PT2531454E - Processo para restabelecer o perfil de temperatura simétrica num alimentador na saída de uma curva, e alimentador para a realização deste processo - Google Patents

Description

DESCRIÇÃO

EP íGRAFE: "PROCESSO PARA RESTABELECER O PERFIL DE TEMPERATURA SIMÉTRICA NUM ALIMENTADOR NA SAÍDA DE UMA CURVA, E ALIMENTADOR PARA A REALIZAÇÃO DESTE PROCESSO" A presente invenção refere-se a um processo para restabelecer uma simetria da distribuição de temperaturas entre os lados direito e esquerdo da secção transversal de uma corrente de vidro fundido que percorre um alimentador e cujo escoamento foi tornado dissimétrico pela passagem numa zona de curva, o que induziu a uma dissimetria térmica.

Os dispositivos de transferência do vidro fundido, conhecidos como alimentadores, são concebidos para encaminhar o vidro fundido da zona de elaboração do vidro (forno de fusão) a uma zona de enformação (máquina de enformação ou de moldagem) . Um alimentador compreende uma parte inferior em materiais refratários formando um canal para a corrente de vidro, isolado termicamente por vários materiais isolantes e uma parte superior igualmente isolada termicamente e formando uma cobertura cobrindo o canal.

Um alimentador pode consistir numa simples linha ligando diretamente o forno de fusão à máquina de enformação.

No entanto, um alimentador pode também comportar pelo menos uma zona em curva que permite adaptar a forma deste último às condicionantes espaciais da linha. A presente invenção diz respeito a alimentadores incluindo pelo menos uma zona em curva. A temperatura média e a homogeneidade térmica do vidro à saida do alimentador são cruciais para a enformação, em particular para a enformação de massa de vidro antes da moldagem com as caracteristicas térmicas exigidas pelo processo de fabrico. Os dois critérios procurados para a térmica do vidro à saida do alimentador são: - ter uma distribuição de temperaturas o mais simétrica possível entre os lados direito e esquerdo do alimentador sobre a secção transversal do canal na saída; - reduzir, na medida do possível em função da cor do vidro, os gradientes de temperatura entre as zonas mais frias e as zonas mais quentes do vidro nesta mesma secção. 0 respeito destas condicionantes ajuda à formação de duas massas de vidro antes da moldagem, esquerda e direita, de uma máquina dupla massa de vidro antes da moldagem, com uma térmica similar e de gradientes de temperatura fracos e de simetria axial entre o centro e a pele da massa de vidro antes da moldagem.

Uma zona em curva de um alimentador é uma fonte de assimetrias térmicas porque o escoamento do vidro nesta zona é caracterizado por um campo de velocidades assimétrico, com perdas de cargas e perdas térmicas diferenciais entre o interior e o exterior da curva.

Como consequência, nos casos em que o vidro possui na entrada da curva um perfil de temperatura simétrico com uma veia quente central, esta veia quente do vidro não se encontra mais centrada no meio da secção transversal do canal na saida da curva e as zonas frias próximas da soleira e das paredes verticais do alimentador têm geralmente temperaturas mais baixas no exterior do que no interior da curva. Se, para vidros mais claros, as não homogeneidades térmicas assim criadas têm tempo para ser absorvidas e de desaparecer entre a zona da curva e a zona de saida do alimentador, para vidros de cor mais escura, caracterizados por um comprimento de estabelecimento térmico da ordem de vários metros, não sendo este não é o caso.

As não homogeneidades de temperatura na circunferência da massa de vidro antes da moldagem (gota de vidro) podem implicar heterogeneidades de espessura na circunferência dos artigos (garrafas, potes, etc.) formados. A presente invenção visa remediar estes inconvenientes que provêm do fato da veia quente de um escoamento de vidro num alimentador ser desviada na saída da curva, um tal desvio acentuando a heterogeneidade das temperaturas. A presente invenção tem primeiramente por objeto um processo para restabelecer uma simetria da distribuição das temperaturas entre os lados direito e esquerdo da secção transversal de um escoamento de vidro fundido que tenha sido encaminhado num alimentador comportando pelo menos uma zona de curva, e uma dissimetria térmica ter sido induzida pela passagem na curva, o alimentador compreendendo: - um canal de escoamento formado a partir de elementos refratários e materiais isolantes e constituído de uma soleira horizontal e de duas paredes laterais; e - uma cobertura formada de um teto refratário e de partes laterais equipadas com queimadores, caracterizada por, na zona de ou de cada curva, modificar-se o canal de escoamento escolhendo uma parte correspondente da soleira inclinada, a inclinação sendo escolhida de modo que o canal de escoamento seja mais profundo na região externa da curva do que na sua região interna, as alturas das duas paredes laterais do canal sendo modificadas em consequência.

