PT1694493E

PT1694493E - Forno de aquecimento de uma pré-forma equipado com dois ventiladores de arrefecimento

Info

Publication number: PT1694493E
Application number: PT04804920T
Authority: PT
Inventors: Christophe Doudement
Original assignee: Sidel Participations
Priority date: 2003-12-19
Filing date: 2004-12-17
Publication date: 2007-12-10
Also published as: FR2863932A1; ES2294570T3; DE602004009827T2; US7553156B2; CN1898074A; EP1694493B1; US20070148272A1; WO2005065917A1; ATE376920T1; KR20070003802A; FR2863932B1; JP2007514571A; JP4414438B2; EP1694493A1; DE602004009827D1

Description

DESCRIÇÃO "FORNO DE AQUECIMENTO DE UMA PRÉ-FORMA EQUIPADO COM DOIS VENTILADORES DE ARREFECIMENTO" A invenção refere-se a um forno de aquecimento para uma pré-forma, nomeadamente para uma pré-forma de recipiente em plástico. A invenção refere-se, mais particularmente, a um forno de aquecimento para uma pré-forma, nomeadamente para uma pré-forma de recipiente em plástico, que comporta um túnel longitudinal de aquecimento que é delimitado transversalmente pelas faces internas verticais, longitudinais e paralelas entre si, de duas paredes, estando uma primeira parede de aquecimento equipada com um sistema de aquecimento, comportando a outra parede ventilada orifícios de ventilação destinados a deixar passar, transversalmente, o ar soprado por um sistema de ventilação desde montante, no exterior do túnel de aquecimento, para jusante, no interior, e no qual uma primeira parte da pré-forma é aquecida no túnel de aquecimento, enquanto que a segunda parte da pré-forma é mantida no exterior do túnel de aquecimento através de uma abertura longitudinal disposta entre os bordos longitudinais das paredes do túnel de aquecimento, soprando o sistema de ventilação o ar na direcção da segunda parte da pré-forma a fim de manter a matéria constitutiva dessa segunda parte de pré-forma com uma temperatura inferior à sua temperatura de amolecimento. 1 0 fabrico de recipientes, e nomeadamente de garrafas, em plástico, por exemplo em poli(tereftalato de etileno) (PET), é, de um modo geral, efectuado a partir de pré-formas que são modeladas em forma de garrafa por uma operação de sopragem ou de estiramento por sopragem do seu corpo e do seu fundo. As pré-formas têm, de um modo geral, uma forma de proveta cujo gargalo tem já a forma definitiva do gargalo final do recipiente a fabricar. 0 gargalo comporta, por exemplo, uma rosca destinada a receber uma tampa de rosca.

Antes de realizar a operação de sopragem, é necessário tornar a aquecer as pré-formas num forno de aquecimento a fim de amolecer o plástico. Com essa finalidade, a matéria plástica constituindo as pré-formas é aquecida a uma temperatura superior à sua temperatura de transição vitrea. Já se conhecem fornos de aquecimento para pré-formas do tipo que comportam um túnel longitudinal de aquecimento. A pré-forma é transportada por um dispositivo de transporte desde uma primeira extremidade do túnel, depois circula ao longo do túnel no qual é aquecida antes de voltar a sair pela segunda extremidade do túnel. A pré-forma assim aquecida fica pronta para a operação de sopragem.

Para assegurar o aquecimento em profundidade do fundo e da parede cilíndrica do corpo da pré-forma em toda a sua periferia, as pré-formas são, de um modo geral, colocadas em rotação sobre si próprias durante a circulação no forno. Além disso, uma parede do túnel está equipada com meios de aquecimento por radiação enquanto a outra parede está dotada com orifícios de ventilação para permitir a passagem de ar soprado a fim de facilitar um aquecimento homogéneo em toda a espessura da parede 2 cilíndrica do corpo da pré-forma sem aquecer em excesso a camada de matéria superficial que constitui a face externa da parede cilíndrica da pré-forma.

De facto, o ar soprado permite evacuar o calor de convecção causado pelos meios de aquecimento para facilitar a penetração da radiação gerada pelos mesmos na espessura da matéria que constitui o corpo.

