WO2009074694A1 - Instalación, horno y procedimiento de calentamiento de tubos preforma previo a su orientación molecular - Google Patents

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WO2009074694A1
WO2009074694A1 PCT/ES2007/070210 ES2007070210W WO2009074694A1 WO 2009074694 A1 WO2009074694 A1 WO 2009074694A1 ES 2007070210 W ES2007070210 W ES 2007070210W WO 2009074694 A1 WO2009074694 A1 WO 2009074694A1
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heating
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tubes
molecular orientation
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Antonio ARENA FERNÁNDEZ
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Molecor Tecnología, S.L.
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    • F27B9/2423—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity characterised by the path of the charge during treatment; characterised by the means by which the charge is moved during treatment the charge moving in a substantially straight path tunnel furnace being carried by a conveyor the conveyor being constituted by rollers (roller hearth furnace) the charge rotating about an axis parallel to the axis of advancement of the charge
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    • B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2023/00—Tubular articles
    • B29L2023/22—Tubes or pipes, i.e. rigid

Definitions

  • the field of application of the invention is encompassed within the manufacturing processes of tubular profiles or molecularly oriented plastic tubes and in particular of discontinuous or "in-batch" systems.
  • the present invention relates to an installation and the corresponding method for the adaptation of initial pipes or preforms for
  • the object of the invention consists of a system for preparing the preform pipes that must be introduced into the mold for subsequent molecular orientation, so that they are heated to the specific molecular orientation temperature, with the maximum regularity and homogeneity of thicknesses, always in a gaseous medium and very quickly and economically, by means of the installation and the manufacturing method of this invention.
  • the installation is mainly based on a specially designed oven, which incorporates a series of accessories both internally and externally, which allow adequate convection of air, a movement inside the pipes and adequate control systems, optimizing both the process time and the thermal homogeneity of the pipes.
  • Molecular biorientation is a process by which, by applying a mechanical deformation to a previously extruded tube or proforma under suitable conditions of temperature, pressure, strain rate and deformation radius mainly, a substantial modification of its mechanical properties occurs, mainly The sigma (or tension) of the material, the resistance to impact, improvement of creep (or thermofluence), resistance to the propagation of cracks, improvement of Young's modulus, etc.
  • This document includes a continuous work process, from the extrusion to the previous step to the orientation.
  • the tube that has been extruded and cooled slightly to facilitate its cutting, is cut in suitable lengths and introduced into a hot water tank, around 100 0 C, which acts as a cooling vehicle and temper the pipe by lowering its temperature.
  • the tempering system is a water tank, where pipes are stored for a certain time until they are removed from the tank and used.
  • the main characteristics of this method are that the system works in a continuous process (the treatment takes place in a tube immediately after its extrusion and therefore the tube is at a high temperature), and the guillotine cutting system acts on that hot tube and in a plastic state.
  • the water tank incorporates a support for the pipes to be cooled at a specific and unique temperature in the container, and an axial current of the water is created by means of pumps, and an oscillating movement to improve the thermal transfer.
  • This system has the following disadvantages:
  • the pieces that are being treated support each other, in an uncontrolled way, and with an irregular flow, so that the homogeneity of temperature in the thicknesses is not guaranteed, or is guaranteed but with excessive residence times,
  • the installation of the invention comprises a feeder in which the plastic tubes or tubular profiles are located at room temperature and a special oven for dry and air heating of said tubes, from room temperature to temperature of orientation.
  • This oven has the possibility of allowing access from all directions, although preferably it is proposed that the proforma tubes enter axial direction and for simplicity at the same level they remain when they are being heated.
  • the loss of hot air is negligible, unlike the installation object of the patent application WO 98/13182, which does not allow this multiple access and the openings are much greater, being also in this case the fluid that escapes water vapor, More energetic and problematic.
  • the oven preferably has internal displacement systems, through which the preform tubes are advanced step by step and transverse between one-to-one rotating supports, until the exit.
  • the number of steps or supports that exist in the oven will depend on the desired residence time for the tubes to be manufactured.
  • the mentioned rotary supports of the tubes consist of two parallel groups of longitudinal, spaced and motorized rollers, arranged in a way and so that while the preformed tube is supported, these rollers revolve around their axial axis and by contact make the tubes rotate preform leaning on. This continuous movement guarantees from the first moment and throughout the whole process the circumferential thermal homogeneity.
  • One of the fundamental parts of the oven consists of an internal air convection system, whose main parts are: powerful fans that move the air at high speed, a system of baffles that print to the air flow the appropriate direction to optimize Ia thermal transmission, and a system of probes, controls and resistances that allow to create within the enclosure areas with temperatures and differential parameters with respect to its adjoining ones.
  • the areas of one of the ends of the tubes can be heated more, in the case of wanting to differentiate the temperature from the rest of the tube, for example if the mold performs the integrated mouth, and conditions are required of different orientation.
