ES2903089T3 - Dispositivo de calefacción, en particular para un dispositivo de aplicación de bandas de borde o para un dispositivo de corte para cortar películas o piezas de trabajo de plástico o espuma rígida o para un dispositivo para soldar piezas de trabajo - Google Patents

Abstract

Dispositivo de calentamiento (1), en particular para un dispositivo de aplicación de bandas de borde o para un dispositivo de corte para cortar láminas o piezas de plástico o espuma rígida o para un dispositivo para soldar piezas, que comprende una unidad de calentamiento (2) con una carcasa (4), dentro de la cual está dispuesto un cuerpo de base (5) que presenta una pluralidad de canales de flujo de aire (50) que se extienden entre un extremo de entrada de aire (51), a través del cual un medio gaseoso presurizado, en particular aire, puede fluir hacia el cuerpo de base (5), y un extremo de salida de aire (52), a través del cual el medio gaseoso presurizado puede fluir fuera del cuerpo de base (5), en el que se aloja al menos un elemento calefactor (6) en cada uno de los conductos de flujo de aire (50), mediante el cual se puede calentar el medio gaseoso presurizado que fluye a través del respectivo conducto de flujo de aire (50), en donde el dispositivo de calentamiento (1) presenta un cuerpo de presión exterior (3) dentro del cual se aloja la unidad de calentamiento (2), en donde el cuerpo de presión (3) comprende una entrada de aire (304) a través de la cual el medio gaseoso presurizado puede fluir hacia el cuerpo de presión (3), y una salida de aire (303, 303') a través de la cual el medio gaseoso presurizado puede fluir fuera del cuerpo de presión (3) después del calentamiento, y en donde se forma un espacio (33) entre la carcasa (4) de la unidad de calentamiento (2) y una pared interior del cuerpo de presión (3), caracterizado porque el cuerpo de presión exterior (3) presenta una primera parte del cuerpo de presión (30) y al menos una segunda parte del cuerpo de presión (31), que preferentemente están unidas entre sí por una conexión de brida que comprende una junta resistente al calor, entre sí, en donde la entrada de aire (304) del cuerpo de presión exterior (3) está formada en una región de una superficie circunferencial de la primera parte del cuerpo de presión (30) del cuerpo de presión (3) que es adyacente a un lado frontal (302) de la primera parte del cuerpo de presión (30) del cuerpo de presión (3), en la que se forma la salida de aire (303, 303') del cuerpo de presión (3), de modo que el medio gaseoso presurizado fluye a través del espacio intermedio (33) y puede fluir alrededor de la carcasa (4) de la unidad de calentamiento (2) antes de entrar en los canales de flujo de aire (50).

Description

DESCRIPCIÓN

Dispositivo de calefacción, en particular para un dispositivo de aplicación de bandas de borde o para un dispositivo de corte para cortar películas o piezas de trabajo de plástico o espuma rígida o para un dispositivo para soldar piezas de trabajo

La presente invención se refiere a un dispositivo de calentamiento, en particular para un dispositivo de aplicación de bandas de bordes o para un dispositivo de corte para cortar películas o piezas de trabajo de plástico o espuma rígida o para un dispositivo para soldar piezas de trabajo, que comprende una unidad de calentamiento con una carcasa, dentro de la cual está dispuesto un cuerpo de base que tiene una pluralidad de canales de flujo de aire que se extienden entre un extremo de entrada de aire, a través de los cuales un medio gaseoso presurizado, en particular el aire, puede fluir hacia el cuerpo de base, y un extremo de salida de aire a través del cual el medio gaseoso presurizado puede fluir fuera del cuerpo de base, en donde cada uno de los canales de flujo de aire aloja al menos un elemento calefactor mediante el cual el medio gaseoso presurizado que fluye a través del respectivo canal de flujo de aire puede ser calentado. Además, el dispositivo de calentamiento comprende un cuerpo de presión dentro del cual se aloja la unidad de calentamiento, en el que el cuerpo de presión comprende una entrada de aire a través de la cual el medio gaseoso presurizado puede fluir hacia el cuerpo de presión y una salida de aire a través de la cual el medio gaseoso presurizado puede fluir fuera del cuerpo de presión después del calentamiento, y en el que se forma un espacio entre la carcasa de la unidad de calentamiento y una pared interior del cuerpo de presión.

A partir del estado de la técnica se conocen dispositivos de aplicación de bandas de bordes en diferentes formas de realización. Con la ayuda de tales dispositivos de aplicación de bandas de borde, las bandas de borde se pueden aplicar a los lados estrechos de una pieza de trabajo. Estas bandas de borde, que a menudo también se denominan “listones de borde”, pueden tener, por ejemplo, un adhesivo activado por calor en una cara. Este adhesivo se activa en el aplicador de la banda de borde aplicando aire caliente o un gas caliente, de modo que después de que la banda de borde se haya aplicado y presionado sobre el lado estrecho de la pieza de trabajo, se pueda formar una unión cohesiva entre la banda de borde y este lado estrecho. En algunos casos, las bandas de borde se proporcionan primero con un adhesivo en un lado en el dispositivo de aplicación de bandas de borde y luego se unen al lado estrecho de la pieza de trabajo, que puede ser en particular una pieza de madera. Se ha demostrado que el uso de adhesivos al aplicar bandas de borde a los lados estrechos de una pieza de trabajo está asociado con algunas desventajas. Además de las dificultades de procedimiento, a menudo existe el problema de que la capa adhesiva permanece visible para un espectador después de que la banda de borde se ha aplicado a la pieza de trabajo y, por lo tanto, deteriora el aspecto visual.

Con el fin de remediar los problemas mencionados con anterioridad, ahora se han desarrollado bandas de borde sin adhesivo, activables por calor, que pueden activarse, por ejemplo, mediante exposición a luz láser o mediante procesos de plasma. Estas bandas de borde constan de dos capas de plásticos diferentes, preferiblemente coextruidos. Cuando se aplica luz láser, la capa de plástico (breve: capa funcional) que mira hacia el lado estrecho de la pieza de trabajo se funde y se puede pegar al lado estrecho. Por el contrario, la capa de plástico en el lado visible (exterior) de la banda de borde no cambia por exposición a la luz láser. Dado que las dos capas de plástico no difieren convenientemente en su coloración, se crea una apariencia visual uniforme y sin costuras. En este contexto, los expertos también hablan de un llamado “borde láser” o “junta cero”. Los dispositivos láser para activar la capa funcional de la banda de borde permiten altas velocidades de trabajo, pero son relativamente costosos y complejos de operar en términos de tecnología de proceso. La posibilidad de activar la capa funcional mediante un plasma, ya conocida por el estado de la técnica, también es muy compleja en términos de tecnología de proceso y solo permite velocidades de trabajo comparativamente bajas.