Pode escolher-se uma inclinação da soleira na zona de curva ou de cada curva de 22 a 122 em relação à horizontal.

Pode-se escolher em particular uma inclinação da soleira na zona de curva ou de cada curva de 9° a 10° em relação à horizontal.

Por outro lado, escolhe-se vantajosamente uma inclinação da soleira que diminui progressivamente a partir da zona da curva até à horizontal, por um lado, numa zona de entrada da curva que constitui uma zona de ligação com o canal no ramo de entrada do alimentador, e por outro lado, numa zona de saida da curva constituindo uma zona de ligação com o canal no ramo de saida do alimentador.

Conforme a presente invenção, pode-se modificar o canal de escoamento numa zona de curva para o qual o ramo de entrada e o ramo de saida formam um ângulo > a 80° e < 180°, em particular um ângulo de 90°. A presente invenção tem igualmente por objeto um dispositivo de transferência de vidro fundido a partir da zona de elaboração do vidro à zona de formação ou moldagem, constituído por um alimentador comportando pelo menos uma zona de curva, o alimentador compreendendo: um canal de escoamento formado a partir de elementos refratários e materiais isolantes e constituído de uma soleira horizontal e de duas paredes laterais; e uma cobertura cobrindo o canal, formada de um teto refratário e de partes laterais equipadas de queimadores, caracterizada por, na região de uma curva, a soleira ser modificada para apresentar uma inclinação em relação à horizontal de tal maneira que o canal de escoamento seja mais profundo na região externa da curva do que na região interna. A inclinação da soleira na zona da curva ou de cada curva pode ser escolhida como indicado mais acima.

Conforme um modo de realização particular, a inclinação da soleira diminui progressivamente a partir da zona da curva até à horizontal, por um lado, numa zona de entrada da curva, a qual constitui uma zona de ligação com o canal no ramo de entrada do alimentador, e por outro lado, numa zona de saída da curva constituindo uma zona de ligação com o canal no ramo de saída do alimentador.

De acordo com a invenção, o canal de escoamento pode ser modificado numa zona de curva para o qual o ramo de entrada e o ramo de saída formam um ângulo > 80° e < 180°, em particular um ângulo de 90°.

Para melhor ilustrar o objeto da presente invenção, será descrito a seguir, a título indicativo e não limitativo, um modo de realização particular com referência aos desenhos anexos.

Nestes desenhos: - A figura 1 representa uma vista esquemática em perspetiva de uma zona de curva de um alimentador de acordo com a invenção; A figura 2 é, em escala maior, uma vista em perspetiva da soleira do canal de escoamento do vidro fundido numa parte da curva; A figura 3 mostra as curvas de nivel de velocidade (à esquerda) e de temperatura (à direita) sobre um plano horizontal a meia altura do vidro para a geometria da soleira plana e uma veia quente na entrada, no caso de um vidro de coloração escura; A figura 4 mostra as curvas de nivel de velocidade (à esquerda) e de temperatura (à direita) sobre um plano horizontal a meia altura do vidro para a geometria da soleira inclinada e uma veia quente na entrada, no caso de um vidro de coloração escura; e A figura 5 mostra as curvas de nivel de temperatura sobre um plano horizontal a meia altura do vidro para a geometria de acordo com a invenção com soleira inclinada e uma veia quente no caso de um vidro de coloração mais clara.

Se se refere à figura 1, vê-se que representou-se de uma maneira esquemática uma parte de um alimentador 1, comportando uma zona de uma curva 2, a qual assegura uma transição entre um primeiro ramo 3 e um segundo ramo 4 do alimentador, os ramos 3 e 4 formando um ângulo de 90°. O ramo 3 é alimentado transversalmente pelo seu lado exterior 3a pelo escoamento do vidro saindo do forno de fusão servindo para a elaboração do vidro. O ramo 4 comporta, na sua extremidade livre, o dispositivo de alimentação 5 de uma máquina de enformação. O trajeto do vidro no alimentador é representado pelas setas F. A estrutura do alimentador é conhecida e não será descrita mais em detalhe aqui. Pode-se ver sobre a figura 1 a cobertura 7 do alimentador 1, formada de um teto plano 7a e de partes laterais 7b equipadas de queimadores no local 9. A cobertura 7 cobre o canal 8 (figura 2) do alimentador 1.