  • This induced longitudinal temperature difference does not imply any contradiction with the fundamental fact that this oven is designed to guarantee a very high and improved thermal homogeneity with respect to the invention described in the previous section in which it refers to the distribution of temperatures in the circumferential thickness of the tube.
  • a blowing system formed by axial air projectors can be added, which axially introduces the hot air inside the tube preforms, increasing the thermal efficiency and the transmission through the inner walls of the tube.
  • the heating procedure consists of the following phases:
  • a rotation about its axial axis is printed on the preform tube during a time interval in a section of the furnace, followed by its transverse displacement to another parallel section, in that the rotation and transverse displacement are carried out consecutively until the exit of the preform tube to obtain a homogenization of its circumferential temperature and its thickness.
  • the heating process is carried out uniformly with different temperatures in different areas along the length of the preform tube, especially in the mouth.
  • This heating process is valid for preformed tubes of polymeric material, both for those of greater size and for those of lower density than that of water.
  • Figure 1. Shows a plan view in which the oven feeder and the oven are observed with a partial cut.
  • Figure 2. Shows a view of an axial section of said furnace represented in Figure 1 according to the cut-off plane AA, where the various equipments that make up this furnace are observed, as well as the main air flows, in which the fans They are located in the upper position and the flow of hot air is directed from the top down.
  • Figures 3A to 3D.- Shows a sectional view of the oven according to A-A in which four sequences of the movement of the tubes in their process of advancement within the oven are appreciated.
  • Figure 4. It shows a sectional view of the oven, in case you incorporate the fan in the lower position and the baffles are arranged in such a way that the flow of hot air is directed from the bottom up.
  • a feeder (14) in which the preform tubes (11) are located at room temperature, and - an air oven (8) to which the preform tubes (11) arrive from the feeder (14) in which dry heating of the preform tubes (1 1) is carried out until a uniform temperature is reached in its thickness, for its subsequent discharge and direction towards the mold, not shown, in which it is carried out its molecular biorientation.
  • the oven (8) generally incorporates:
  • transverse displacement means located in parallel arrangement on which the preform tubes (1 1) support and rotate for homogeneous circumferential heating
  • transverse displacement means (5, 6) that facilitate the elevation of the preform tubes (1 1) and its displacement in the transverse direction to favor progressive and uniform heating throughout the thickness of the preform tube (1 1)
  • heating current generating sets (15, 10, 2) formed by resistors (15), fans ( 10) and baffles (2) distributed longitudinally in sectors or quadrants inside the oven (8) for heating the air and its distribution on the preform tube (1 1).
  • Each of the rotating supports (3) basically comprises two parallel groups of spaced and motorized longitudinal rollers (20), as can be seen in Figure 1.
  • furnace (8) can have means for axial displacement of inlet (4) and outlet (4 '), represented in Figure 2 for example, to facilitate the entry and / or exit of the tubes preform (1 1), which preferably comprise motorized transverse rollers (21), of conical preferred configuration.
  • the transverse displacement means (5, 6) comprise a tray (6), and translation supports (5) fixed to the tray (6) and located in correspondence with the spaces between longitudinal rollers (20) and between transverse rollers (21) for lifting the preform tubes (1 1) and moving in a transverse direction towards and / or from a rotating support (3).
  • the oven (8) is equipped with a thermally insulated double wall metal housing that borders the heated enclosure, with side or front and rear access for lateral or axial feeding, showing in figure 1 a door (13) for entry and exit axial in correspondence with the accesses, and whose opening is preferably vertical, but could be horizontal.
  • the preform tube (1 1) can enter axially thanks to the transverse rollers (21), which cause the preform tube (11) to enter or exit the oven (8) when rotating in one or other sense.
  • Each of the rows of longitudinal rollers (20) of the rotating support (3) serve discontinuously as support for the preform tube (11) to be treated, along two of its generatrices as shown in Figure 2.
  • By contact turning these longitudinal rollers (20) causes a rotation in the preform tube (11) that rests on it.
  • the preform tube (1 1) rotates on the longitudinal rollers (20) that are below the line of the contact generatrices of the preform tube (1 1).
  • both the tray (6) and the translation supports (5) that are in solidarity, they rise above this generatrix and support the preform tube (1 1), then move perpendicularly, and lower until the preform tube (1 1) rests on another rotating support (3) closer to the outlet.
  • the preform tubes (11) While the preform tubes (11) are supported on the rotating longitudinal rollers (20), the preform tubes (1 1) rotate and are affected by the hot air stream (1) as seen in Figures 2 or 3, driven by the fans (10), driven by their respective motors (9) and which is heated by the resistors (15) housed at the fan outlet (10).
  • the activation of these resistors (15) is controlled by conveniently located pyrometric detectors (17).
  • This stream of hot air (1) is directed by means of baffles (2), which normally lead the fluid to the preform tube (1 1) with minimal loss of load, allowing an optimal distribution to achieve maximum thermal homogeneity and heating rate in the operating quadrant.