No entanto, o gargalo da pré-forma, que tem a sua forma e as suas dimensões definitivas, não deve ser deformado durante as operações de aquecimento e/ou de sopragem. É, portanto, essencial manter o gargalo com uma temperatura inferior à temperatura de transição vítrea. Com essa finalidade, o gargalo da pré-forma é mantido no exterior do túnel através de uma abertura do túnel que forma uma ranhura longitudinal. A fim de impedir que o calor do túnel de aquecimento não seja comunicado ao gargalo da pré-forma, este último é arrefecido pelo ar soprado por um sistema de ventilação.

Sabe-se que se equipam fornos com um único sistema de ventilação que permite, por um lado, a homogeneização do calor no túnel de aquecimento e, por outro lado, o arrefecimento do gargalo da pré-forma. 0 sistema de ventilação está, então, equipado com um deflector que está situado a montante do túnel e da pré-forma relativamente ao sentido de escoamento do ar. 0 deflector permite, dessa forma, desviar para o gargalo da pré-forma uma parte do fluxo de ar soprado. 0 documento WO-Al-03024693 divulga um forno de aquecimento equipado com um primeiro e um segundo ventiladores que são 3 configurados de modo a soprar o ar, respectivamente, para o túnel de aquecimento e para o gargalo da pré-forma.

No entanto, os ventiladores são dispostos de um lado e doutro do túnel de aquecimento. 0 forno concebido deste modo ocupa, por conseguinte, muito espaço e é pouco compacto. A presente invenção visa conceber um forno compacto e que ocupe pouco espaço e cuja eficácia de arrefecimento do gargalo da pré-forma durante a operação de aquecimento não é alterada. Com esta finalidade, a invenção propõe um forno do tipo descrito anteriormente cujo sistema de ventilação comporta dois ventiladores independentes que descarregam o ar, respectivamente, na direcção da parede ventilada e na direcção da segunda parte da pré-forma mantida no exterior do túnel de aquecimento, e que é caracterizado por as duas condutas de descarga serem adjacentes e formadas pelos compartimentos superior e inferior de uma caixa comum comportando uma divisória.

De acordo com outras características da invenção: - o sistema de ventilação comporta duas condutas distintas de entrada de ar que estão associadas, cada uma, a um ventilador; - o sistema de ventilação comporta dois veios verticais coaxiais que accionam, cada um, um ventilador associado; - a velocidade do fluxo de ar expulso pelo ventilador associado à parede ventilada é controlada por um dispositivo de comando; - os ventiladores são comandados por duas unidades de comando distintas. 4

Outras características e vantagens da invenção depreender-se-ão da leitura da descrição pormenorizada que se segue para cuja compreensão se fará referência aos desenhos em anexo, entre os quais: - a figura 1 é uma vista de perfil que representa uma pré-forma destinada a ser aquecida num forno antes de ser transformada em recipiente após uma operação de sopragem; - a figura 2 é uma vista de perfil que representa um forno para aquecer a pré-forma da figura 1 que é fabricado de acordo com os ensinamentos da invenção; - a figura 3 é uma vista em corte de acordo com o plano de corte 3-3 da figura 2 que representa o forno equipado com um sistema de ventilação que comporta dois ventiladores;

Adoptar-se-á, na descrição que se segue e a titulo não limitativo, uma orientação longitudinal, vertical e transversal indicada pelo triedro L, V, T da figura 2.

Na descrição que se segue, ir-se-á utilizar uma orientação de montante para jusante para descrever o escoamento dos fluxos de ar.

Ir-se-ão utilizar também as mesmas referências para designar elementos idênticos, semelhantes ou análogos.