Por lo tanto, ya se han realizado algunos esfuerzos en el pasado para actuar sobre la capa funcional de la banda de borde mediante una disposición de boquillas con aire caliente presurizado a una temperatura de aproximadamente 600 °C y así activarla. En comparación con la activación por láser y plasma, este procedimiento es más simple en términos de tecnología de proceso y significativamente más rentable.

Sin embargo, si se utiliza un soplador de aire caliente industrial convencional como dispositivo de calentamiento, su potencia no es suficiente para alcanzar altas velocidades de funcionamiento. Con un soplador de aire caliente industrial convencional, normalmente se pueden alcanzar velocidades de funcionamiento del orden de solo 5-6 m/min. Por el contrario, las velocidades de trabajo de 20 m/min y más son deseables para aplicaciones industriales.

Mediante un dispositivo de aplicación de protectores de bordes con una disposición de boquillas como la conocida en la solicitud de patente internacional WO 2013/076205 A1 del solicitante y un dispositivo de calentamiento correspondientemente dimensionado, que puede suministrar a la disposición de boquillas aire caliente o un gas caliente con una temperatura de unos 600° C bajo una alta presión del orden de magnitud de unos 6 a 8 bar, se pueden alcanzar entretanto velocidades de trabajo de 20 m/min. Los dispositivos de calentamiento utilizados para este fin, que también fueron desarrollados por el solicitante, tienen la desventaja de que son relativamente grandes en volumen y, en consecuencia, requieren mucho espacio. Otra desventaja de estos dispositivos de calentamiento es que requieren un tiempo de calentamiento relativamente largo. En algunos casos, pueden pasar hasta 20 minutos antes de que los calefactores estén listos para funcionar y puedan proporcionar temperaturas suficientemente altas.

Un dispositivo de calentamiento genérico se conoce del documento DE 2432957 A1.

La presente invención se propone, por lo tanto, la tarea de proporcionar un dispositivo de calentamiento del tipo mencionado con anterioridad, que está diseñado para ser más compacto que los dispositivos de calentamiento conocidos del estado de la técnica y en particular permite tiempos de calentamiento más cortos y una refrigeración eficaz.

La solución a este problema la proporciona un dispositivo de calentamiento del tipo mencionado al principio con las características de la parte caracterizadora de la reivindicación 1. Las reivindicaciones subordinadas se refieren a desarrollos ventajosos de la invención.

Un dispositivo de calefacción según la invención se caracteriza porque el cuerpo de presión exterior tiene una primera parte de cuerpo de presión y al menos una segunda parte de cuerpo de presión, que están conectadas preferiblemente entre sí mediante una conexión de brida que comprende un sello resistente al calor, en donde la entrada de aire del cuerpo de presión exterior se forma en un área de una superficie de camisa de la primera parte del cuerpo de presión, que linda con un lado delantero de la primera parte del cuerpo de presión, en la cual la salida de aire del cuerpo de presión está formado de modo que el medio gaseoso presurizado fluya a través del espacio y la carcasa de la unidad de calentamiento antes de que entre pueda fluir en los canales de flujo de aire. Esto crea un volumen de espacio especialmente grande entre la carcasa de la unidad de calentamiento y la pared interior del cuerpo de presión, lo que conduce ventajosamente a un flujo de área grande alrededor de la carcasa de la unidad de calentamiento con el medio gaseoso, de modo que se logra una refrigeración particularmente eficaz de la carcasa de la unidad de calentamiento. Para un montaje o desmontaje sencillo, las partes del cuerpo de presión se pueden atornillar de forma ventajosa. La primera parte del cuerpo de presión está preferiblemente dimensionada de tal manera que la unidad de calentamiento pueda ser recibida por completo por la primera parte del cuerpo de presión.

El dispositivo de calentamiento según la invención, que es particular (pero no exclusivamente) adecuado para un dispositivo de aplicación de bandas de bordes o para un dispositivo de corte para cortar piezas de trabajo hechas de espuma rígida, tiene la ventaja de que puede ser diseñado para ser muy compacto y requiere tiempos de calentamiento significativamente más cortos hasta que se alcanza la temperatura de funcionamiento en comparación con los dispositivos de calentamiento conocidos de la técnica anterior. El medio gaseoso presurizado, en particular el aire, puede fluir hacia el cuerpo de presión a través de la entrada de aire y fluye a través del espacio intermedio entre la carcasa de la unidad de calentamiento y la pared interior del cuerpo de presión y luego entra en los canales de flujo del cuerpo de base, que es preferiblemente de material cerámico, y se calienta en él con la ayuda de los elementos de calentamiento. El medio gaseoso calentado de este modo y bajo presión fluye en el extremo de salida de aire del cuerpo básico a través de la salida de aire a la que, por ejemplo, se puede conectar directa o indirectamente la disposición de boquillas de un dispositivo de aplicación de bandas de bordes.

El medio gaseoso presurizado, en particular aire, que se alimenta al dispositivo de calentamiento, tiene una temperatura que corresponde esencialmente a la temperatura ambiente (o inferior, si el medio gaseoso se ha enfriado previamente), ya que preferiblemente no se precalienta. El medio gaseoso fluye alrededor de la carcasa de la unidad de calentamiento y, por lo tanto, provoca un enfriamiento forzado de la carcasa, que a su vez se calienta mediante el funcionamiento de los elementos calefactores. Como resultado de este enfriamiento forzado, una gran parte de la energía térmica de la carcasa de la unidad de calentamiento se transfiere al medio gaseoso, por lo que a su vez se precalienta antes de ser calentada adicionalmente por los elementos de calentamiento en la unidad de calentamiento. Esto significa que el dispositivo de calentamiento puede funcionar a presiones muy altas. Cualquier presión dinámica que pueda ocurrir dentro del cuerpo de presión frente a la unidad de calentamiento no es un problema térmico ni técnico. Incluso a temperaturas del medio gaseoso presurizado de aproximadamente 350 °C a aproximadamente 950 °C, que se puede lograr mediante el dispositivo de calentamiento, es posible que un usuario toque el cuerpo de presión en el exterior sin riesgo de quemaduras. Esto tiene un efecto beneficioso sobre la seguridad operativa.