  • the fans (10) are located in the upper position, and the heated air is projected by means of the baffles (2) on the preform tubes (11) from the bottom up.
  • the fans (10) are placed in a lower position and the hot air is conducted by means of the baffles (2) from top to bottom for projection on the preform tubes (11).
  • furnace (8) incorporates axial air projectors (16) represented in Figure 1, which generate a secondary secondary air current to the preform tube (1 1) that is introduced through the interior of the latter by heating its face internal
  • the baffles (2) and fans (10) create semi-dry air currents, which allow differentiating and controlling temperatures in the different quadrants.
  • the resistors (15) are also located in two areas and controlled by the pyrometric detectors (17) to achieve adequate regulation. These zones are represented by way of example in Figure 1, where the zones of different temperatures are observed with denominations 1A and 1 B, 2A and 2B, etc., up to NA and NB, N being equal to the number of fans plus one.
  • the preform tube movement process is represented in Figures 3A to 3D.
  • Figure 3A shows that the preform tube (1 1) penetrates the oven (8) with the help of the transverse rollers (21) to the bottom of the oven (8). At that time the translation tray (6) with its translation supports (5) is in the lower position. From that moment on,
  • the translation tray (6) rises and the translation supports (5), which are located in correspondence with the discontinuities of the roller lines (20, 21) raise the preform tubes (1 1) by suspending them in a vacuum as see in Figure 3B.
  • the tray (6) which is in the lower position, then moves to its starting position with transverse movement to a new operation. From then on the longitudinal rollers (20) begin to rotate and therefore the preform tubes (1 1) resting on top, continuing their heating cycle.

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Abstract

La instalación comprende un horno (8) que está dotado de unos apoyos giratorios (3) ubicados en disposición paralela sobre los que apoyan y giran unos tubos preforma (11 ) que son introducidos procedentes de un alimentador (14) en el que se encuentran a temperatura ambiente para su calentamiento circunferencial homogéneo en el interior de este horno (8). Asimismo dispone de unos medios de desplazamiento transversal (5, 6) dentro del horno (8) que facilitan Ia elevación de los tubos preforma (11 ) y su desplazamiento en dirección transversal para favorecer el calentamiento progresivo e uniforme en todo el espesor del tubo preforma (11 ). Por otra parte incorpora unos conjuntos generadores de corrientes de calentamiento (15, 10, 2) formados por resistencias (15), ventiladores (10) y deflectores (2) distribuidos longitudinalmente en sectores o cuadrantes en el interior del horno (8) para calentamiento del aire y su distribución sobre el tubo preforma (11 ).

Description

INSTALACIÓN. HORNO Y PROCEDIMIENTO DE CALENTAMIENTO DE TUBOS PREFORMA PREVIO A SU ORIENTACIÓN MOLECULAR
D E S C R I P C I Ó N
OBJETO DE LA INVENCIÓN
El campo de aplicación de Ia invención queda englobado dentro de los procesos de fabricación de perfiles tubulares o tubos de plástico molecularmente orientados y en particular de los sistemas discontinuos o "in-batch".
La presente invención se refiere a una instalación y al método correspondiente para Ia adecuación de tuberías iniciales o preformas para
Ia posterior fabricación de tubos de plástico molecularmente orientados, en especial para su aplicación en Ia fabricación de tuberías, elementos de señalización y elementos estructurales ligeros.
El objeto de Ia invención consiste en un sistema para preparar las tuberías preformas que deben ser introducidas en el molde para su posterior orientación molecular, de forma que éstas son calentadas a Ia temperatura específica de orientación molecular, con Ia máxima regularidad y homogeneidad de espesores, siempre en un medio gaseoso y de forma muy rápida y económica, mediante Ia instalación y el método de fabricación de esta invención.
La instalación se basa fundamentalmente en un horno especialmente diseñado, que incorpora una serie de accesorios tanto interna como externamente, que permiten una convección adecuada de aire, un desplazamiento por el interior del mismo de las tuberías y unos sistemas de control adecuados, optimizando tanto el tiempo de proceso como Ia homogeneidad térmica de las tuberías.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
La biorientación molecular es un proceso por el cual, aplicando una deformación mecánica a un tubo o proforma previamente extrusionado en unas condiciones adecuadas de temperatura, presión, velocidad de deformación y radio de deformación principalmente, se produce una modificación sustancial de sus propiedades mecánicas, principalmente Ia sigma (o tensión) del material, Ia resistencia al impacto, mejora de creep (o termofluencia) , resistencia a Ia propagación de grietas, mejora del módulo de Young, etc.
Con dicho proceso de biorientación molecular se consigue un tubo ultra-resistente, con menos materia prima y con unas prestaciones iguales o superiores a los tubos de orientación molecular, gracias a Ia mayor resistencia del material.
Para reforzar el tubo tangencialmente, que es en Ia dirección en Ia que se pretende reforzar el material para aguantar Ia presión, se debe expandir el tubo previamente extrusionado, de forma radial, aumentando por Io tanto notablemente su diámetro.