Representou-se, na figura 1, uma pré-forma 10 que é constituída por um material plástico, tal como poli(tereftalato de etileno), (pet) e que se destina a ser transformada num recipiente em plástico após uma primeira operação de aquecimento para amolecer o plástico e, depois, uma segunda operação de sopragem, para conformar a pré-forma 10 em recipiente. 5 A pré-forma 10 tem uma forma de proveta ou de tubo de ensaio com um eixo A vertical. O corpo 12 tubular da pré-forma 10 está fechado na sua extremidade superior por um fundo 14 hemisférico, enquanto a sua extremidade inferior comporta um gargalo 16 que forma um gargalo final. O gargalo 16 tem já a forma definitiva do gargalo final do recipiente acabado. Desse modo, para obter um recipiente acabado, só se deve deformar por sopragem o corpo 12 tubular e o seu fundo 14. Durante a operação de aquecimento, é, por conseguinte, importante só tornar a aquecer uma primeira parte da pré-forma 10, comportando o corpo 12 tubular e o fundo 14, para além da temperatura de transição vitrea do plástico, mantendo, ao mesmo tempo, a temperatura do gargalo 16, que forma uma segunda parte da pré-forma 10, abaixo da temperatura de transição vitrea. O gargalo 16 é delimitado superiormente por um rebordo 18. A face 20 cilíndrica externa do gargalo comporta, neste caso, uma rosca que se destina a receber uma tampa com rosca (não representada) a fim de fechar o recipiente.

Representou-se, na figura 2, um forno 22 para aquecer a pré-forma 10 durante a operação de aquecimento. O forno 22 comporta, neste caso, um túnel 24 longitudinal de aquecimento no interior do qual a pré-forma 10 se destina a ser deslocada segundo o sentido indicado pela seta F. O túnel 24 comporta uma primeira extremidade 26 de entrada da pré-forma 10, à direita segundo a figura 2, e uma segunda extremidade 28 de saída da pré-forma 10, à esquerda segundo a figura 2. 6

Como ilustrado na figura 2, o forno 22 comporta um dispositivo 30 de transporte da pré-forma 10 desde a entrada 26 até à saida 28 do túnel 24. O dispositivo 30 de transporte comporta um trem de mandris 32 de preensão da pré-forma 10 que se estendem verticalmente por cima de uma calha 34 inferior que se estende sob o túnel 24 de modo paralelo a este último. Os mandris destinam-se a manter a pré-forma 10 na vertical durante o seu percurso ao longo do túnel 24. A forma longitudinal rectilínea do túnel 24, tal como representada na figura 2, é dada a titulo de exemplo não limitativo.

Representou-se, na figura 3, uma secção do túnel 24. Este é delimitado, transversalmente, por duas faces 36 e 38 internas longitudinais, verticais e paralelas entre si, que pertencem, respectivamente, a uma primeira parede 40, situada à direita na figura 3, e a uma segunda parede 42, situada à esquerda. O túnel 24 não é, neste caso, fechado, nem em cima, nem em baixo. Desse modo, os bordos longitudinais inferiores das faces 36 e 38 internas delimitam uma abertura 41 inferior em forma de ranhura longitudinal. A primeira parede 40 está equipada com um dispositivo 46 de aquecimento do túnel 24. No exemplo representado na figura 3, o dispositivo 46 de aquecimento comporta oito lâmpadas de infravermelhos que são, neste caso, identificadas como IRl a IR8, e que têm a forma de tubos longitudinais. Os tubos IRl a IR8 são mantidos por cada uma das suas extremidades na proximidade da face 36 interna da primeira parede 40 com a ajuda de meios, neste caso, estrias 48 longitudinais repartidas 7 verticalmente que se destinam, cada uma, a alojar uma extremidade das lâmpadas IRl a IR8. A segunda parede 42 comporta, neste caso, orificios 50 que atravessam, transversalmente, a sua espessura a fim de permitir que um fluxo de ar gerado por um sistema 52 de ventilação penetre no interior do túnel 24. Como explicado no preâmbulo, o fluxo de ar permite, desse modo, arrefecer a camada superficial de matéria que forma a face externa da parede cilíndrica da pré-forma 10.