Otra ventaja del dispositivo de calentamiento es que puede trabajar con cantidades variables de aire, que se puede regular fácilmente, en especial en la entrada de aire. Es posible operar el dispositivo de calentamiento con cantidades muy grandes de aire (a baja presión) o, cuando se conecta una disposición de boquillas pequeñas, que pueden ser parte de un dispositivo de corte para cortar piezas de trabajo hechas de espuma rígida, con masas de aire relativamente pequeñas (a alta presión). Ventajosamente, ya no existe ninguna carga de presión que actúe sobre la carcasa de la unidad de calentamiento. La presión de funcionamiento máxima posible, que puede ser significativamente superior a 10 bares, depende en particular del grosor de la pared del cuerpo de presión, que se puede seleccionar según la aplicación. Las disposiciones de boquillas relativamente pequeñas que pueden funcionar con una alta presión (> 10 bar) del medio gaseoso también se pueden utilizar en aplicadores de bandas de borde. Ventajosamente, estas disposiciones de toberas tienen al menos una abertura de salida de aire que está configurada como un orificio muy pequeño (preferiblemente cilíndrico). Cuando el medio gaseoso sale de la salida de aire a alta presión, penetra en la capa funcional activable por calor de la tira de canteado en forma de “aguja”, por así decirlo, y actúa como una inyección de aire caliente en la capa funcional, provocando su calentamiento interno. Este tipo de inyección de aire caliente, que puede ser muy selectivo, no se limita a su uso en dispositivos de aplicación de bandas de bordes, sino que también puede utilizarse en otros dispositivos para procesar piezas.

El dispositivo de calentamiento de acuerdo con la invención se puede utilizar preferiblemente en un dispositivo de aplicación de banda de borde con una disposición de boquillas, como se conoce por la solicitud de patente internacional WO 2013/076205 A1. El dispositivo de calentamiento puede proporcionar a la disposición de la boquilla el medio gaseoso a alta presión en el intervalo de aproximadamente 6 a 8 bar (y más) y a una temperatura de aproximadamente 600 °C (y más) de modo que se pueden lograr velocidades de trabajo de 25 a 30 m/min y más. Como resultado, las velocidades de trabajo de aproximadamente 20 m/min que se han alcanzado hasta ahora pueden superarse ventajosamente, aunque el dispositivo de calentamiento se puede hacer significativamente más compacto que los dispositivos de calentamiento utilizados hasta ahora.

En general, existe una relación entre la velocidad de funcionamiento alcanzable que se puede lograr con el dispositivo de aplicación de la banda de borde y la presión y la temperatura del medio gaseoso que se pone a disposición mediante el dispositivo de calentamiento. Los intervalos de temperatura sensibles para la activación de bandas de borde sin pegamento, activables por calor que constan de dos capas de plásticos diferentes, preferiblemente coextruidos, están típicamente entre aproximadamente 300 °C y 950 °C. La presión de trabajo del medio gaseoso, que puede colocarse fácilmente en el lado de entrada de la lata del dispositivo de calentamiento, está preferiblemente en un intervalo entre aproximadamente 1,5 bar y aproximadamente 10 bar. Si se inyecta aire caliente de la manera descrita con anterioridad, la presión de trabajo es preferiblemente > 10 bar.

En una forma de realización preferida, se propone que la entrada de aire esté configurada como una pieza de conexión tubular. Un soplador, un compresor, una línea de aire comprimido o alguna otra fuente para el medio gaseoso presurizado, por ejemplo, puede conectarse de manera sencilla a esta pieza de conexión, que preferiblemente es de acero inoxidable.

En una realización particularmente preferida, se propone que la segunda parte del cuerpo de presión esté diseñada de manera que forme un espacio de presión delante del extremo de entrada de aire del cuerpo de base de la unidad de calentamiento.

En una forma de realización ventajosa puede estar previsto que el cuerpo de presión, preferiblemente la segunda parte del cuerpo de presión, comprenda un pasacables a través del cual pasan las líneas de conexión eléctrica que están conectadas a los elementos calefactores.

En una forma de realización particularmente ventajosa, existe la posibilidad de que el pasacables esté configurado como un tubo metálico a través del cual las líneas de conexión eléctrica pasen aisladas eléctricamente entre sí, estando las líneas de conexión eléctrica preferiblemente unidas de modo firme al tubo metálico por medio de un cemento cerámico. De esta manera se consigue ventajosamente un paso de las líneas de conexión eléctrica a través de la pared exterior del cuerpo de presión estanco a la presión y resistente a altas temperaturas. El cemento cerámico proporciona aislamiento eléctrico.

En una realización preferida se puede prever que la carcasa de la unidad de calentamiento tenga una sección de salida de aire caliente detrás del cuerpo de base en la dirección de flujo del aire calentado, que desemboca en la salida de aire del cuerpo de presión o se extiende en secciones a través de la salida de aire. La sección de salida de aire caliente se suelda preferiblemente en secciones a la salida de aire del cuerpo de presión de manera sellada. En un perfeccionamiento ventajoso, puede estar previsto que la sección de salida de aire caliente se estreche hacia la salida de aire formada en el lado frontal del cuerpo de presión, en particular en forma de embudo. Como resultado, las condiciones de flujo se pueden mejorar de manera ventajosa.

En un desarrollo particularmente ventajoso, se propone que el espacio se divida en al menos dos cámaras tubulares a través de las cuales el medio gaseoso presurizado pueda fluir desde el exterior hacia el interior. Con este flujo, el medio ya gana temperatura y al mismo tiempo enfría el cuerpo de presión en su exterior, por lo que no hay riesgo de quemaduras si se toca el cuerpo de presión. Dado que el medio ya puede fluir precalentado a través de los elementos calefactores de la unidad calefactora, el dispositivo calefactor tiene una mayor eficiencia energética en general.

