PT1619461E

PT1619461E - Placa de refrigeração

Info

Publication number: PT1619461E
Application number: PT05011168T
Authority: PT
Inventors: Wobker Dr Hans-Guenter; Christof Dratner; Franz Keiser; Reinhard Hintemann; Frank Boeert
Original assignee: Kme Germany Ag & Co Kg
Priority date: 2004-07-23
Filing date: 2005-05-24
Publication date: 2010-03-01
Also published as: AR048160A1; BRPI0501008A; RU2005111505A; KR20060044889A; KR20110139180A; TW200604478A; US20060017202A1; DE102004035963A1; US7204953B2; TWI338116B; PL1619461T3; RU2353875C2; EP1619461B1; ATE455283T1; CN1724961A; JP4818643B2; DE502005008857D1; JP2006037223A; EP1619461A1; BRPI0501008B1

Description

DESCRIÇÃO "PLACA DE REFRIGERAÇÃO" A invenção refere-se a uma placa de refrigeração constituída por cobre ou por uma liga de cobre para fornos de cuba, de acordo com as características no conceito genérico da reivindicação 1.

Através do documento EP 0951371 Bl, uma placa de refrigeração deste género passa a fazer parte do estado da técnica. Na placa de refrigeração estão previstos vários orifícios destinados à admissão de um refrigerante, em particular, de água, orifícios esses que estão ligados, por meio de tubos de ligação soldados à face fria da placa, a uma entrada de refrigerante e a uma saída de refrigerante. A secção transversal interior, dos tubos de ligação, está normalmente adaptada ao diâmetro dos orifícios. A fixação dos tubos de ligação, na placa de refrigeração, processa-se, em regra, por, na face fria da placa, serem produzidos entalhes de profundidade reduzida adaptados ao diâmetro exterior dos tubos de ligação, em seguida, por as extremidades do lado da placa de refrigeração dos tubos de ligação serem colocadas nestes entalhes e, depois, por os tubos de ligação serem soldados à placa de refrigeração por meio de soldaduras de ângulo. Neste caso, não se processa qualquer tratamento especial das extremidades do lado da placa pertencentes aos tubos de ligação. Na maior parte dos casos, elas são simplesmente chanfradas na face interior, de modo a garantir uma melhor passagem do refrigerante. 1

Caso os tubos de ligação se constituam por cobre ou por uma liga de cobre, então os tubos de ligação, ligados a uma entrada de refrigerante e a uma saida de refrigerante, constituídas por aço, são providos de colares de aço afastados em relação à placa de refrigeração. Um colar de aço afigura-se necessário no caso de tubos de ligação constituídos por cobre ou por uma liga de cobre, de modo a produzir, com o revestimento do forno de cuba, uma soldadura que seja impermeável aos gases. Por este meio e também ao serem utilizados tubos de ligação em aço é impossibilitado que, durante a montagem das placas de refrigeração tenha de ser soldado cobre, num forno de cuba. Do ponto de vista técnico, a soldadura de cobre é muito trabalhosa e está associada a elevados riscos de erro.

Um outro problema, que se coloca no caso em questão, reside no facto de o teste das soldaduras de ângulo, por exemplo, com recurso ao ensaio por líquidos penetrantes, em particular, no caso de cordões de soldadura de Cu, embora tecnicamente viável, estar associado, contudo, a um encargo significativo.

Uma vez que, por um lado, os tubos de ligação têm de estar soldados à placa de refrigeração e que por outro, entre os tubos de ligação e o revestimento do forno de cuba, tem de ser realizada uma junção impermeável aos gases, em particular, mediante soldadura, produzem-se tensões nos cordões de soldadura, entre a placa de refrigeração e os tubos de ligação, devido à dilatação térmica da placa de refrigeração, na utilização. 0 documento EP 1391521 Al publicita uma placa de refrigeração, constituindo-se por cobre ou por uma liga de cobre de baixa liga, destinada a fornos metalúrgicos providos de uma 2 chapa de blindagem exterior, com, pelo menos um, de um modo preferido, pelo menos dois canais de refrigerante que se prolongam no interior da placa de refrigeração, sendo que segmentos de tubo do refrigerante, destinados à entrada e à saída de refrigerante, são guiados para o exterior, passando através da chapa de blindagem do forno. Sobre a placa de refrigeração estão aplicados tubos de retenção que, no exterior da chapa de blindagem do forno, estão providos de arruelas de retenção e que fixam a placa de refrigeração na direcção do interior do forno. Os tubos e as arruelas de retenção são fabricados, de um modo preferido, a partir de aço.