Os queimadores 9 repousam sobre a parede horizontal superior das paredes 8b, 8c do canal 8. A parte do canal 8 na zona da curva 2 é representada numa escala maior sobre a figura 2. 0 canal 8 comporta uma soleira 8a e paredes laterais 8b, 8c geralmente perpendiculares à soleira 8a.

Num canal 8 clássico de alimentador, a soleira 8a é horizontal e as paredes laterais 8b, 8c são da mesma altura.

De acordo com a presente invenção, a soleira 8a foi modificada para apresentar uma parte inclinada para baixo sobre a parte exterior na zona de curva 2.

No exemplo ilustrado, parte-se de um canal 8 apresentando uma soleira 8a de 1300 mm de largura e de paredes laterais 8b, 8c de 200 mm de altura, e modifica-se no seguimento a geometria do canal 8: a zona de curva 2 do canal 8 é dividida, segundo o trajeto F do escoamento do vidro, em: - uma zona 2a de entrada da curva constituindo uma zona de ligação com o canal 8 no ramo de entrada 3 do alimentador i; - uma zona 2b da curva; - uma zona 2c de saída de curva, constituindo uma zona de ligação com o canal 8 no ramo de saída 4 do alimentador 1.

Sobre a figura 2, representou-se a zona 2d do canal 8, fazendo sequência à zona 2c de saída da curva e constituindo uma parte Standard do canal 8 devido ao facto de se proceder a análises da evolução do escoamento do vidro nesta zona 2d

As dimensões das zonas 2a a 2d são as seguintes: comprimento das zonas 2a e 2c : 610 mm; altura da parede interna 8b na zona 2b : 102 mm num ângulo de 90°; altura da parede externa 8c da zona 2b : 302 mm num ângulo de 90°; e comprimento da zona 2d para o estudo do escoamento : 1600 mm. A altura das paredes externas 8c das zonas 2a e 2c diminui progressivamente em direção das zonas standard dispostas respetivamente na entrada e na saída da curva. A inclinação para baixo e para o exterior da soleira 8a de acordo com a invenção em relação à horizontal é de aproximadamente 10° na região 2b da curva. Esta inclinação diminui progressivamente nas zonas 2a e 2c em direção das zonas standard de entrada e de saida da curva.

Nas Figuras 3 e 4 são comparadas as curvas de niveis de velocidade (à esquerda nestas duas figuras) e as curvas de niveis de temperatura (à direita nestas duas figuras) obtidas com uma geometria da soleira plana (figura 3) e uma geometria da soleira inclinada (figura 4), estas geometrias sendo tais como descritas mais acima. As curvas de niveis de velocidades e temperaturas representadas nas figuras 3 e 4 (assim como na figura 5 descrita a seguir) correspondem ao escoamento a meia altura numa curva com soleira respetivamente plana e inclinada (como representado na figura 2). O perfil de temperatura é dito de uma veia quente e corresponde a um débito de 100 t/j.

Na parte esquerda da figura 3, pode-se ver que a curva de nivel de velocidade do vidro a meia altura mostra o desvio do escoamento para o interior da curva, com velocidades mais elevadas nesta região. A assimetria é mantida até à saida do canal. Sobre o bordo exterior da curva, pode-se observar velocidades mais lentas. A curva de nível de temperatura na parte direita da figura 3 mostra um forte arrefecimento do vidro no exterior da curva, em que a superfície de contacto com as paredes é maior. 0 vidro mais frio tem uma maior viscosidade, o que acentua a redução inicial de velocidades. A curva de nível da temperatura conserva esta assimetria com as temperaturas mais elevadas do lado da parede interna, até à saída do canal.

No caso da soleira inclinada, as curvas de nível de velocidade (parte esquerda da figura 4) e de temperatura (parte direita da figura 4) mostram o desvio do escoamento para o exterior da curva com uma zona quente recentrada à saída da curva. A inclinação da soleira permite voltar a tornar simétrica a veia quente na largura do alimentador. A modificação aparente do perfil interno da curva sobre a figura 4 é devida ao facto de que o corte se situar no plano inclinado da soleira nesse sítio.

Se nos referirmos à figura 5, pode-se ver que se representou a curva de nível de temperatura da mesma maneira que sobre a figura 4, não mais para um vidro de cor escura mas para um vidro de cor clara. 0 perfil de temperatura na entrada é o mesmo que para o vidro de cor escura. A curva de nivel de temperatura sobre o plano horizontal a meia altura do vidro mostra o desvio do escoamento para o exterior da curva. A inclinação da soleira permite igualmente voltar a tornar simétrica a veia quente para o exterior da curva.