Existen diversos sistemas de fabricación de perfiles tubulares, pudiéndose agrupar en dos grandes categorías: Sistemas continuos o en línea y sistemas discontinuos "in-batch". Teniendo en cuenta que el equipo y método de Ia invención está englobado en Ia categoría del segundo sistema referido, se va a hacer alusión principalmente a los sistemas discontinuos o "in-batch" que consisten en procesos que producen Ia orientación molecular "elemento a elemento" en base a una expansión de Ia proforma tubular dentro de un molde que aporta Ia forma definitiva del perfil tubular.
Son numerosas las patentes y documentos que describen variantes de orientación molecular, pero entre las patentes que describen tratamientos previos a Ia orientación molecular cabe destacar Ia solicitud de patente de invención WO98/13182.
En este documento se recoge un proceso de trabajo continuo, desde Ia extrusión hasta el paso previo a Ia orientación. El tubo que ha sido extrudido y refrigerado ligeramente para facilitar su corte, es cortado en longitudes adecuadas e introducido en un tanque de agua caliente, alrededor de los 1000C, que actúa como vehículo refrigerante y atempera Ia tubería bajando su temperatura. El sistema de atemperación es un tanque de agua, donde se almacenan tuberías un tiempo determinado hasta su extracción del tanque y utilización.
Las principales características de dicho método consisten en que el sistema trabaja en un proceso continuo (el tratamiento se produce en un tubo inmediatamente después de su extrusión y por Io tanto el tubo está a alta temperatura), y el sistema de corte de guillotina actúa sobre ese tubo caliente y en estado plástico. El tanque de agua incorpora un soporte para las tuberías a refrigerar a una temperatura determinada y única en el recipiente, y se crea una corriente axial del agua por medio de bombas, y un movimiento oscilante para mejorar Ia transferencia térmica. Este sistema tiene las siguientes desventajas:
- es un sistema concebido para trabajar en continuo e inmediatamente posterior a una extrusora, aprovechando el estado plástico de Ia tubería por su alta temperatura de entrada, por Io que no puede recibir tuberías almacenadas a temperatura ambiente,
- el agua es un elemento, que una vez producido el calentamiento, moja el tubo y por Io tanto su manipulación conlleva problemas de suciedad y precauciones a implementar en los sistemas eléctricos, siendo un elemento que es dificultoso para procesos posteriores, como acabado, etc,
- Ia alta temperatura del agua empleada (alrededor de 1000C) cerca de su punto de ebullición Ie hace ser potencialmente peligrosa en caso de manipulación inadecuada o escapes, y requiere un sistema que impida Ia evaporación excesiva y pérdida de vapor,
-el agua a su vez, debido a su alto calor específico, es un sistema muy inercial que alarga el tiempo en los arranques y paros de una instalación, ya que se debe atemperar el agua previamente,
- el acceso al tanque puede producirse por arriba, Io cual limita Ia flexibilidad del sistema tanto en producción como en el caso de acceso para muestras, verificación, manipulación, etc,
- en todo el recipiente sólo se puede tener una misma temperatura, por Io que no se pueden implementar procesos multizonales, es decir, zonas donde los tubos se encuentren a distintas temperaturas para optimizar los tiempos de producción, e incluso variar las condiciones de orientación en los extremos de los tubos si se desease realizar Ia copa integrada,
- las piezas que están siendo tratadas se apoyan entre ellas, de forma no controlada, y con un flujo irregular, por Io que Ia homogeneidad de temperatura en los espesores no está garantizada, o bien es garantizada pero con tiempos excesivos de residencia,
- este sistema sólo es válido para polímeros con una densidad mayor que Ia del agua, ya que si los polímeros a emplear fuesen de menor densidad, estos flotarían y el sistema no sería válido.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
La instalación y el proceso de calentamiento de tubería proforma previo a su orientación molecular que constituye el objeto de esta invención, permite solventar los problemas e inconvenientes referidos en el apartado anterior, permitiendo una adecuación y preparación de los tubos proforma más eficiente y homogénea en su espesor, siendo los equipos empleados mucho menos sofisticados y caros que los existentes, Io que permite reducir los costos y tiempos de proceso de forma importante, a Ia vez que el coste de los equipos necesarios, permitiendo que estos productos lleguen al mercado a un precio mucho más competitivo y con una calidad de acabado superior.
Asimismo hay que destacar que esta instalación ofrece como ventajas adicionales el hecho de que:
es válido para sistemas continuos o discontinuos indistintamente, ya que está concebido para trabajar con tubos en estado frío (temperatura ambiente) sin tener porque estar sujetos a su procedencia directa de una extrusora, sino alimentados de un stock de tubos iniciales, es válido igualmente para tubos de cualquier polímero, incluidos aquellos polímeros cuya densidad es menor a Ia del agua, ya que el fluido calefactor es aire, aporta una gran seguridad en el proceso al utilizar aire en lugar de agua como fluido calefactor y por tanto no presenta problemas de quemaduras en caso de apertura accidental o manipulación o mantenimiento incorrecto, permite tener zonas diferenciales de temperatura para optimizar los ciclos o conseguir distribuciones de temperatura diferentes en distintas partes del tubo.
