BRPI0721415B1 - cilindro yankee feito de aço, que inclui uma carcaça cilíndrica unida a duas extremidades - Google Patents

Abstract

"CILINDRO YANKEE FEITO DE AÇO, QUE IN-CLUI UMA CARCAÇA CILÍNDRICA UNIDA A DUAS EXTREMIDADES". A presente invenção refere-se ao cilindro Yankee feito de aço inclui uma carcaça cilíndrica (11) unida a duas extremidades (13, 15) às quais são fixados respectivos moentes de suporte (3). A carcaça cilíndrica (11) é unida às extremidades através de um cordão de solda circunferencial (C; C1) no exterior do cilindro Yankee, e um cordão de solda traseira (R) no interior do cilindro Yankee e em correspondência com o cordão de solda externa (C; C1), formada entre su-perfícies opostas de cada extremidade e da carcaça cilíndrica. Próximo de cada uma das bordas de extremidade da caracaça cilíndrica (11), há uma porção de parede cilíndrica de uma espessura que aumenta gradualmente a partir de uma zona de espessura mínima (S1) até uma zona de espessura máxima (S2), correspondente ao local onde a referida solda traseira (R) é formada.

Description

DESCRICÀO Campo Técnico

[001] Esta invenção concerne a melhoramentos na construção dos assim denominados cilindros Yankee para a secagem de papel em sistemas de produção de papel a úmido.

Técnica Anterior

[002] Para a produção de papel, um processo a úmido é usado mais comumente, no qual uma pasta de fibras de celulose e de água, com possíveis aditivos de uma natureza variável, é distribuída através de uma ou mais caixas de alimentação em um fio de formação, o qual se move ao longo de uma direção de avanço. Uma pequena quantidade de água é drenada através do fio para aumento do teor seco da camada de pasta, a qual se forma sobre o fio em si. Com passagens subsequentes entre mais fios e/ou fios e feltros, uma redução gradual no teor de água é obtida a partir da camada de fibra de celulose para se atingir uma consistência adequada, em outras palavras, um teor seco o qual permita a passagem da folha de papel através de um sistema de secagem.

[003] Usualmente, o sistema de secagem inclui um assim denominado cilindro Yankee. Este é um cilindro grande, tipicamente com um diâmetro de 2 a 6 m, internamente aquecido, por exemplo, por vapor, e em torno do qual a folha de papel úmido é guiada. O papel se seca devido ao calor do interior do cilindro Yankee e, então, é removido da superfície cilíndrica do cilindro em si, por exemplo, usando-se uma lâmina raspadeira ou simplesmente por tração. A remoção por raspagem tipicamente é usada na produção de papel crepom, já que a lâmina além de remover a folha de fibras secas do cilindro Yankee introduz um certo nível de crespidão, o que torna o papel elástico. A remoção através de tração é usada para a produção de papel liso.

[004] Usualmente, os cilindros Yankee são produzidos em ferro fundido. Estes cilindros são de peso pesado e, portanto, apresentam uma inércia térmica considerável e uma performance ruim devido aos aspectos de transmissão térmica através da parede do cilindro em direção ao papel a ser seco.

[005] Portanto, sistemas para a produção de cilindros Yankee de aço têm sido pesquisados.

[006] A US-A-3911595 e a US-A-4320582 mostram sistemas de construção de cilindros Yankee através da montagem por aparafusa- mento de uma carcaça cilíndrica e assim denominadas extremidades ou paredes de extremidade, as quais fecham as superfícies nas extremidades do cilindro em si e as quais são moentes fixos, através dos quais o cilindro é suportado em mancais de rolamento apropriados e através dos quais o fluido condutor térmico, usualmente vapor, é circulado, para aquecimento do cilindro Yankee.

[007] A US-A-3224084 descreve um cilindro Yankee obtido através da soldagem de uma banda ou tira de aço enrolada de forma helicoidal. A construção deste cilindro é extremamente complexa e a presença de linhas de soldagem helicoidais na superfície do cilindro o torna difícil de produzir, bem como crítico do ponto de vista da integridade da soldagem e, portanto, da segurança do cilindro, devido à alta pressão de vapor a qual pode ocorrer dentro dele durante uma operação normal.