Según otro aspecto, la presente invención se refiere a un dispositivo aplicador de banda de borde para aplicar aire caliente a una banda de borde o pieza de trabajo sin adhesivo, activado por calor o recubierto con adhesivo termofusible, que comprende un dispositivo de calentamiento y una disposición de boquilla que se conecta al dispositivo de calentamiento en el lado de salida de aire. El dispositivo de aplicación de bandas de borde según la invención se caracteriza porque el dispositivo de calentamiento está configurado de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 8. Las ventajas del dispositivo de calentamiento según la invención en un dispositivo de aplicación de bandas de borde ya se han explicado en detalle con anterioridad.

Además, el dispositivo de calentamiento presentado aquí es adecuado, por ejemplo, para un dispositivo de corte para cortar láminas o piezas de trabajo de plástico o espuma rígida o para un dispositivo para soldar piezas de trabajo. Dependiendo del grosor de la pared del cuerpo de presión, se pueden alcanzar presiones de trabajo de hasta 1000 bar.

Otras características y ventajas de la presente invención resultarán claras sobre la base de la siguiente descripción de ejemplos de realización preferidos con referencia a las figuras adjuntas. Allí:

Fig. 1 muestra una vista en perspectiva de un dispositivo de calentamiento que está diseñado según un primer ejemplo de realización de la presente invención y que está configurado en particular para su uso en un dispositivo de aplicación de bandas de borde o en un dispositivo de corte para cortar láminas o piezas de plástico o espuma rígida o en un dispositivo para soldar piezas de trabajo,

Fig. 2 muestra una vista lateral del dispositivo de calentamiento según la Fig. 1,

Fig. 3 muestra una vista lateral del dispositivo de calentamiento según la Fig. 1, con parte de un cuerpo de presión exterior recortado para ilustrar una disposición de una unidad de calentamiento dentro del cuerpo de presión.

Fig. 4 muestra una sección longitudinal a través del dispositivo de calentamiento según la Fig. 1,

Fig. 5 muestra otra sección longitudinal a través del dispositivo de calentamiento según la Fig. 1,

Fig. 6 muestra una vista en perspectiva que ilustra un área de entrada de aire de la unidad de calentamiento del dispositivo de calentamiento;

Fig. 7 muestra otra vista en perspectiva que también ilustra el área de entrada de aire de la unidad de calentamiento, Fig. 8 muestra una sección longitudinal a través de un dispositivo de calentamiento que está diseñado según un segundo ejemplo de realización de la presente invención.

Con referencia a la Fig. 1 a 7, un dispositivo de calentamiento 1, que está diseñado según una primera realización de la presente invención y que es particularmente adecuado para su uso en un dispositivo de aplicación de bandas de borde o se puede producir en un dispositivo de corte para cortar láminas o piezas de trabajo de plástico o espuma rígida, por ejemplo, de poliestireno expandido (EPS), o que se instala en un dispositivo para soldar piezas de trabajo, comprende una unidad de calentamiento 2 , que está diseñada para expulsar aire caliente o gas caliente a alta presión a temperaturas de aproximadamente 300 °C a aproximadamente 950 °C.

La unidad de calentamiento 2 está alojada en un cuerpo de presión exterior 3, que está diseñado en dos partes en la forma de realización mostrada aquí. El cuerpo de presión 3 tiene una primera parte 30 de cuerpo de presión cilíndrica hueca, que en el presente caso está dimensionada de manera que pueda alojar completamente la unidad de calentamiento 2. Una segunda parte 31 de cuerpo de presión cilíndrica hueca cierra el cuerpo de presión 3 delante de la unidad de calentamiento 2 y forma un espacio de presión 32 delante de él, se puede pasar un tornillo de fijación 9 en cada caso para conectar de forma liberable los dos cuerpos de presión partes 30, 31 entre sí con la interposición de un elemento de sellado resistente al calor. El elemento de sellado está diseñado de tal manera que puede sellar eficazmente esta conexión de brida incluso a altas temperaturas y a altas presiones que prevalecen dentro del cuerpo de presión 3 y, por lo tanto, puede evitar eficazmente que se escape aire caliente o gas caliente en esta área.

Las dos partes del cuerpo de presión 30, 31 están hechas preferiblemente de acero inoxidable, ya que este material se caracteriza en particular por su resistencia al calor y resistencia a la corrosión. Alternativamente, también se pueden usar otros materiales resistentes al calor para fabricar las dos partes 30, 31 del cuerpo de presión. La primera parte 30 del cuerpo de presión tiene una salida 303 de aire cilíndrica hueca que se extiende hacia afuera en un lado 302 frontal opuesto a la brida 300 de conexión. En una zona contigua al lado frontal 302, la primera parte 30 del cuerpo de presión tiene una entrada de aire 304 en su superficie exterior, que en el presente caso está configurada como una pieza de conexión tubular, a la que, por ejemplo, se puede conectar un ventilador, un compresor, una línea de aire comprimido u otra fuente para un medio gaseoso presurizado, como aire. La entrada de aire 304, que preferiblemente también es de acero inoxidable, se extiende en este ejemplo de realización esencialmente de modo tangencial a la superficie lateral de la primera parte 30 del cuerpo de presión.

La unidad de calentamiento 2 tiene una carcasa 4 que, por secciones, es esencialmente cilíndrica hueca y preferiblemente está hecha de acero inoxidable. Como puede verse en particular en las Fig. 3 a 5, la unidad de calentamiento 2 está dispuesta a una distancia de una pared interior del cuerpo de presión 3 de tal manera que un espacio intermedio 33 que se extiende en la dirección circunferencial de la carcasa 4 se forma entre la pared interior del cuerpo de presión 3 y la carcasa 4 de la unidad de calentamiento 2 que puede ser atravesada por el medio gaseoso presurizado que fluye a través de la entrada de aire 304. Con el fin de distanciarse de la pared interior del cuerpo de presión 3 y de centrarse dentro del cuerpo de presión 3, la carcasa 4 de la unidad de calentamiento 2 tiene una pluralidad de elementos distanciadores 42 en una de sus caras extremas, que se extienden entre la carcasa 4 y la pared interior del cuerpo de presión 3 y que, preferentemente, están formados integralmente con la carcasa 4. Entre dos elementos espaciadores adyacentes 42, que en este ejemplo de realización tienen forma de collar, se forma en cada caso una abertura de salida de aire 330, a través de la cual el medio gaseoso presurizado puede fluir hacia la cámara de presión 32 delante de la unidad de calentamiento 2 después de pasar por el espacio intermedio 33.