Más concretamente, Ia instalación de Ia invención comprende un alimentador en el que se encuentran los tubos de plástico o perfiles tubulares a temperatura ambiente y un horno especial para el calentamiento en seco y mediante aire, de dichos tubos, desde Ia temperatura ambiente hasta Ia temperatura de orientación.
Constituye un objeto de Ia invención el propio horno que permite conseguir una homogeneidad térmica circunferencial y de espesor del tubo, independientemente de que Ia alimentación se realice en continuo o en discontinuo, así como es igualmente objeto de Ia invención Ia instalación de calentamiento que incluye el horno y el alimentador que alberga los tubos a temperatura ambiente, desde el que se alimentan los tubos al horno en un proceso discontinuo.
Este horno tiene Ia posibilidad de permitir accesos desde todas las direcciones, si bien preferentemente se plantea que los tubos proforma entren en dirección axial y por simplicidad al mismo nivel en el que permanecen cuando están siendo calentados. La pérdida de aire caliente es despreciable, a diferencia de Ia instalación objeto de Ia solicitud de patente WO 98/13182, que no permite este acceso múltiple y las aperturas son mucho mayores, siendo además en ese caso el fluido que escapa vapor de agua, más energético y problemático.
El horno cuenta preferentemente con unos sistemas internos de desplazamiento, por los cuales van avanzando paso a paso los tubos preforma y de forma transversal entre unos apoyos giratorios uno a uno, hasta Ia salida. El número de pasos o apoyos que existen en el horno dependerá del tiempo de permanencia deseado para los tubos a fabricar.
Los citados apoyos giratorios de los tubos consisten en sendas agrupaciones paralelas de rodillos longitudinales, espaciados y motorizados, dispuestos de forma y manera que mientras el tubo preforma está apoyado, estos rodillos giran en torno a su eje axial y por contacto hacen girar a los tubos preforma apoyados encima. Este movimiento continuo garantiza desde el primer momento y a Io largo de todo el proceso Ia homogeneidad térmica circunferencial.
Una de las partes fundamentales del horno, consiste en un sistema de convección interno de aire, cuyas partes principales son: unos potentes ventiladores que mueven el aire a gran velocidad, un sistema de deflectores que imprimen al flujo de aire Ia dirección adecuada para optimizar Ia transmisión térmica, y un sistema de sondas, controles y resistencias que permiten crear dentro del recinto áreas con temperaturas y parámetros diferenciales respecto a sus colindantes.
Esta diferencia supone una mejora notable respecto a Ia invención descrita en el apartado anterior, ya que, se pueden calentar los tubos que entran fríos a temperaturas inferiores a Ia de orientación en las posiciones iniciales, y posteriormente trabajar a Ia temperatura de orientación para su homogeneización, pudiendo de esta forma reducir el tiempo total de proceso de calentamiento uniforme.
Igualmente de acuerdo con Ia invención se pueden calentar más las zonas de uno de los extremos de los tubos, en el caso de querer diferenciar Ia temperatura respecto el resto del tubo, por ejemplo si el molde realiza Ia embocadura integrada, y se requiere unas condiciones de orientación distintas. Esta diferencia de temperatura longitudinal inducida no supone ninguna contradicción con el hecho fundamental de que este horno está concebido para garantizar una homogeneidad térmica muy alta y mejorada respecto a Ia invención descrita en el apartado anterior en Io que se refiere a Ia distribución de temperaturas en el espesor circunferencial del tubo.
Adicionalmente al sistema principal de convección, se puede añadir un sistema de soplado formado por proyectores de aire axiales, que introducen axialmente el aire caliente por el interior del tubo preforma aumentado el rendimiento térmico y Ia transmisión por las paredes interiores del tubo.
Por otra parte, es asimismo objeto de esta invención el proceso de calentamiento descrito que tiene lugar en esta instalación antes de Ia introducción del tubo preforma en el molde donde se efectúa su biorientación molecular.
El procedimiento de calentamiento consiste en las siguientes fases:
- introducción en el horno de aire de un tubo preforma que se encuentra inicialmente a temperatura ambiente, calentamiento del tubo preforma en el horno de aire con aire de acuerdo con un proceso seco en ausencia de humedad hasta alcanzar Ia temperatura de orientación molecular.
De modo preferente se contempla que, al mismo tiempo que se efectúa el calentamiento se imprima al tubo preforma una rotación en torno a su eje axial durante un intervalo de tiempo en un tramo del horno, seguido de su desplazamiento transversal a otro tramo paralelo, en el que Ia rotación y desplazamiento transversal se efectúan consecutivamente hasta Ia salida del tubo preforma para obtener una homogeneización de su temperatura circunferencial y de su espesor.