[008] Na realidade, um dos aspectos mais críticos da construção de cilindros Yankee é a tensão elevada (parte com uma natureza de fadiga) à qual este maquinário é submetido, devido às condições nas quais ele tem que funcionar. A tensão é devido à pressão do vapor interno, ao peso, à força centrífuga, aos diferenciais nas expansões térmicas, devido à distribuição térmica não-uniforme. Mais ainda, o cilindro, rodando, é submetido à ação de fadiga de uma ou de duas prensas, cuja função em si é conhecida, as quais exercem valores elevados de pressão linear na carcaça do cilindro em si.

Objetivos e Sumário da Invenção

[009] Um objetivo desta invenção é prover um cilindro Yankee, mais especificamente um cilindro Yankee de aço, usando-se um sistema de construção simples e segura.

[0010] De acordo com um primeiro aspecto, a invenção provê um cilindro Yankee de aço que inclui uma carcaça cilíndrica unida a duas extremidades, às quais são fixados moentes e suporte, caracterizado pelo fato de a carcaça cilíndrica ser presa às extremidades através de uma soldagem circunferencial produzida entre as superfícies de contato de cada extremidade e a carcaça cilíndrica, respectivamente.

[0011] De acordo com uma modalidade preferida, o cilindro tem uma soldagem incluindo um cordão circular em uma superfície, preferencialmente na superfície externa do cilindro, e um cordão traseiro, isto é, um cordão de soldagem secundário, na outra superfície, preferencialmente na face interna do cilindro. Isto garante uma integridade maior da soldagem e maior segurança.

[0012] Vantajosamente, o cordão de soldagem e, se presente, o cordão traseiro estão em uma posição para se permitir um ensaio ra- diográfico. Para esta finalidade, é preferível que a solda traseira do cordão seja disposta em uma superfície exposta da estrutura do cilindro, dentro do cilindro em si. Portanto, é possível dispor a aparelhagem radiográfica nas faces interna e externa da zona de soldagem do cilindro e, portanto, controlar a qualidade da soldagem em si, verifi-cando se esta cumpre as exigências de resistência da tensão mecânica elevada à qual é submetida.

[0013] Outros recursos preferíveis e modalidades da invenção são indicados abaixo, com referência aos exemplos de modalidade que não são limitantes e nas reivindicações dependentes no fim desta descrição.

Breve Descrição dos Desenhos

[0014] A invenção é mais bem entendida seguindo-se a descrição e os desenhos, os quais mostram modalidades práticas não limitantes da invenção. Mais especificamente, nos desenhos:

[0015] a Figura 1 mostra um corte longitudinal de um cilindro Yankee em uma primeira modalidade;

[0016] a Figura 2 mostra um aumento de uma porção do cilindro Yankee na área de soldagem entre uma das extremidades e a carcaça cilíndrica;

[0017] a Figura 3 mostra um detalhe aumentado da soldagem da Figura 2;

[0018] a Figura 4 mostra um aumento da porção de uma ancoragem de um tirante dentro do cilindro e coaxial com ele;

[0019] a Figura 5 mostra um aumento da área de soldagem e a ancoragem do tirante na respectiva extremidade;

[0020] a Figura 6 mostra um aumento similar àquele da Figura 3 de uma modalidade alternativa da soldagem entre a extremidade e a carcaça;

[0021] a Figura 7 mostra um aumento similar àquele da Figura 6 de uma modalidade modificada da invenção;

[0022] as figuras 8 e 9 mostram uma modalidade alternativa da ancoragem do tirante interno na respectiva extremidade do cilindro Yankee;

[0023] as Figuras 10A, 10B mostram esquematicamente dois métodos para a construção da carcaça cilíndrica do Yankee em múltiplas seções soldadas em conjunto;

[0024] a Figura 11 mostra um corte longitudinal parcial de um ci- lindro Yankee em uma modalidade modificada, com uma extremidade curvada;

[0025] as figuras 12A e 12B mostram um aumento do detalhe indicado com XII na Figura 11, de acordo com duas modalidades alternativas;

[0026] as figuras 13A, 13B, 13C mostram um aumento do detalhe indicado com XII na Figura 11, de acordo com três modalidades alternativas.