Lisboa, 31 de Maio de 2016

Claims (1)

1. REIVINDICAÇÕES Ia - Processo para restabelecer ou tender a restabelecer uma simetria de distribuição das temperaturas entre os lados direito e esquerdo da secção transversal de um escoamento de vidro fundido que percorre num alimentador (1) comportando pelo menos uma zona de curva (2), uma dissimetria térmica tendo sido induzida pela passagem numa curva (2), o alimentador (1) compreendendo: - um canal de escoamento (8) formado a partir de elementos refratários e materiais isolantes e constituído de uma soleira horizontal (8a) e de duas paredes laterais (8b; 8c) ; e - uma cobertura (7) cobrindo o canal (8), formada de um teto (7a) em refratários e partes laterais (7b) equipadas de queimadores (9), caracterizado por na zona da ou de cada curva (2), se modificar o canal de escoamento (8) escolhendo uma parte correspondente de soleira (2b) inclinada, sendo a inclinação escolhida para que o canal de escoamento (8) seja mais profundo na região externa da curva (2) que na sua região interna, as alturas das duas paredes laterais (8b, 8c) do canal (8) sendo modificadas em consequência. 2a - Processo de acordo com a reivindicação η2 1, caracterizado por se escolher uma inclinação da soleira na zona da curva ou de cada curva (2) de 2° a 12° em relação à horizontal. 3a - Processo de acordo com a reivindicação n2 2, caracterizado por se escolher uma inclinação da soleira na zona da curva ou de cada curva (2) de 9° a 10° em relação à horizontal. 4a - Processo de acordo com uma das reivindicações η2 1 a 3, caracterizado por se escolher uma inclinação da soleira que diminui progressivamente a partir da zona da curva (2b) até à horizontal, por um lado, numa zona de entrada da curva (2a) , que constitui uma zona de ligação com o canal (8) no ramo de entrada (3) do alimentador (1), e por outro lado, numa zona de saida da curva (2c) , constituindo uma zona de ligação com o canal no ramo de saida (4) do alimentador (1). 5a - Processo de acordo com uma das reivindicações η2 1 a 4, caracterizado por se modificar o canal de escoamento numa zona da curva para a qual o ramo de entrada (3) e o ramo de saida (4) formam um ângulo > 80° e < 180°, em particular um ângulo de 90° . 6a - Dispositivo de transferência do vidro fundido da zona de elaboração do vidro para a zona de formação ou moldagem, constituído por um alimentador (1) comportando pelo menos uma zona de curva (2), o alimentador (1) compreendendo: - um canal de escoamento (8) formado a partir de elementos refratários e materiais isolantes e constituído de uma soleira horizontal (8a) e de duas paredes laterais (8b, 8c) ; e - uma cobertura (7) cobrindo o canal (8), formado de um teto (7a) em refratários e de partes laterais (7b) equipadas de queimadores (9), caracterizado por, na região de uma curva (2), a soleira (8a) ser modificada para apresentar uma inclinação (em 2b) em relação à horizontal de tal maneira que o canal de escoamento seja mais profundo na região externa da curva (2) que na região interna. 7a - Dispositivo de acordo com a reivindicação n2 6, caracterizado por a inclinação da soleira na zona da curva ou de cada curva (2) ser de 2° a 12° em relação à horizontal. 8a - Dispositivo de acordo com a reivindicação n2 7, caracterizado por a inclinação da soleira na zona da curva ou de cada curva (2) ser de 9o a 10° em relação à horizontal. 9a - Dispositivo de acordo com uma das reivindicações n2 6 a 8, caracterizado por a inclinação da soleira (8) diminuir progressivamente a partir da zona de curva (2b) até à horizontal, por um lado, numa zona de entrada da curva (2a) que constitui uma zona de ligação com o canal (8) no ramo de entrada (3) do alimentador (1), e por outro lado, numa zona de saida da curva (2c) constituindo uma zona de ligação com o canal (8) no ramo de saida (4) do alimentador (1). 10a - Dispositivo de acordo com uma das reivindicações n2 6 a 9, caracterizado por o canal de escoamento ser modificado numa zona de curva para a qual o ramo de entrada (3) e o ramo de saida (4) formam um ângulo > 80° e < 180°, em particular um ângulo de 90 0 . Lisboa, 31 de Maio de 2016