Partindo do estado da técnica, a invenção tem como objectivo subjacente conceber uma placa de refrigeração, constituída por cobre ou por uma liga de cobre, para fornos de cuba, em que seja conseguida uma resistência mais elevada da ligação entre a placa de refrigeração e os tubos de ligação, através de uma melhor absorção e condução das tensões emergentes na utilização.

Este objectivo é solucionado mediante as características indicadas na reivindicação 1.

Os tubos de ligação são agora providos de flanges radialmente salientes, nas suas extremidades do lado da placa, independentemente do facto de se constituírem por cobre ou por uma liga de cobre, por aço ou por uma combinação destes materiais. Estes flanges são encaixados em entalhes de profundidade reduzida previstos sobre a face fria da placa e depois soldados, no seu perímetro à face fria da placa. Por este meio, o cordão de soldadura deixa de se situar na zona em que os máximos de tensão ocorrem. Podem ser empregues métodos de 3 soldadura convencionais, a soldadura por fricção linear, a soldadura por feixe de electrões ou, também, a soldadura a laser.

Os flanges estão formados, rebordeando as extremidades, do lado da placa, dos tubos de ligação. Um rebordeamento deste tipo pode ser executado, sem qualquer problema, quer em tubos de ligação de cobre ou de uma liga de cobre, quer nos de aço. Podem ser empregues tubos de ligação de paredes relativamente finas.

De modo a poder realizar, propositadamente, entre um flange e a face fria da placa, uma soldadura em V que é francamente mais fácil do que uma soldadura de ângulo, é previsto, de acordo com as caracteristicas da reivindicação 2, que os flanges, nos tubos de ligação, no perímetro exterior, e os entalhes, na face fria da placa, no perímetro interior, estejam providos de chanfraduras. Deste modo é providenciada uma preparação, quase ideal, de um cordão de soldadura e, com a soldadura em V, é garantida uma resistência mais elevada da ligação.

Quando, de acordo com a reivindicação 3, os tubos de ligação são projectados sobre os flanges, nas zonas de transição côncavas, por exemplo, através de projecção de esferas, os valores de resistência dos tubos de ligação podem continuar a aumentar, na zona dos flanges.

Correspondendo às caracteristicas da reivindicação 4, é possível que cada orifício, na placa de refrigeração, possa ser ligado à entrada de refrigerante e à saída de refrigerante, por meio de tubos de ligação. 4

Tendo em atenção a situação em que a prática preconiza, mais frequentemente, a ligação de orifícios ovais numa placa de refrigeração a tubos de ligação ou, mesmo, o acoplamento de dois ou mais orifícios de diâmetro mais pequeno, na placa de refrigeração, com os tubos de ligação, facto esse que requer uma sobreposição, tão grande quanto possível, dos tubos de ligação com os orifícios, a invenção prevê, de acordo com a reivindicação 5, que pelo menos dois orifícios situados, um ao lado do outro, estejam ligados à entrada de refrigerante e à saída de refrigerante, por meio de um tubo de ligação.

Neste contexto, pode então ser vantajoso, de acordo com a reivindicação 6, que as extremidades do lado da placa, dos tubos de ligação, estejam moldadas de forma oval. Esta forma de realização possui a sua vantagem, caso os orifícios na placa de refrigeração estejam configurados de forma oval (independentemente do seu fabrico) ou caso pelo menos dois orifícios de diâmetro pequeno devam ser acoplados com um tubo de ligação.