Descrição Detalhada das Modalidades da Invenção

[0027] Com referência inicial às figuras 1 a 5, uma primeira configuração do cilindro Yankee de acordo com a invenção será descrita, abaixo. Na Figura 1, a composição do cilindro Yankee é mostrada em um corte longitudinal contendo o eixo geométrico de rotação A-A do cilindro em si. O cilindro inclui um corpo principal 1 e dois moentes 3 através dos quais o cilindro é suportado por meio de mancais de rolamento 5 e 7. Através dos moentes 3, um fluido condutor térmico é circulado, usualmente vapor, que preenche a câmara interna do cilindro Yankee. A câmara é construída no corpo 1 do cilindro, o qual é definido por uma carcaça cilíndrica 11 composta por uma folha de metal enrolada com bordas confinantes e soldada ao longo da geratriz ou ao longo de uma linha inclinada na superfície cilíndrica do cilindro em si.

[0028] A carcaça cilíndrica final também pode ser fabricada através da junção de dois ou mais cilindros obtidos por rolamento e soldagem de folhas de metal. Neste caso, a junção entre duas carcaças cilíndricas adjacentes pode ser realizada através de soldagem circunfe- rencial, se o contato ocorrer em uma linha ortogonal em relação ao eixo geométrico da carcaça, ou uma soldagem elíptica, se o contato ocorrer em um plano inclinado com respeito ao eixo geométrico da carcaça. A carcaça 11 é unida às extremidades 13 e 15 aos quais são fixados, por sua vez, de uma forma a qual será descrita abaixo, os moentes 3.

[0029] Em uma modalidade preferível, cada moente 3 tem uma porção flangeada 3A unida, por exemplo, através de cavilhas 16 aos respectivos lados de extremidade 13. Os parafusos 16 são dispostos em um layout circular em torno dos sistemas 13A e 15A realizados nas extremidades 13 e 15.

[0030] A superfície interna do metal em folha enrolado que forma a carcaça cilíndrica 11 é provida com ranhuras circulares 11 A, dentro das quais o condensado é coletado, que se forma pela liberação de energia térmica do vapor alimentado para a câmara interna do corpo 1 do cilindro Yankee em direção à circunferência. De uma forma que é conhecida e não-mostrada aqui, o condensado é extraído a partir do fundo das ranhuras circulares 11A e reciclado.

[0031] De acordo com uma modalidade preferível, a carcaça cilíndrica 11 é unida às extremidades 13 e 15 através de uma soldagem produzida com cordões de solda circulares.

[0032] As figuras 2 e 3 mostram em detalhes uma forma de produção da soldagem de junção entre a extremidade 13 e a carcaça cilíndrica 11. A soldagem da extremidade oposta 15 da carcaça 11 é produzida de uma maneira substancialmente simétrica.

[0033] Com referência às figuras 2 e 3, uma modalidade preferível antevê uma soldagem com uma seção transversal em formato de U, composta por um cordão de solda indicado como C1 na Figura 3, formado por um cordão o qual preenche uma cavidade definida entre um bisel dianteiro 21 na respectiva extremidade da carcaça cilíndrica 11 e um bisel 23 em uma superfície da extremidade 13 voltada para a carcaça cilíndrica.

[0034] O cordão de solda preferencialmente é do tipo plano, sua superfície externa sendo alinhada com a superfície externa da carcaça cilíndrica 11. Se a última for provida com um endurecimento superficial, por exemplo, aplicado com um arco, o revestimento formará uma camada contínua sobre a superfície cilíndrica da carcaça 11 e o cordão de solda.

[0035] Para se tornar o cordão de solda C1, formado pelo material colocado no espaço definido entre os biséis 21 e 23, acessível para um sistema radiográfico, de acordo com uma modalidade vantajosa, a extremidade 13 é provida com uma depressão circular 25, a qual se desenvolve em torno do eixo geométrico A-A do cilindro Yankee, adjacente à posição na qual o cordão de solda C1 é formado. Em uma modalidade vantajosa (veja, em particular, a Figura 3), a depressão circular 25 tem uma seção transversal biselada com um perfil definido por curvas de raio grande unidas às superfícies próximas da respectiva extremidade. Esta depressão anular ou concavidade 25 pode ter, por exemplo, uma superfície de fundo 25A, a qual gradualmente sobe em uma direção radial para o eixo geométrico do cilindro Yankee a partir de uma posição 25B de profundidade máxima da depressão 25 até uma posição 25C para junção à superfície dianteira essencialmente plana 25D da extremidade 13.