Dentro de la carcasa 4 de la unidad de calentamiento 2 hay un cuerpo de base 5 hecho de un material resistente a altas temperaturas, en particular un material cerámico, de modo que puede resistir preferiblemente temperaturas de hasta 1000 °C sin ser dañado por la influencia de la temperatura. El cuerpo de base 5 puede estar hecho de una pieza o también de varios segmentos. Como puede verse en las Fig. 4 a 7, en el cuerpo de base 5 están formados una pluralidad de canales de flujo 50, que se extienden por toda la longitud del cuerpo de base 5 desde un extremo de entrada de aire 51, que está adyacente a la cámara de presión 32, a un extremo 52 de salida de aire. En cada uno de los canales de flujo 50 está dispuesto al menos un elemento calefactor eléctrico 6 en forma de espiral, que preferiblemente también se extiende por toda la longitud del canal de flujo 50 en cuestión.

Delante de una primera cara frontal del cuerpo de base 5, que forma el extremo de entrada de aire 51, está dispuesto un elemento de sujeción 7, que también está hecho de un material resistente a altas temperaturas, en particular un material cerámico. El elemento de sujeción 7 está diseñado en forma de estrella en este ejemplo de realización y sirve para sujetar varios medios de conexión eléctrica 8a, 8b que están previstos para el suministro eléctrico de los elementos calefactores 6. Un enchufe conector 13a, 13b de una línea de conexión eléctrica 10a, 10b está conectado a cada uno de los medios de conexión eléctrica 8a, 8b. La segunda parte del cuerpo de presión 31 tiene un pasacables 312 a través del cual pasan los conductos de conexión eléctrica 10a, 10b, que están provistos por secciones de una vaina común 11, que es preferiblemente de seda de vidrio, para que puedan conectarse a una red de suministro eléctrico para el funcionamiento de la unidad de calentamiento 2. El pasacables 312 está formado por un tubo metálico, preferentemente de acero inoxidable, a través del cual pasan los cables de conexión eléctrica 10a, 10b con el revestimiento 11. Preferentemente, las líneas de conexión eléctrica 10a, 10b con el revestimiento 11 están conectadas al tubo metálico mediante un cemento cerámico. El cemento cerámico también proporciona aislamiento eléctrico.

La carcasa 4 de la unidad de calentamiento 2 tiene, en la dirección de flujo del aire caliente, detrás del cuerpo de base 5, en un área que mira hacia el lado frontal 302 del cuerpo de presión 3, una sección de salida de aire caliente 40 ahusada en forma de embudo, que tiene una pieza 41 de conexión cilíndrica hueca en su extremo exterior, que se extiende a través de la salida 303 de aire cilíndrica hueca en el lado delantero 302 de la primera parte 30 del cuerpo de presión 30 del cuerpo de presión 3 y está soldada firmemente a esta. En esta pieza de conexión 41 de la sección 40 de salida de aire caliente en forma de embudo, por ejemplo, una disposición de boquilla de un aplicador de banda de borde para aplicar aire caliente a una banda de borde o pieza de trabajo sin pegamento, activada por calor o revestida por fusión en caliente, para que el medio gaseoso presurizado y calentado por la unidad de calentamiento 2 pueda ser puesto a disposición de la disposición de boquillas. Las presiones de trabajo típicas son del orden de magnitud de unos 6 a 8 bares (y más). También es concebible el uso del dispositivo de calentamiento 1 en un dispositivo de corte para cortar piezas de trabajo hechas de espuma rígida.

El principio funcional básico del dispositivo de calentamiento 1 presentado aquí se explicará con más detalle a continuación. Como ya se mencionó con anterioridad, el medio gaseoso presurizado, en particular aire, puede introducirse en el cuerpo de presión 3 a través de la entrada de aire 304, que en el presente caso está formada en la superficie de la camisa de la primera parte 30 del cuerpo de presión. El medio gaseoso presurizado fluye a través del espacio 33 entre la carcasa 4 de la unidad de calentamiento 2 y la pared interior del cuerpo de presión 3 y entra en el espacio de presión 32 en frente de la unidad de calentamiento 2 a través de las aberturas de salida de aire 330 desde el espacio 33. En el extremo de entrada de aire 51 del cuerpo de base 5, el medio gaseoso presurizado entra entonces en los canales de flujo 50 del cuerpo de base 5 de la unidad de calentamiento 2 y se calienta allí con la ayuda de los elementos de calentamiento eléctricos energizados 6. El medio gaseoso calentado de esta manera fluye en el extremo de salida de aire 52 del cuerpo de base 5 a alta presión hacia la presente sección de salida de aire caliente 40 en forma de embudo y emerge de la pieza de conexión 41, que se extiende a través de la salida de aire 303 del cuerpo de presión 3 y al que, por ejemplo, la disposición de boquillas se puede conectar a un aplicador de banda de borde.

El medio gaseoso presurizado, en particular el aire, que se alimenta al dispositivo de calentamiento 1, tiene una temperatura que corresponde esencialmente a la temperatura ambiente (o inferior, si el medio gaseoso se ha enfriado previamente), ya que preferiblemente no se precalentará. El medio gaseoso fluye alrededor de la carcasa 4 de la unidad de calentamiento 2 y, por lo tanto, provoca un enfriamiento forzado de la carcasa 4, que a su vez se calienta mediante el funcionamiento de los elementos de calentamiento 6. Como resultado de este enfriamiento forzado, una gran parte de la energía térmica de la carcasa 4 de la unidad de calentamiento 2 se transfiere al medio gaseoso, por lo que se precalienta antes de ser calentada adicionalmente en la unidad de calentamiento 2 por los elementos de calefacción 6. Esto significa que el dispositivo de calentamiento 1 puede funcionar a presiones muy altas. Una presión dinámica dentro del cuerpo de presión 3 no representa un problema técnico ni térmico.