Como representado na figura 3, o corpo 12 tubular e o fundo 14 da pré-forma 10 são mantidos no interior do túnel 24 de aquecimento, enquanto o gargalo 16 e o rebordo 18 são mantidos no exterior do túnel 24 passando através da abertura 41 inferior. A fim de manter o gargalo 16 com uma temperatura inferior à sua temperatura de transição vítrea, um fluxo de ar fresco é soprado transversalmente na direcção do gargalo 16 pelo sistema 52 de ventilação. O sistema 52 de ventilação está situado transversalmente à esquerda da segunda parede 42, segundo a figura 3.

De acordo com os ensinamentos da invenção, o sistema de ventilação comporta dois ventiladores, superior 54a e inferior 54b, distintos. Na descrição que se segue, as referências dos componentes do ventilador superior 54a serão seguidas da letra «a», enquanto que as referências dos componentes do ventilador inferior 54b serão seguidas da letra «b».

Cada ventilador 54a e 54b comporta, principalmente, uma roda 56a e 56b de pás motorizada, também denominada turbina, que é montada de modo a poder rodar em torno de um eixo B vertical, uma conduta 58a, 58b axial vertical de entrada de ar e uma conduta 60a, 60b tangencial transversal de descarga ou de saída de ar. Os ventiladores 54a e 54b são globalmente simétricos relativamente a um plano horizontal mediano, ou seja, as rodas 56a e 56b de pás motorizadas e as condutas 60a e 60b de descarga são adjacentes, enquanto as condutas 58a e 58b de entrada são orientadas de forma oposta.

As rodas 56a e 56b de pás motorizadas são montadas de modo a rodarem em torno do mesmo eixo B vertical. São, cada uma, accionada de modo rotativo por um motor 62a e 62b associado por intermédio de um veio 64a, 64b. Os motores 62a e 62b são, neste caso, dispostos na vertical entre as duas rodas 56a e 56b de pás.

De acordo com uma variante não representada da invenção, os motores 62a e 62b estão afastados dos ventiladores 54a e 54b e accionam os veios 64a e 64b por intermédio de mecanismos de transmissão de movimento, tais como correias. As duas rodas 56a e 56b de pás podem, desse modo, ser aproximadas verticalmente uma da outra para que o sistema 52 de ventilação ocupe menos espaço em altura.

As condutas 58a e 58b de entrada de ar são dispostas na vertical no eixo B das rodas 56a e 56b de pás em oposição uma à outra.

Desse modo, a conduta 58a de entrada de ar do ventilador superior 54a estende-se na vertical por cima da roda 56a de pás 9 de modo a aspirar o ar situado por cima do sistema 52 de ventilação para baixo até à roda 56a de pás. A conduta 58b de entrada de ar do ventilador 54b estende-se na vertical por cima da roda 56b de pás de modo a aspirar o ar situado sob o sistema 52 de ventilação para cima até à roda 56b de pás.

As condutas 60a e 60b de descarga são orientadas transversalmente na direcção do túnel 24. São adjacentes entre si.

No exemplo representado na figura 3, elas são formadas numa caixa 66 comum de saida que é dividida em dois compartimentos, superior 60a e inferior 60b, por uma divisória 68 horizontal que está situada, sensivelmente, no plano de simetria dos dois ventiladores 54a e 54b. A primeira extremidade 70 transversal a montante da caixa 66, situada à esquerda e na saida das rodas 56a e 56b de pás quando se observa a figura 3, e a segunda extremidade 72 transversal a jusante comportam aberturas de forma a deixar circular, transversalmente, um fluxo de ar desde as rodas 56a e 56b de pás na direcção do túnel 24 e do gargalo 16, respectivamente. O compartimento 60a superior forma, desse modo, uma conduta de descarga que se estende transversalmente desde a roda 56a de pás até à segunda parede 42 do túnel 24 de aquecimento. O compartimento 60b inferior forma, desse modo, uma conduta de descarga que se estende transversalmente desde a roda 56b de pás inferior até à vizinhança do gargalo 16 da pré-forma 10. 10

Os motores 62a e 62b são, de um modo vantajoso, comandados por duas unidades de comando distintas. É, desse modo, possível regular o fluxo de ar que atravessa a segunda parede 42 agindo sobre o ventilador superior 54a, sem modificar o fluxo de ar necessário ao arrefecimento do gargalo 16.