[0036] Mais ainda, de acordo com uma modalidade vantajosa da invenção, a depressão 25 tem uma conexão circular 25E disposta radialmente para fora com respeito à posição de profundidade máxima 25B da cavidade ou depressão circular 25, a qual se desenvolve em direção ao interior da câmara do cilindro Yankee definindo uma borda circular 25F que forma pelo menos uma parte da parede do fundo do volume em formato de U, no qual o cordão de solda C1 é formado. Uma borda oposta 25F de formato circular é formada na parede dianteira da carcaça cilíndrica 11. As duas bordas circulares opostas 25F são confinando o limite do volume do cordão C. De acordo com uma modalidade preferida da invenção, na face interna das bordas 25F é provida uma solda traseira, indicada com R. A solda traseira pode ser provida em correspondência com os dois biséis formados nas bordas circulares opostas 25F que guiam a formação da solda traseira em si.

[0037] Em uma modalidade modificada, o cordão de solda C1 pode estar no interior do cilindro e a solda traseira R no exterior.

[0038] É entendido a partir das figuras 2 e 3 que o cordão de solda C1 e a solda traseira R podem ser facilmente radiografados, graças à sua posição em relação aos elementos 11 e 13 e, em particular, graças à depressão circular 25. Mais ainda, a última causa um desvio das linhas de força dentro do material que forma o cilindro Yankee, quando este for submetido à tensão gerada durante uma operação. Este formato de linhas de força reduz a tensão sobre o cordão de solda e, portanto, o risco de ele falhar.

[0039] De acordo com uma modalidade vantajosa, também a posição da carcaça cilíndrica 11 diretamente adjacente ao cordão de solda C1 apresenta uma estrutura projetada especificamente para melhoria das condições de carregamento do cordão de solda e para aumento da espessura do cordão C1 em uma direção radial. De acordo com uma modalidade vantajosa, mostrada em particular na Figura 3, a carcaça cilíndrica 11 apresenta, próximo de cada uma das bordas de extremidade, uma porção de parede cilíndrica de uma espessura gradualmente crescente a partir de uma zona de espessura mínima S1 até uma zona de espessura máxima S2 atrás do cordão de solda C1.

[0040] Nesta modalidade, portanto, as extremidades 13 e 15 são unidas pelo topo às bordas dianteiras da carcaça cilíndrica 11 com um cordão em formato de U com uma solda traseira interna. De acordo com uma modalidade diferente, a possibilidade de realização da junção pela soldagem das extremidades 13, 15 à carcaça cilíndrica 11 pela inserção das extremidades no interior da carcaça cilíndrica não é excluída. A Figura 6 mostra uma configuração deste tipo, em um corte aumentado similar ao corte da Figura 3. Neste caso, o cordão de sol- da, ainda indicado como C1 e em formato de U, está em uma posição definida entre dois biséis opostos, o primeiro em uma borda circunfe- rencial da extremidade 13 e indicado como 23X e o outro em uma porção interna da carcaça cilíndrica 11 indicado com 21X. Em uma modalidade vantajosa, a soldagem é formada com uma solda traseira interna R.

[0041] Preferencialmente, também neste caso, dentro da extremidade 13 está uma depressão indicada com 25, que tem um formato circular e disposta adjacente ao cordão de solda C1 e sua solda traseira R feita na superfície interna da unidade 11, 13. Neste caso, a depressão 25 de novo caracterizada por um perfil particularmente suave de sua seção transversal e com raios de curvatura grandes otimiza o formato das linhas de força na área da solda em si, reduzindo a tensão à qual esta é submetida pelo efeito da pressão interna do cilindro Yankee.