Asimismo se contempla en una posible realización que el proceso de calentamiento se realice de modo uniforme con diferentes temperaturas en distintas zonas a Io largo de Ia longitud del tubo preforma, en especial en Ia embocadura.
Este proceso de calentamiento es válido para tubos preforma de material polimérico, tanto para aquellos de mayor como para aquellos de menor densidad que Ia del agua.
DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
Para complementar Ia descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de Ia invención, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica de Ia misma, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:
Figura 1.- Muestra una vista en planta en Ia que se observa el alimentador del horno y el horno con un corte parcial.
Figura 2.- Muestra una vista de una sección axial del citado horno representado en Ia figura 1 según el plano de corte A-A, donde se observan los diversos equipos que componen este horno, así como los flujos de aire principales, en el que los ventiladores se encuentran ubicados en posición superior y el flujo de aire caliente es dirigido desde arriba hacia abajo.
Figuras 3A a 3D.- Muestra una vista seccionada del horno según A-A en Ia que se aprecian cuatro secuencias del movimiento de los tubos en su proceso de avance dentro del horno.
Figura 4.- Muestra una vista seccionada del horno, para el caso de que incorpore el ventilador en posición inferior y los deflectores se encuentran dispuestos de tal modo que el flujo de aire caliente es dirigido desde abajo hacia arriba.
REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN
A continuación se describe un modo de realización preferente de Ia instalación objeto de Ia invención, que tal y como se observa en Ia figura 1 comprende fundamentalmente:
un alimentador (14) en el que se encuentran los tubos preforma (11 ) a temperatura ambiente, y - un horno (8) de aire al que Ie llegan los tubos preforma (11 ) procedentes del alimentador (14) en el que se efectúa el calentamiento en seco de los tubos preforma (1 1 ) hasta alcanzar una temperatura uniforme en su espesor, para su posterior descarga y direccionamiento hacia el molde, no representado, en el que se realiza su biorientación molecular.
Tal y como se aprecia en Ia figura 2 el horno (8) incorpora de modo general:
- unos apoyos giratorios (3) ubicados en disposición paralela sobre los que apoyan y giran los tubos preforma (1 1 ) para su calentamiento circunferencial homogéneo, unos medios de desplazamiento transversal (5, 6) que facilitan Ia elevación de los tubos preforma (1 1 ) y su desplazamiento en dirección transversal para favorecer el calentamiento progresivo e uniforme en todo el espesor del tubo preforma (1 1 ), unos conjuntos generadores de corrientes de calentamiento (15, 10, 2) formados por resistencias (15), ventiladores (10) y deflectores (2) distribuidos longitudinalmente en sectores o cuadrantes en el interior del horno (8) para calentamiento del aire y su distribución sobre el tubo preforma (1 1 ).
Cada uno de los apoyos giratorios (3) comprende fundamentalmente sendas agrupaciones paralelas de rodillos longitudinales (20) espaciados y motorizados, según se aprecia en Ia figura 1 .
Complementariamente el horno (8) puede disponer de unos medios de desplazamiento axial de entrada (4) y de salida (4'), representados en Ia figura 2 por ejemplo, para facilitar Ia entrada y/o salida de los tubos preforma (1 1 ), los cuales comprenden preferiblemente unos rodillos transversales (21 ) motorizados, de configuración preferente cónica.
Los medios de desplazamiento transversal (5, 6) comprenden una bandeja (6), y unos apoyos de traslación (5) fijos a Ia bandeja (6) y situados en correspondencia con los espacios existentes entre rodillos longitudinales (20) y entre rodillos transversales (21 ) para elevación de los tubos preforma (1 1 ) y desplazamiento en dirección transversal hacia y/o desde un apoyo giratorio (3).
El horno (8) está dotado de una carcasa metálica de doble pared aislada térmicamente que confina el recinto calefactado, con accesos lateral o frontal y posterior para su alimentación lateral o axial, mostrándose en Ia figura 1 una puerta (13) de entrada y salida axial en correspondencia con los accesos, y cuya apertura preferentemente es vertical, pero podría ser horizontal. Con Ia apertura de Ia puerta (13), el tubo preforma (1 1 ) puede entrar axialmente gracias a los rodillos transversales (21 ), que hacen que el tubo preforma (11 ) entre o salga del horno (8) al girar en uno u otro sentido.
Cada una de las filas de rodillos longitudinales (20) del apoyo giratorio (3) sirven de forma discontinua de apoyo del tubo preforma (11 ) a tratar, a Io largo de dos de sus generatrices según se aprecia en Ia figura 2. Por contacto, al girar estos rodillos longitudinales (20) provocan un giro en el tubo preforma (11 ) que se apoya encima.