De acordo com as características da reivindicação 7, afigura-se particularmente conveniente que os tubos de ligação, constituídos por cobre ou por uma liga de cobre, estejam providos de colares de aço distanciados dos flanges. Através do emprego de colares de aço é evitado que, no estaleiro, tenha de se proceder a uma soldadura de cobre, durante a montagem de uma placa de refrigeração.

Quando, de acordo com a reivindicação 8, os tubos de ligação são constituídos por aço ou por uma liga de aço, afigura-se vantajoso que as chanfraduras, nos tubos de ligação, e/ou as chanfraduras, nos entalhes, estejam revestidas de 5 níquel.

Caso os flanges também estejam constituídos por uma liga de aço e providos de chanfraduras, afigurar-se então conveniente que as chanfraduras nos flanges e/ou as chanfraduras nos entalhes, existentes na face fria da placa, estejam revestidas de níquel.

Em seguida, a invenção é apresentada, mais pormenorizadamente, com base num exemplo de realização representado nos desenhos. Mostram:

Figura 1

Figura 2

Figura 3

Figura 4

Figura 5 uma placa de refrigeração para um forno de cuba, vista a partir da face fria da placa; uma vista lateral da placa de refrigeração, da figura 1, observada na direcção da seta II da figura 1; uma vista, a partir de cima, sobre a placa de refrigeração da figura 1; numa escala ampliada, parcialmente em corte, a zona de ligação entre a placa de refrigeração e um tubo de ligação, em conformidade com o recorte IV da figura 2 e a representação da figura 4, previamente à ligação de um tubo de ligação à placa de refrigeração.

Nas figuras 1 a 5, uma placa de refrigeração, constituída 6 por uma liga de cobre para fornos de cuba, está assinalada com 1. Sobre a face 2 quente da placa, a placa 1 de refrigeração apresenta, alternadamente, ranhuras 3 e ressaltos 4. Sobre a face 5 fria da placa, a placa 1 de refrigeração está configurada plana.

Na placa 1 de refrigeração estão previstos vários orifícios 6 configurados como furos profundos que servem para admitir um refrigerante tal como, em particular, água. Estes orifícios 6, configurados como furos cegos, possuem tampões 8, nas extremidades 7 de entrada.

Os orifícios 6 podem estar ligados aos tubos 9, 10 de ligação, individualmente ou também em grupos (no caso de diâmetros correspondentemente reduzidos). Nas figuras 1 a 5, cada um dos orifícios está ligado a um tubo 9, 10 de ligação, conduzindo o refrigerante. Todavia, também é concebível que, na zona dos tubos 9, 10 de ligação, os orifícios 6 de diâmetro mais pequeno estejam reunidos, por grupos (dois a quatro orifícios 6) e que estes orifícios 6 estejam então unidos aos tubos 9, 10 de ligação, através de ligações directas ou através de orifícios oblíquos.

No caso do exemplo de realização, os tubos 9, 10 de ligação, acoplados a entradas 12 de refrigerante e a saídas 13 de refrigerante, constituídas por aço, constituem-se por uma liga de cobre. Eles estão providos de colares 11 de aço, no lado do perímetro, soldados a um revestimento do forno de cuba, de um modo impermeável aos gases.

Tal como as figuras 4 e 5 permitem reconhecer, em pormenor os tubos 9 de ligação (respectivamente também os tubos 10 de 7 ligação) estão providos de flanges 15, nas suas extremidades 14 do lado da placa, que se formam através de rebordeamento. No perímetro exterior, os flanges 15 estão providos de chanfraduras 16. As zonas 25 de transição côncavas são submetidas a uma projecção de esferas.

Na zona de um orifício 6, na placa 1 de refrigeração, ou na zona de um grupo de orifícios 6, está trabalhado um entalhe 17, na face 5 fria da placa (figura 5) . A profundidade T do entalhe 17 é mais reduzida do que a espessura D do material, entre o orifício 6 e a face 5 fria da placa. No perímetro interior do entalhe 17, esta está munida de uma chanfradura 18.

De acordo com a figura 5, caso um tubo 9 de ligação seja colocado num entalhe 17, então, entre o perímetro 16 exterior do flange 15, pertencente ao tubo 9 de ligação, e o perímetro 18 interior do entalhe 17 formar-se-á um espaço livre, em forma de V, que pode ser utilizado, de um modo ideal, para conseguir executar agora um cordão 19 de soldadura em forma de V de acordo com a figura 4.