[0042] Em uma modalidade modificada, o cordão de solda C1 pode estar no interior do cilindro e a solda traseira R no exterior.

[0043] Em uma modalidade modificada, a solda de junção de cada extremidade da carcaça cilíndrica pode ter um formato em V, um formato de 1/2 V, preferencialmente com uma solda traseira, ou um formato de K ou de X, com um cordão interno e um externo. Não está excluído que a solda seja um U duplo, ao invés de um U com a solda traseira oposta. A solda ilustrada, não obstante, apresenta maior resistência para o tipo de tensões às quais é submetida.

[0044] As duas extremidades 13 e 15 do cilindro Yankee são unidas não apenas pela carcaça cilíndrica 11, mas também por um tirante interno indicado como 31. Em uma modalidade vantajosa, o tirante interno 31 é coaxial com o cilindro e é na forma de uma estrutura tubular. Em uma modalidade vantajosa, o tirante interno 31 pode ser pretendido, para compensação da tensão térmica devido às expansões diferenciais entre as várias partes do cilindro Yankee.

[0045] Em uma modalidade vantajosa, a estrutura tubular do tirante 31, indicada por 31 A, é provida com orifícios adequados 33 para a passagem dos dutos do sistema de extração de condensado (não- mostrado nos desenhos), bem como orifícios 34 de um diâmetro menor para a circulação e a distribuição do vapor. Mais ainda, o tirante 31 é provido com passagens adequadas para seres humanos 36 para acesso e manutenção dentro do volume em formato de coroa circular. A estrutura tubular do tirante 31 é unida pelo topo a dois respectivos corpos anulares 35 e 37, um dos quais sendo mostrado em particular na Figura 4. Os corpos anulares 35 e 37 são ligados às respectivas extremidades 13 e 15. Para esta finalidade, cada um dos dois corpos anulares 35 é provido com uma série de orifícios passantes dispostos internamente com respeito à circunferência ao longo da qual a estrutura tubular 31A é soldada pelo topo ao corpo anular 35. A junção entre o corpo anular 35, 37 e a extremidade 13, 15 é obtida através de duas séries de parafusos 39 dispostos respectivamente de modo interno e externo em uma superfície cilíndrica ideal formando uma extensão ideal da estrutura tubular 31 A.

[0046] Através de elementos adequados, é possível, durante a montagem, submeter a estrutura 31A e os corpos anulares 35, 37 a uma tensão de tração.

[0047] Em cada corpo anular 35, 37 é provido um anel de reforço 41 soldado em 43 e 45 com um cordão de solda duplo em torno da abertura 13A, 15A da extremidade 13 ou 15, respectivamente.

[0048] Em uma modalidade vantajosa (vista em um aumento em particular da Figura 5), a junção entre a estrutura tubular 31A do tirante 31 e os corpos anulares 35, 37 é obtida através de uma solda em formato de K ou de X, feita com um cordão de solda duplo C2 formado no espaço formado por dois biséis em formato de V da superfície da ex- tremidade dianteira da estrutura tubular 31A e uma borda circular 45 (ou uma borda em formato de V) do respectivo corpo anular 35, 37.

[0049] A estrutura do tirante central 31 e sua junção às extremidades 13, 15 também podem ser feitas de acordo com configurações diferentes com respeito àquilo ilustrado nas figuras 4 e 5. Uma modalidade alternativa é mostrada na Figura 8. Neste caso, o tirante 31 tem uma estrutura tubular 31A soldada no topo com um cordão duplo em formato de K ou em formato de X C3 a uma projeção anular 49 formada em um corpo anular 51 soldado por meio de um cordão de solda duplo C4 em um orifício localizado na respectiva extremidade 13 ou 15. O corpo anular 51 tem um alojamento 53, dentro do qual é inserida a porção flangeada 3A do respectivo moente 3, o qual então é fixado ao complexo formado pela extremidade 13 com o corpo circular 51 soldado de forma rígida a ela através de um acoplamento de parafuso, conforme mostrado na Figura 8.