El tubo preforma (1 1 ) gira sobre los rodillos longitudinales (20) que se encuentran debajo de Ia línea de las generatrices de contacto del tubo preforma (1 1 ). Cuando se va a producir el paso de un apoyo giratorio (3) a otro, tanto Ia bandeja (6) como los apoyos de traslación (5) que son solidarios, suben por encima de esta generatriz y sustentan al tubo preforma (1 1 ), para posteriormente desplazarse perpendicularmente, y bajar hasta que el tubo preforma (1 1 ) descansa sobre otro apoyo giratorio (3) más cercano a Ia salida.
Mientras los tubos preforma (11 ) están apoyados en los rodillos longitudinales (20) giratorios, los tubos preforma (1 1 ) giran y son afectados por Ia corriente de aire caliente (1 ) según se observa en las figuras 2 o 3, impulsada por los ventiladores (10), accionados por sus respectivos motores (9) y que es calentada por las resistencias (15) alojadas a Ia salida del ventilador (10). La activación de estas resistencias (15) está controlada por unos detectores pirométricos (17) convenientemente situados.
Esta corriente de aire caliente (1 ) es dirigida por medio de unos deflectores (2), que conducen el fluido de forma normal al tubo preforma (1 1 ) con mínima pérdida de carga, permitiendo una distribución óptima para conseguir Ia máxima homogeneidad térmica y velocidad de calentamiento en el cuadrante de actuación.
En Ia realización representada en Ia figura 2 los ventiladores (10) se encuentran ubicados en posición superior, y el aire calentado es proyectado mediante los deflectores (2) sobre los tubos preforma (11 ) de abajo hacia arriba. En otra posible realización representada en Ia figura 4 los ventiladores (10) se sitúan en posición inferior y el aire caliente es conducido mediante los deflectores (2) de arriba hacia abajo para su proyección sobre los tubos preforma (11 ). De acuerdo con Ia solución prevista en esta última realización se consigue una mejor distribución del aire caliente sobre Ia superficie del tubo preforma (12) debido a que el aire incide directamente sobre Ia superficie del tubo preforma (12) sin interposición de otras piezas tales como los rodillos longitudinales (20).
Se contempla asimismo que el horno (8) incorpore unos proyectores de aire axiales (16) representados en Ia figura 1 , que generan una corriente de aire secundaria axial al tubo preforma (1 1 ) que se introduce por el interior de éste calentando su cara interna.
Los deflectores (2) y ventiladores (10) crean corrientes de aire semiestancas, que permiten diferenciar y controlar las temperaturas en los distintos cuadrantes. Las resistencias (15) también están situadas en dos zonas y controladas por los detectores pirométricos (17) para conseguir Ia regulación adecuada. Estas zonas están representadas a modo de ejemplo en Ia figura 1 , donde se observan las zonas de diferentes temperaturas con denominaciones 1A y 1 B, 2A y 2B, etc, hasta NA y NB, siendo N igual al numero de ventiladores más uno.
El proceso de movimiento de los tubos preforma viene representado en las figuras 3A a 3D.
En Ia figura 3A se observa que el tubo preforma (1 1 ) penetra en el horno (8) con ayuda de los rodillos transversales (21 ) hasta el fondo del horno (8). En ese instante Ia bandeja de traslación (6) con sus apoyos de traslación (5) se encuentra en posición inferior. A partir de ese momento,
Ia bandeja de traslación (6) sube y los apoyos de traslación (5), que se encuentran situados en correspondencia con las discontinuidades de las líneas de rodillos (20, 21 ) elevan los tubos preforma (1 1 ) suspendiéndolos en el vacío según se observa en Ia figura 3B.
Cuando Ia bandeja (6) se encuentra en posición superior se produce un desplazamiento transversal de ésta, de longitud idéntica a Ia separación entre apoyos giratorios (3), de forma que éstos quedan suspendidos sobre el siguiente apoyo giratorio (3). El tubo preforma (11 ) que se encontraba en Ia última fila de los apoyos giratorios (3) pasa a Ia línea de medios de desplazamiento axial de salida (4'), según se aprecia en Ia figura 3C. A partir de este momento, Ia bandeja (6) baja y deposita los tubos preforma (1 1 ) nuevamente en los apoyos giratorios (3), de forma que estos han avanzado una posición. El tubo preforma (11 ) que se encuentra en Ia fila correspondiente a los medios de desplazamiento de salida (4') sale entonces mediante el giro de los rodillos transversales (21 ), según se aprecia en Ia figura 3D, y tras Ia apertura de Ia puerta de salida (13), al exterior.
La bandeja (6), que se encuentra en posición inferior se desplaza entonces a su posición de inicio con movimiento transversal hasta una nueva operación. A partir de entonces los rodillos longitudinales (20) comienzan a girar y por ende los tubos preforma (1 1 ) apoyados encima, continuando su ciclo de calentamiento.