Otra ventaja del dispositivo de calentamiento 1 es la posibilidad de trabajar con cantidades de aire variables. Por ejemplo, es posible hacer funcionar el dispositivo de calentamiento 1 con volúmenes de aire muy grandes (a baja presión) o con masas de aire relativamente pequeñas (a alta presión) cuando se conecta una pequeña disposición de boquillas, que puede, por ejemplo, formar parte de un dispositivo de corte para cortar piezas de trabajo hechas de espuma rígida. Ya no hay carga de presión en la carcasa 4 de la unidad de calentamiento 2. La regulación de la presión puede realizarse muy fácilmente en el lado de entrada.

Con referencia a la Fig. 8, a continuación se explicará con más detalle un segundo ejemplo de realización de un dispositivo de calentamiento 1. El dispositivo de calentamiento 1 a su vez tiene una unidad de calentamiento 2 que está diseñada para expulsar aire caliente o gas caliente a alta presión a temperaturas de aproximadamente 300 °C a aproximadamente 950 °C.

El cuerpo de presión exterior 3, en el que se aloja la unidad de calentamiento 2, se realiza de nuevo en dos partes, estando dimensionada una primera parte de cuerpo de presión cilindrica hueca 30 de modo que pueda alojar la unidad de calentamiento 2 por completo. Una segunda parte 31 de cuerpo de presión cilindrica hueca cierra el cuerpo de presión 3 frente a la unidad de calentamiento 2 y forma un espacio de presión 32 frente a él 301, 311, a través del cual se puede pasar un tornillo de fijación 9 para conectar de manera liberable las dos partes de cuerpo de presión 30, 31 - preferiblemente con la interposición de un elemento de sellado resistente al calor. Este elemento de sellado está diseñado para que pueda sellar eficazmente esta conexión de brida incluso a altas temperaturas y a altas presiones que prevalecen dentro del cuerpo de presión 3 y así puede evitar eficazmente que se escape aire caliente o gas caliente en esta área.

La primera parte 30 del cuerpo de presión tiene una salida de aire circular 303' en un lado frontal 302 opuesto a la brida de conexión 300. En una zona contigua al lado frontal 302, la primera parte 30 del cuerpo de presión tiene una entrada de aire 304 en su superficie exterior, que en el presente caso está configurada como una pieza de conexión tubular, a la que, por ejemplo, se puede conectar un ventilador, un compresor, una línea de aire comprimido u otra fuente para un medio gaseoso presurizado, como aire. En esta realización ejemplar, la entrada 304 de aire se extiende esencialmente tangencialmente a la superficie lateral de la primera parte 30 del cuerpo de presión.

La primera parte 30 del cuerpo de presión en el presente caso tiene un tubo 306 exterior, que forma una carcasa exterior hermética a la presión del casco 3 a presión, así como un tubo 307 interior que está más hacia adentro en la dirección radial y se extiende paralelo a la tubo exterior 306. La segunda parte del cuerpo de presión 31 tiene un tubo interior 313 que está dispuesto más hacia adentro en la dirección radial que el tubo interior 307 de la primera parte del cuerpo de presión 30 y se extiende paralelo a él.

La unidad de calentamiento 2 tiene una carcasa 4 que, en secciones, es esencialmente cilindrica hueca y preferiblemente está hecha de acero inoxidable. La unidad de calentamiento 2 está dispuesta a una distancia de una pared interior del cuerpo de presión 3, que está formada por la pared interior del tubo exterior 306, de modo que se forma un espacio 33 que se extiende en la dirección circunferencial de la carcasa 4 entre el pared interior del cuerpo de presión 3 y la carcasa 4 de la unidad de calentamiento 2 que puede ser atravesada por el medio presurizado que fluye a través de la entrada de aire 304.

Debido a que el tubo interior 307 de la primera parte de cuerpo de presión 30 y el tubo interior 313 de la segunda parte de cuerpo de presión 31 se extienden hacia el espacio 33 entre la unidad de calentamiento 2 y el tubo exterior 306, hay entre el tubo exterior 306 y el interior tubo 307 de la primera parte de cuerpo de presión 30 una primera cámara de tubo 331, entre el tubo interior 307 de la primera parte de cuerpo de presión 30 y el tubo interior 313 de la segunda parte de cuerpo de presión 31 una segunda cámara de tubo 332 y entre el tubo interior 307 de la segunda parte 31 de cuerpo de presión y la unidad de calentamiento 2 una tercera cámara de tubo 333. La tercera cámara de tubo 333 desemboca en la cámara de presión 32 en frente de la unidad de calentamiento. El espacio intermedio 33 se divide así en tres cámaras de tubos 332, 332, 333.

Como puede verse en la Fig. 8, los dos tubos interiores 307, 313 no se extienden por toda la longitud del cuerpo de presión 3. Esto significa que el tubo interior 307 de la primera parte del cuerpo de presión 3 está separado de la brida de conexión 310 de la segunda parte 31 del cuerpo de presión en la dirección axial y el tubo interior 313 de la segunda parte 31 del cuerpo de presión están separados del lado frontal 302 de la primera parte 30 del cuerpo de presión en la dirección axial. Esto crea pasos de flujo entre la primera cámara de tubo 331 y la segunda cámara de tubo 332 y entre la segunda cámara de tubo 332 y la tercera cámara de tubo 333, a través de los cuales puede fluir el medio presurizado que va a ser calentado por la unidad de calentamiento 2.

Dentro de la carcasa 4 de la unidad de calentamiento 2 hay un cuerpo de base 5 hecho de un material resistente a altas temperaturas, en particular un material cerámico, de modo que pueda soportar temperaturas de hasta 1000 °C sin ser dañado por la influencia de la temperatura. El cuerpo de base 5 puede estar hecho de una pieza o también de varios segmentos. Como puede verse en la Fig. 8, una pluralidad de canales de flujo 50 están formados en el cuerpo de base 5 que se extienden por toda la longitud del cuerpo de base 5 desde un extremo de entrada de aire 51, que linda con la cámara de presión 32, hasta un extremo de salida del aire 52. En cada uno de los canales de flujo 50 está dispuesto al menos un elemento calefactor eléctrico 6, que preferiblemente se extiende también por toda la longitud del canal de flujo 50 en cuestión.