[0050] A Figura 9 mostra uma outra modalidade da junção entre o tirante 31 e as extremidades 13, 15 do cilindro Yankee. Nesta configuração, a solda entre a estrutura tubular 31A e o corpo circular 51 não é uma solda de topo com um cordão duplo C3, C3, conforme mostrado na Figura 8, mas, ao invés disso, é formada com um cordão de solda único C5. O corpo anular 51 é unido ainda por um cordão de solda C4, C4 à parte principal da extremidade 13 e o complexo 13, 51 é conectado com um acoplamento de parafuso à parte flangeada 3A do res-pectivo moente 3. A conexão de parafuso pode ser realizada pelo en- roscamento do parafuso em um orifício cego (conforme mostrado na Figura 9), ou pelo enroscamento dele através de um orifício passante a uma porca colocada dentro do cilindro.

[0051] Nas modalidades descritas até agora, o acoplamento entre a carcaça cilíndrica 11 e as extremidades 13, 15 é obtido exclusivamente por soldagem, eliminando-se o uso de parafusos ou cavilhas, os quais, usualmente usados nas configurações conhecidas, têm múltiplos inconvenientes, incluindo o risco de serem submetidos a uma alta tensão à flexão à qual estes componentes mecânicos são incapazes de resistir com segurança adequada, e também implicam no risco de falhar em garantir um selo adequado entre o interior e o exterior do cilindro, devido às deformações à flexão, devido ao efeito da pressão interna, durante uma operação. Uma deformação à flexão deste tipo enfraquece o selo entre as superfícies unidas por cavilhas da carcaça cilíndrica e as extremidades com consequente vazamento de vapor superaquecido a partir do interior do cilindro. Um segundo problema em potencial é o fato de uma conexão feita com cavilha não proteger quanto a uma infiltração de agentes oxidantes entre as superfícies de conexão. Se, por exemplo, seguindo-se à tensão de operação, mesmo uma separação parcial das superfícies de conexão ocorresse, a umidade possivelmente misturada com os agentes químicos presentes no processo poderia penetrar entre as superfícies. Nesta condição, uma camada de óxido poderia se formar, impedindo o fechamento da conexão. Esta camada de óxido pode aumentar de espessura ao longo do tempo, até comprometer a segurança da conexão.

[0052] A Figura 7 mostra uma modalidade modificada da invenção, na qual a junção entre a carcaça cilíndrica 11 e as extremidades 13, 15 ocorre através do uso de uma coroa de parafusos ou cavilhas, mas se evitando os inconvenientes mencionados anteriormente derivados de tensões elevadas à flexão dos parafusos. Números iguais indicam partes iguais ou equivalentes àquelas da modalidade prévia.

[0053] Nesta modalidade, na superfície interna 13B da extremidade 13 (uma configuração similar é provida na extremidade 15 não- mostrada), um anel 61 é soldado, por exemplo, através de um cordão de solda em formato de V C6 (sem se querer, com isso, excluir outras formas diferentes de cordão de solda). O anel 61 tem uma superfície externamente cilíndrica de um diâmetro substancialmente igual ao diâmetro interno da porção de extremidade da carcaça cilíndrica 11, a qual é colocada em torno do anel 61 e levada a se confinar com sua superfície dianteira 11A contra a superfície dianteira interna 13B da extremidade 13. Uma série de parafusos 63 conecta mecanicamente a extremidade 13 e a carcaça cilíndrica 11. Uma junção similar é requerida entre a extremidade 15 e a outra extremidade da carcaça cilíndrica 11.

[0054] Com esta conformação, a tensão à flexão induzida pela pressão interna do cilindro Yankee na junção entre os componentes 13, 15 e o componente 11 é liberada sobre o anel 61 e, portanto, sobre a extremidade 13, bem como sobre a unidade de armazenamento de banda de frequência de uso 15, enquanto os parafusos 63 são submetidos essencialmente apenas a uma tensão à tração e apenas de forma marginal às tensões à flexão, ou, em qualquer caso, a tensões a flexão de nenhuma relevância.

[0055] Esta conformação também apresenta a vantagem adicional de permitir a aplicação de uma gaxeta de selo 65, por exemplo, uma gaxeta de borracha ou de cobre. Esta pode ser alojada em um alojamento circular na superfície externamente radial do anel 61, isto é, a superfície em contato com a carcaça cilíndrica 11. Esta gaxeta ainda gera uma garantia contra o vazamento de vapor sob pressão do cilindro Yankee.