Durante o funcionamento do sistema 62 de ventilação, os motores 62a e 62b accionam de modo rotativo as rodas 56a e 56b de pás que aspiram o ar pelas condutas 58a e 58b axiais de entrada, como representado pelas setas da figura 3. A roda 56a de pás superior sopra o ar aspirado desse modo para a conduta 60a de descarga superior. O ar descarregado atravessa os orifícios 50 da segunda parede 42 de forma a penetrar no interior do túnel 24. A roda 56b de pás inferior sopra o ar aspirado desse modo para a conduta 60b de descarga inferior. O ar descarregado é dirigido directamente para o gargalo 16 a fim de o arrefecer.

De acordo com uma variante não representada da invenção, a conduta 58b de entrada do ventilador inferior 54b está contida, de forma coaxial, no interior da conduta 58a de entrada do ventilador superior 54a. O troço de extremidade a jusante da conduta de entrada é prolongado no sentido descendente através de uma cavidade vertical executada no eixo do cubo da roda 56a de pás superior e, depois, o ar que circula, desse modo, através do cubo é aspirado pela roda 56b de pás inferior antes de ser descarregado para a conduta 60b de descarga inferior. Esta configuração permite, de um modo vantajoso, que o ventilador inferior 54b evite aspirar elementos susceptíveis de se 11 encontrarem sob o forno 22, por exemplo, poeira espalhada no solo situado sobre o forno 22.

Lisboa, 28 de Novembro de 2007 12

Claims

REIVINDICAÇÕES 1. Forno (22) de aquecimento para uma pré-forma (10), nomeadamente para uma pré-forma de recipiente em plástico, que comporta um túnel (24) longitudinal de aquecimento que é delimitado transversalmente pelas faces (36, 38) internas verticais, longitudinais e paralelas entre si de duas paredes (40, 42), estando uma primeira parede (40) de aquecimento equipada com um sistema (46) de aquecimento, comportando a outra parede (42) ventilada orifícios (50) de ventilação destinados a deixar passar, transversalmente, o ar soprado por um sistema (52) de ventilação desde montante, no exterior do túnel (24) de aquecimento, para jusante, no interior, e no qual uma primeira parte (12, 14) da pré-forma (10) é aquecida no túnel (24) de aquecimento, enquanto que uma segunda parte (16) da pré-forma (10) é mantida no exterior do túnel (24) de aquecimento através de uma abertura (41) longitudinal disposta entre os bordos longitudinais das paredes (36, 38) do túnel (24) de aquecimento, comportando o sistema (52) de ventilação dois ventiladores (54a, 54b) independentes que descarregam o ar transversalmente, respectivamente na direcção da parede (42) ventilada e na direcção da segunda parte (16) da pré-forma (10) a fim de manter a matéria constitutiva desta segunda parte (16) da pré-forma (10) com uma temperatura inferior à sua temperatura de amolecimento, e comportando o sistema (52) de ventilação duas condutas (60a, 60b) distintas de descarga do ar, em que cada uma está associada a um ventilador (54a, 54b), 1 caracterizado por as duas condutas (60a, 60b) de descarga serem adjacentes e formadas pelos compartimentos superior e inferior de uma caixa (66) comum comportando uma divisória (68) .
2. Forno de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por o sistema (52) de ventilação comportar duas condutas (58a, 58b) distintas de entrada de ar que estão associadas, cada uma, a um ventilador (54a, 54b).
3. Forno (22) de acordo com a reivindicação anterior, caracterizado por o sistema (52) de ventilação comportar dois veios (64a, 64b) verticais e coaxiais que accionam, cada um, um ventilador (54a, 54b) associado.
4. Forno de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por a velocidade do fluxo de ar expulso pelo ventilador (54a) associado à parede (42) ventilada ser controlada por um dispositivo de comando.
5. Forno de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por os ventiladores (54a, 54b) serem comandados por duas unidades de comando distintas. Lisboa, 28 de Novembro de 2007 2