La brida de conexión 310 de la segunda parte 31 de cuerpo de presión tiene un pasacables a través del cual se pasan las líneas de conexión eléctrica 10a, 10b, que están conectadas a los elementos calefactores 6, de modo que puedan conectarse a una red de suministro eléctrico para el funcionamiento de la unidad de calentamiento 2.

La carcasa 4 de la unidad de calentamiento 2 tiene, en la dirección del flujo del medio calentado, detrás del cuerpo de base 5 en una zona orientada hacia la parte delantera 302 del cuerpo de presión 3, una sección de salida de aire caliente 40 que se va estrechando, en este caso en forma de embudo, y que tiene en su extremo exterior una pieza de conexión cilíndrica hueca 41 que se extiende a través de la salida de aire circular 303' en la parte delantera 302 de la primera parte del cuerpo de presión 30 del cuerpo de presión 3 y que está firmemente soldada a este último. Por ejemplo, una disposición de boquillas de un dispositivo de aplicación de protectores de cantos para aplicar aire caliente a un protector de cantos o a una pieza de trabajo sin adhesivo, activable por calor o revestido de adhesivo caliente, puede conectarse a esta pieza de conexión 41 de la sección de salida de aire caliente en forma de embudo 40, de modo que el medio gaseoso presurizado calentado por la unidad de calentamiento 2 puede ponerse a disposición de la disposición de boquillas. Las presiones de trabajo típicas son del orden de magnitud de unos 6 a 8 bares (y más). También es concebible el uso del dispositivo de calentamiento 1 en un dispositivo de corte para cortar piezas de trabajo hechas de espuma rígida.

El principio funcional básico del segundo ejemplo de realización del dispositivo de calentamiento 1 se explicará con más detalle a continuación. Como ya se mencionó con anterioridad, el medio gaseoso presurizado se puede introducir en el cuerpo de presión 3 a través de la entrada de aire 304, que en el presente caso está formada en el tubo exterior 306 de la primera parte 30 del cuerpo de presión. El medio gaseoso presurizado fluye desde el exterior hacia el interior a través del espacio 33, que se forma entre la carcasa 4 de la unidad de calentamiento 2 y la pared interior del cuerpo de presión 3 y se divide en las tres cámaras de tubos 331, 332, 333.

El medio presurizado entra así en la primera cámara de tubería 331 a través de la entrada de aire 304, fluye a lo largo de la tubería entre la tubería exterior 306 y la tubería interior 307 de la primera parte 30 del cuerpo de presión. Dado que la entrada de aire 304 está formada en un lado del tubo exterior 306 de la segunda parte 30 del cuerpo de presión se consigue que el aire o el gas presurizado se mueva en un movimiento circular a lo largo de la longitud del tubo. De esta manera, el calor superficial se extrae lo mejor posible del tubo interior 307 de la primera parte 30 del cuerpo de presión. El medio entra entonces en la segunda cámara de tubo 332, que está formada por el tubo interior 307 de la primera parte de cuerpo de presión 30 y el tubo interior 313 de la segunda parte de cuerpo de presión 31. El medio presurizado fluye ahora de nuevo a lo largo de toda la longitud de la tubería y entra en la tercera cámara de tubería 333, que resulta de la tubería interior 313 de la segunda parte del cuerpo de presión 31 y la carcasa 4 de la unidad de calentamiento 2. Así, el aire presurizado o el gas presurizado ya se puede precalentar cuando fluye a través de las tres cámaras de tubos 331, 322, 333 y luego fluye fuera de la cámara de presión 32 hacia la unidad de calentamiento 2 y asume temperaturas aún más altas.

El calentamiento del aire presurizado o del gas presurizado dentro de la unidad de calentamiento 2 tiene lugar de manera análoga al primer ejemplo de realización y, por lo tanto, no se describirá nuevamente en este punto. Con la ayuda de un sensor de temperatura 70, se puede detectar la temperatura del medio en el área de la sección 40 de salida de aire caliente en forma de embudo.

El medio presurizado fluye así desde el exterior hacia el interior a través de varias cámaras de tubos 331, 332, 333, ya ganando temperatura y al mismo tiempo enfriando el tubo exterior 306 de la primera parte 30 del cuerpo de presión. Dado que el medio puede fluir a través de los elementos calefactores 6 de la unidad de calentamiento 2 ya precalentado, el dispositivo de calentamiento 1 tiene una mayor eficiencia energética en general. El tubo exterior 306 de la primera parte del cuerpo de presión 30 se enfría activamente y permanece tan frío que no hay riesgo de quemarse si se toca. Con este diseño del dispositivo de calentamiento 1, el cuerpo de presión 3 permanece inofensivamente frío incluso a temperaturas de la unidad de calentamiento 2 de hasta 1000 °C cuando se suministra aire a presión o gas a presión a temperatura ambiente.

Otra ventaja de la segunda realización del dispositivo de calentamiento 1 es también que es posible trabajar con cantidades de aire variables. Por ejemplo, es posible hacer funcionar el dispositivo de calentamiento 1 con volúmenes de aire muy grandes (a baja presión) o con masas de aire relativamente pequeñas (a alta presión) cuando se conecta una pequeña disposición de boquillas, que puede, por ejemplo, formar parte de un dispositivo de corte para cortar piezas de trabajo hechas de espuma rígida. Ya no hay carga de presión en la carcasa 4 de la unidad de calentamiento 2. La regulación de la presión puede realizarse muy fácilmente en el lado de entrada.