[0056] A Figura 7 mostra uma estrutura de um tirante 31 essencialmente equivalente àquelas das figuras 1 a 5, mas deve ser entendido que, neste caso, o tirante 31 pode ser ancorado, por exemplo, conforme mostrado nas figuras 8 e 9.

[0057] O corpo 1 do cilindro Yankee pode ser fabricado com uma folha de metal única de uma largura igual ao comprimento do cilindro, conformado e com bordas opostas soldadas no topo. Não obstante, acima de tudo, no caso de cilindros Yankee de comprimento axial elevado, a carcaça cilíndrica do corpo 1 pode ser produzida em múltiplas seções, por exemplo, por dois metais em folha, cada um conformado para a formação de uma parede cilíndrica e, então, soldando-se as duas porções de cilindro uma à outra ao longo de uma linha circular. Esta forma de formação do corpo 1 do cilindro Yankee é mostrada na Figura 10A. 101 e 102 indicam os dois metais em folha conformados soldados no topo em T. CT indica duas bordas de topo circunferenciais soldadas a cada outra para a formação de uma única linha de soldagem circunferencial CS, a qual está localizada em um plano ortogonal ao eixo geométrico do cilindro. A Figura 10B mostra um método de fabricação da carcaça cilíndrica 1 do cilindro Yankee com duas porções do aço em folha 101, 102, as quais têm bordas inclinadas opostas, de modo que a soldagem das duas porções da carcaça cilíndrica 1 do cilindro Yankee ocorra ao longo de uma linha CS' que fica em um plano o qual não é ortogonal ao eixo geométrico do cilindro. Se necessário, a carcaça cilíndrica pode ser obtida pela soldagem em conjunto de mais de duas porções, de acordo com o que é ilustrado nas figuras 10A e 10B.

[0058] Em uma modalidade vantajosa, o cilindro Yankee pode ser provido com as extremidades 13, 15 tendo uma seção transversal curvada ou parcialmente curvada, com uma concavidade virada para o exterior e uma convexidade virada para o interior do cilindro. Em uma modalidade possível, a porção curvada das extremidades é formada por meio de uma parede circular com uma seção transversal curvada (isto é, uma seção de acordo com um plano radial). Em uma modalidade, a parede é soldada ao longo de uma circunferência externa da carcaça ou a uma porção circular plana da extremidade. Em uma modalidade, esta parede circular é soldada ao longo de uma circunferência interna a uma placa circular, preferencialmente plana, que define a parte central da extremidade, à qual o moente relevante é fixado. O formato curvado permite mais resistência à alta pressão dentro do cilindro, com espessuras de parede mais finas do que aquelas de uma parede plana.

[0059] A Figura 11 mostra um corte longitudinal de uma das duas extremidades, no exemplo da extremidade 15, do cilindro Yankee com a extremidade curvada. 15X indica uma parede curvada que tem um desenvolvimento anular, com a concavidade se voltando para fora. É soldada ao longo de uma borda circunferencial internamente a uma placa plana circular 15Y formando a porção central da extremidade 15 à qual o moente 3 é fixado. Ao longo de uma borda circunferencial externa, a porção de parede curvada 15X é soldada a um anel externo 15Z. Em uma modalidade (Figura 11, 12A), o diâmetro da placa anular 15Y é tal que o tirante tubular interno 31 seja ancorado à placa anular 15Y em si. O diâmetro da solda entre as paredes 15X e 15Y, portanto, é maior do que o diâmetro do tirante interno 31. Em uma modalidade possível, a solda entre as paredes 15X e 15Y é uma solda em formato de U duplo ou de V duplo, conforme mostrado na Figura 12A. Em uma modalidade modificada, a solda pode ser uma solda em % V. Em geral, a solda estará presente como um cordão de solda duplo, interna e externamente, ou um cordão de solda em uma face e uma solda traseira na outra.