Tal como já foi indicado anteriormente, cada orifício 6 pode ser acoplado, na extremidade superior e na inferior, a um tubo 9, 10 de ligação, correspondendo às representações das figuras 1 a 5. Todavia, também pode conceber-se que dois ou mais orifícios 6 de diâmetro mais pequeno ou canais ovais sejam acoplados a um tubo 9, 10 de ligação.

Para o manuseamento da placa 1 de refrigeração, um olhai 22 está enroscado num furo 20 roscado, na face 21 frontal superior.

Pode ainda depreender-se que, sobre a face 5 fria da placa estão previstos furos 23 roscados nos quais podem ser enroscados parafusos 24 de fixação. Números de referência: 1 placa de refrigeração 2 face quente da placa 3 ranhuras 4 ressaltos 5 face fria da placa 6 orifícios em 1 7 extremidades de entrada de 6 8 tampão em 7 9 tubo de ligação 10 tubo de ligação 11 colares 12 entradas de refrigerante 13 saldas de refrigerante 14 extremidades de 9, 10 15 flanges em 14 16 chanfraduras em 15 17 entalhe em 5 18 chanfradura em 17 19 cordão de soldadura 20 furo roscado em 21 21 face frontal de 1 22 olhai 23 furos roscados em 5 24 parafusos de fixação 25 zonas de transição côncavas 9 D espessura do material T profundidade de 17

Lisboa, 22 de Fevereiro de 2010 10

Claims

REIVINDICAÇÕES 1. Placa de refrigeração constituída por cobre ou por uma liga de cobre para fornos de cuba na qual estão previstos vários orifícios (6) destinados à admissão de um refrigerante, orifícios esses que estão ligados, por meio de tubos (9, 10) de ligação soldados à face (5) fria da placa, a uma entrada (12) de refrigerante e a uma saída (13) de refrigerante, sendo que os tubos (9, 10) de ligação apresentam flanges (15) e estão colocados com os flanges (15) em entalhes (17) da face (5) fria da placa e estão soldados no perímetro dos flanges (15), à face (5) fria da placa, caracterizada por, nas suas extremidades (14) do lado da placa, os tubos (9, 10) de ligação estão providos de flanges (15), sendo que os flanges (15), nos tubos (9, 10) de ligação, constituem rebordeamentos das extremidades (14) do lado da placa dos tubos (9, 10) de ligação.
2. Placa de refrigeração, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por os flanges (15), nos tubos (9, 10) de ligação, no perímetro exterior, e os entalhes (17), na face (5) fria da placa, no perímetro interior, estarem providos de chanfraduras (16 , 18) .
3. Placa de refrigeração, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por os tubos (9, 10) de ligação estarem projectados sobre os flanges (15), nas zonas (25) de transição côncavas.
4. Placa de refrigeração, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada por cada orifício (6) 1 estar ligado à entrada (12) de refrigerante e à saída (13) de refrigerante, por meio de tubos (9, 10) de ligação.
5. Placa de refrigeração, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada por pelo menos dois orifícios (6) situados, um ao lado do outro, estarem ligados à entrada (12) de refrigerante e à saída (13) de refrigerante, por meio de um tubo (9, 10) de ligação.
6. Placa de refrigeração, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada por as extremidades (14) do lado da placa, dos tubos (9, 10) de ligação, estarem moldadas de forma oval.
7. Placa de refrigeração, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizada por os tubos (9, 10) de ligação, constituídos por cobre ou por uma liga de cobre, estarem providos de colares (11) de aço distanciados dos flanges (15).
8. Placa de refrigeração, de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 6, caracterizada por, no caso de tubos (9, 10) de ligação, constituídos por aço ou por uma liga de aço, as chanfraduras (16), nos tubos (9, 10) de ligação, e/ou as chanfraduras (18), nos entalhes (17), estarem revestidas de níquel. Lisboa, 22 de Fevereiro de 2010 2