Claims

REIVINDICACIONES
1.- Horno de calentamiento de tubos preforma (11 ) previo a su orientación molecular caracterizado porque comprende:
unos apoyos giratorios (3) ubicados en disposición paralela sobre los que apoyan y giran los tubos preforma (11 ) para su calentamiento circunferencial homogéneo, unos medios de desplazamiento transversal (5, 6) que facilitan Ia elevación de los tubos preforma (11 ) y su desplazamiento en dirección transversal para favorecer el calentamiento progresivo e uniforme en todo el espesor del tubo preforma (1 1 ), unos conjuntos generadores de corrientes de calentamiento (15, 10, 2) formados por resistencias (15), ventiladores (10) y deflectores (2) distribuidos longitudinalmente en sectores o cuadrantes en el interior del horno (8) para calentamiento del aire y su aplicación uniforme sobre el tubo preforma (11 ).
2.- Horno de calentamiento de tubos preforma (1 1 ) previo a su orientación molecular de acuerdo con Ia reivindicación 1 caracterizado porque cada uno de los apoyos giratorios (3) comprende sendas agrupaciones paralelas de rodillos longitudinales (20) espaciados y motorizados.
3.- Horno de calentamiento de tubos preforma (1 1 ) previo a su orientación molecular de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 o 2 caracterizado porque dispone de unos medios de desplazamiento axial de entrada (4) y de salida (4') para facilitar Ia entrada y/o salida de los tubos preforma (1 1 ).
4.- Horno de calentamiento de tubos preforma (1 1 ) previo a su orientación molecular de acuerdo con Ia reivindicación 3 caracterizada porque los medios de desplazamiento axial de entrada (4) y de salida (4') consisten en unos rodillos transversales (21 ) motorizados, de configuración preferente cónica.
5.- Horno de calentamiento de tubos preforma (1 1 ) previo a su orientación molecular de acuerdo con las reivindicaciones 1 , 2 y 4 caracterizado porque los medios de desplazamiento transversal (5, 6) comprenden una bandeja (6), y unos apoyos de traslación (5) fijos a Ia bandeja (6) y situados en correspondencia con los rodillos transversales (21 ) y con los espacios existentes entre rodillos longitudinales (20) para elevación de los tubos preforma (1 1 ) y desplazamiento en dirección transversal hacia y/o desde un apoyo giratorio (3).
6.- Horno de calentamiento de tubos preforma (1 1 ) previo a su orientación molecular de acuerdo con Ia reivindicación 1 caracterizado porque incorpora unos proyectores de aire axiales (16) que generan una corriente de aire secundaria axial al tubo preforma (11 ) que se introduce por el interior de éste calentando su cara interna.
7.- Horno de calentamiento de tubos preforma (1 1 ) previo a su orientación molecular de acuerdo con Ia reivindicación 1 caracterizado porque los ventiladores (10) se encuentran ubicados en posición superior y los deflectores (2) se encuentran dispuestos de tal modo que el aire caliente es proyectado de arriba abajo sobre Ia superficie del tubo preforma (1 1 ).
8.- Instalación de calentamiento de tubos preforma (11 ) previo a su orientación molecular caracterizada porque comprende:
- un alimentador (14) en el que se encuentran los tubos preforma (11 ) a temperatura ambiente, y el horno (8) descrito en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7 al que Ie llegan los tubos preforma (11 ) procedentes del alimentador, (14) que utiliza aire como fluido calentador para calentamiento en seco de los tubos preforma (11 ) hasta alcanzar una temperatura uniforme en su espesor.
9.- Procedimiento de calentamiento de tubos preforma (11 ) previo a su orientación molecular caracterizado porque comprende las siguientes fases:
introducción en un horno de aire (8), de un tubo preforma (11 ) que se encuentra inicialmente a temperatura ambiente, calentamiento del tubo preforma (1 1 ) en el horno de aire (8) con aire de acuerdo con un proceso seco en ausencia de humedad hasta alcanzar Ia temperatura de orientación molecular.
10.- Procedimiento de calentamiento de tubos preforma (1 1 ) previo a su orientación molecular según reivindicación 9 caracterizado porque al mismo tiempo que se efectúa el calentamiento se imprime al tubo preforma (1 1 ) una rotación en torno a su eje axial durante un intervalo de tiempo en un tramo del horno (8), seguido de su desplazamiento transversal a otro tramo paralelo, en el que Ia rotación y desplazamiento transversal se efectúan consecutivamente hasta Ia salida del tubo preforma (11 ) para obtener una homogeneización de su temperatura circunferencial y de su espesor.
1 1.- Procedimiento de calentamiento de tubos preforma (1 1 ) previo a su orientación molecular según reivindicación 9 o 10 caracterizado porque el proceso de calentamiento se realiza de modo uniforme con diferentes temperaturas en distintas zonas a Io largo de Ia longitud del tubo preforma (1 1 ).
12.- Procedimiento de calentamiento de tubos preforma (1 1 ) previo a su orientación molecular según reivindicación 9 caracterizado porque los tubos preforma (11 ) son de material polimérico.
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