Los ejemplos de realización del dispositivo de calentamiento 1 explicados aquí se pueden utilizar preferiblemente en un dispositivo de aplicación de bandas de borde con una disposición de boquillas, como se conoce de la solicitud de patente internacional WO 2013/076205 A1. El dispositivo de calentamiento 1 puede proporcionar a la disposición de boquillas el medio gaseoso a alta presión en el intervalo de aproximadamente 6 a 8 bar (y más) y a una temperatura de aproximadamente 600 °C (y más), de modo que se pueden lograr velocidades de trabajo de aproximadamente 25 a 30 m/min y más. En general, existe una relación entre la velocidad de funcionamiento alcanzable que se puede lograr con el dispositivo de aplicación de la banda de borde y la presión y temperatura del medio gaseoso que se pone a disposición por el dispositivo de calentamiento 1. Los intervalos de temperatura sensibles para las bandas de borde sin pegamento, activadas por calor que constan de dos capas de plásticos diferentes, preferiblemente coextruidos, suelen estar entre aproximadamente 300 °C y 950 °C. La presión de trabajo del medio gaseoso, que se puede ajustar fácilmente en el lado de entrada del dispositivo de calentamiento 1 , está preferiblemente en un intervalo entre aproximadamente 1,5 bar y aproximadamente 10 bar. En principio, también es posible una presión de trabajo inferior a 1,5 bar. Una ventaja particular de los dispositivos de calentamiento 1 aquí descritos es que, en comparación con los dispositivos de calentamiento conocidos del estado de la técnica, pueden fabricarse considerablemente más compactos y requieren tiempos de calentamiento significativamente más cortos.

Además, los dispositivos de calentamiento 1 presentados aquí son adecuados, por ejemplo, para un dispositivo de corte para cortar láminas o piezas de trabajo de plástico o espuma rígida o para un dispositivo para soldar piezas de trabajo. En el caso de dispositivos de corte en particular, son deseables presiones de trabajo elevadas. Una elección adecuada del espesor de pared del cuerpo de presión 3 permite alcanzar presiones de trabajo en el intervalo de aproximadamente 1000 bar.

Claims (9)

REIVINDICACIONES

1. Dispositivo de calentamiento (1), en particular para un dispositivo de aplicación de bandas de borde o para un dispositivo de corte para cortar láminas o piezas de plástico o espuma rígida o para un dispositivo para soldar piezas, que comprende una unidad de calentamiento (2) con una carcasa (4), dentro de la cual está dispuesto un cuerpo de base (5) que presenta una pluralidad de canales de flujo de aire (50) que se extienden entre un extremo de entrada de aire (51), a través del cual un medio gaseoso presurizado, en particular aire, puede fluir hacia el cuerpo de base (5), y un extremo de salida de aire (52), a través del cual el medio gaseoso presurizado puede fluir fuera del cuerpo de base (5), en el que se aloja al menos un elemento calefactor (6) en cada uno de los conductos de flujo de aire (50), mediante el cual se puede calentar el medio gaseoso presurizado que fluye a través del respectivo conducto de flujo de aire (50),

en donde el dispositivo de calentamiento (1) presenta un cuerpo de presión exterior (3) dentro del cual se aloja la unidad de calentamiento (2), en donde el cuerpo de presión (3) comprende una entrada de aire (304) a través de la cual el medio gaseoso presurizado puede fluir hacia el cuerpo de presión (3), y una salida de aire (303, 303') a través de la cual el medio gaseoso presurizado puede fluir fuera del cuerpo de presión (3) después del calentamiento, y en donde se forma un espacio (33) entre la carcasa (4) de la unidad de calentamiento (2) y una pared interior del cuerpo de presión (3), caracterizado porque el cuerpo de presión exterior (3) presenta una primera parte del cuerpo de presión (30) y al menos una segunda parte del cuerpo de presión (31), que preferentemente están unidas entre sí por una conexión de brida que comprende una junta resistente al calor, entre sí, en donde la entrada de aire (304) del cuerpo de presión exterior (3) está formada en una región de una superficie circunferencial de la primera parte del cuerpo de presión (30) del cuerpo de presión (3) que es adyacente a un lado frontal (302) de la primera parte del cuerpo de presión (30) del cuerpo de presión (3), en la que se forma la salida de aire (303, 303') del cuerpo de presión (3), de modo que el medio gaseoso presurizado fluye a través del espacio intermedio (33) y puede fluir alrededor de la carcasa (4) de la unidad de calentamiento (2) antes de entrar en los canales de flujo de aire (50).

2. Dispositivo de calentamiento (1) de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la entrada de aire (304) está configurada como una pieza de conexión tubular.

3. Dispositivo de calentamiento (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 o 2,

caracterizado porque la segunda parte del cuerpo de presión (31) está configurada de manera que forma una cámara de presión (32) delante del extremo de entrada de aire (51) del cuerpo de base (5) de la unidad de calentamiento (2 ).

4. Dispositivo de calentamiento (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el cuerpo de presión (3), en particular la segunda parte del cuerpo de presión (31), comprende un pasacables (312) a través del cual pasan las líneas de conexión eléctrica (10a, 10b) conectadas a los elementos calefactores (6).

5. Dispositivo de calentamiento (1) de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizado porque el pasacables (312) está configurado como un tubo metálico a través del cual pasan las líneas de conexión eléctrica (10a, 10b) aisladas eléctricamente entre sí, en donde las líneas de conexión eléctrica (10a, 10b) se unen firmemente a la tubería de metal preferiblemente por medio de un cemento cerámico.

6. Dispositivo de calentamiento (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque la carcasa (4) de la unidad de calentamiento (2) presenta, aguas abajo del cuerpo de base (5) en la dirección de flujo del aire calentado, una sección de salida de aire caliente (40) que se abre en la salida de aire (303, 303') del cuerpo de presión (3) o se extiende por secciones a través de la salida de aire (303, 303').

7. Dispositivo de calentamiento (1) de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizado porque la sección de salida de aire caliente (40) se estrecha, en particular en forma de embudo, hacia la salida de aire (303, 303') formada en el lado frontal (302) del cuerpo de presión (3).

8. Dispositivo de calentamiento (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque el espacio intermedio (33) está dividido en al menos dos cámaras tubulares (331, 332, 333) a través de las cuales el medio gaseoso presurizado procedente del exterior puede fluir hacia el interior.

9. Dispositivo de aplicación de bandas de borde para la aplicación de aire caliente a una banda de bordes o a una pieza de trabajo sin adhesivo, activable por calor o recubierta con adhesivo caliente que comprende un dispositivo de calentamiento (1 ) y una disposición de boquillas que está conectada al dispositivo de calentamiento (1 ) en el lado de salida del aire, caracterizado porque el dispositivo de calentamiento (1 ) está diseñado de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 8.