente, la presión interior P dentro del miembro de expansión expansible 25 generado por el segundo compresor 17 es mayor que 4 bar. En el trabajo realizado durante el desarrollo de la presente invención, se ha encontrado que este tamaño de presión proporciona la rugosidad de la superficie y la compresión deseadas de las fibras. Sin embargo, también se abarcarán otras presiones con el alcance de la invención y pueden ser más adecuadas para otros tipos de pulpas, dimensiones del producto y aspectos de superficie deseados.Preferably, the internal pressure P within the expandable expansion member 25 generated by the second compressor 17 is greater than 4 bar. In the work done during the development of the present invention, it has been found that this pressure size provides the desired surface roughness and compression of the fibers. However, other pressures will also be covered with the scope of the invention and may be more suitable for other types of pulps, product dimensions and desired surface aspects.
De lo anterior se entenderá que para reducir el tiempo de procedimiento y reducir el consumo energético, el calentamiento se controla para sobrecalentar el líquido solo en una porción de la capa 7 de pulpa más cercana a la herramienta de prensado/miembro de expansión expansible 25. De este modo, este líquido sobrecalentado en la pulpa más cercana a la herramienta de prensado expansible fuerza al líquido/agua en la fase líquida a través de la pared 23 hacia la o las cavidades adicionales 24. Preferentemente, la presión interior P es mayor que 6 bar, preferentemente entre 7-8 bar, y la presión elevada del fluido establecida en la o las cavidades adicionales 24 puede ser idéntica, o sustancialmente idéntica, con la misma.From the foregoing it will be understood that in order to reduce the process time and reduce energy consumption, the heating is controlled to superheat the liquid only in a portion of the pulp layer 7 closest to the expandable pressing tool / expansion member 25. Thus, this superheated liquid in the pulp closest to the expandable pressing tool forces the liquid / water in the liquid phase through the wall 23 towards the additional cavity (s) 24. Preferably, the internal pressure P is greater than 6 bar, preferably between 7-8 bar, and the high fluid pressure established in the additional cavity (s) 24 may be identical, or substantially identical, therewith.
Aunque a menudo no es necesario, puede haber casos en que se requiera un secado secundario, como en el caso de artículos que tienen una forma particular. Para dichos casos, el sistema 10 puede incluir un molde de secado separado (no se muestra) que tiene una pared que define una cavidad del molde de secado para recibir el artículo moldeado desde el molde dividido 20, e incluye una herramienta de prensado de artículos moldeados expansible y hueca, un dispositivo de calentamiento de artículos moldeados configurado para calentar el artículo moldeado recibido en la cavidad del molde de secado, el molde de secado que tiene una abertura para la inserción de la herramienta de prensado de artículos moldeados expansible en la cavidad del molde de secado, el dispositivo de calentamiento de artículos moldeados que está configurado para su inserción en la herramienta de prensado de artículos moldeados, o configurado para calentar la pared de la cavidad del molde de secado.Although often not necessary, there may be cases where secondary drying is required, as in the case of items that have a particular shape. For such cases, the system 10 may include a separate drying mold (not shown) that has a wall defining a cavity of the drying mold to receive the molded article from the divided mold 20, and includes an article pressing tool. Expandable and hollow molded, a molded article heating device configured to heat the molded article received in the drying mold cavity, the drying mold having an opening for the insertion of the expandable molded article pressing tool into the cavity of the drying mold, the molded article heating device that is configured for insertion into the molded article pressing tool, or configured to heat the wall of the drying mold cavity.
Se observa que la presente invención también puede encontrar su uso como un procedimiento de dos etapas, donde se forma un artículo preformado y húmedo en una primera etapa y, posteriormente, este artículo se inserta en el molde, después de lo cual el prensado y secado como se ha descrito anteriormente tiene lugar como segunda etapa. It is noted that the present invention can also find its use as a two-stage process, where a preformed and wet article is formed in a first stage and, subsequently, this article is inserted into the mold, after which the pressing and drying as described above it takes place as a second stage.
Aunque la presente invención se ha descrito en relación con las realizaciones especificadas, no debe interpretarse como limitada de ninguna manera a los ejemplos presentados. El alcance de la presente invención se establece mediante el conjunto de reivindicaciones adjuntas. En el contexto de las reivindicaciones, los términos "que comprende" o "comprende" no excluyen otros elementos o etapas posibles. Además, la mención de referencias como "un" o "uno", etc. no debe interpretarse como que excluye una pluralidad. El uso de signos de referencia en las reivindicaciones con respecto a los elementos indicados en las figuras tampoco debe interpretarse como limitante del alcance de la invención. Además, las características individuales mencionadas en diferentes reivindicaciones, posiblemente pueden combinarse ventajosamente, y la mención de estas características en diferentes reivindicaciones no excluye que una combinación de características no sea posible y ventajosa. Although the present invention has been described in relation to the specified embodiments, it should not be construed as limited in any way to the examples presented. The scope of the present invention is established by the set of appended claims. In the context of the claims, the terms "comprising" or "comprising" do not exclude other possible elements or steps. In addition, the mention of references such as "a" or "one", etc. It should not be construed as excluding a plurality. The use of reference signs in the claims with respect to the elements indicated in the figures should also not be construed as limiting the scope of the invention. In addition, the individual characteristics mentioned in different claims may possibly be advantageously combined, and the mention of these characteristics in different claims does not exclude that a combination of features is not possible and advantageous.
Claims (18)
Applications Claiming Priority (2)
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