[0060] Em uma modalidade modificada (Figura 12B), 0 diâmetro da placa 15Y é menor do que 0 diâmetro do tirante tubular interno 31, de modo que 0 último seja ancorado com um dos sistemas já descritos previamente à porção de parede curvada 15X. Para esta finalidade, a parede 15X pode apresentar, por exemplo, porções angulares aplainadas 18A, 18B, ao longo das quais se apoiam as cabeças dos parafusos de fixação ou as cavilhas. Em uma modalidade da superfície interna da porção curvada anular 15X, entre a última e 0 tirante 31, é inserido um anel compensador 18C.

[0061] Ao longo da borda circunferencial externa a porção de parede curvada 15X é soldada com uma solda em U duplo, V duplo, % V com um cordão de solda em uma face e uma solda traseira na outra, ou com qualquer outro formato adequado da solda, ao anel externo 15Z (Figura 13A), o qual, por sua vez, é soldado à carcaça cilíndrica 11. Nesta modalidade, a seção transversal do anel 15Z é conformada como a porção diametralmente mais externa das extremidades 13, 15, descrita com referência às figuras 1 a 9. A solda na borda terminal da carcaça cilíndrica 11 é feita de uma forma similar.

[0062] Em uma modalidade modificada (Figura 13B), a porção da parede curvada 15X é soldada com uma solda em formato de U e uma solda traseira interna, ou com uma solda em formato de U duplo, V duplo, % V ou com outras soldas conformadas de modo adequado, diretamente a uma borda circunferencial da extremidade da carcaça cilíndrica 11. Por exemplo, a carcaça cilíndrica 11 pode ter uma borda circular virada para dentro, conforme mostrado na Figura 13B, ao longo da qual a solda com a borda circunferencial externa da parte circular curvada 15X é formada preferencialmente, a solda é realizada com um cordão de solda externo e uma solda traseira interna, com uma solução similar àquela da solda da Figura 6.

[0063] Em uma outra modalidade (Figura 13C), a porção anular curvada 15X tem um diâmetro externo igual ao diâmetro externo da carcaça cilíndrica 11 e a última é soldada no topo à superfície interna da parede 15X. Em uma modalidade possível, a solda é realizada com um cordão circular externo e uma solda traseira interna (Figura 13C), embora não se excluam outras soluções construtivas.

[0064] Cada uma das modalidades das soldas radiais mais externas (Figuras 13A, 13B, 13C) pode ser combinada com uma modalidade das soldas radiais mais internas (Figura 12A, 12B).

[0065] As extremidades curvadas como nas figuras 11, 12A, 12B, 12C, 13A, 13B também podem ser usadas em um cilindro Yankee do tipo mostrado na Figura 7.

[0066] É entendido que o desenho é um exemplo dado apenas como uma demonstração prática da invenção, já que esta pode variar no formato e no layout, sem ficar fora do conceito subjacente à invenção em si. Qualquer número de referência nas reivindicações em anexo tem o objetivo de facilitar a leitura das reivindicações com referência à descrição e aos desenhos, e não limita o escopo da proteção representado pelas reivindicações.

Claims (22)

1. Cilindro Yankee feito de aço, que inclui uma carcaça cilíndrica (11) unida a duas extremidades (13, 15), às quais são fixados respectivos moentes de suporte (3), caracterizado pelo fato de que a carcaça cilíndrica (11) é unida a cada uma das referidas extremidades (13, 15) através de um respectivo cordão de solda circunferencial (C; C1) no exterior do cilindro Yankee, feita entre superfícies opostas de cada extremidade (13, 15) e a carcaça cilíndrica (11), respectivamente, e um cordão de solda traseira correspondente (R) no interior do cilindro Yankee; e a referida carcaça cilíndrica (11) tem, próximo de cada uma de suas bordas de extremidade, uma porção de parede cilíndrica de uma espessura que aumenta gradualmente a partir de uma zona de espessura mínima (S1) até uma zona de espessura máxima (S2) em correspondência da qual o cordão de solda (C, C1) é formado.

2. Cilindro Yankee de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a superfície interna da referida carcaça cilíndrica (11) possui uma pluralidade de ranhuras circulares (11a) para coleta do condensado do vapor d’agua alimentado para o cilindro, sendo que a zona de espessura mínima (S1) da referida porção da parede cilíndrica se encontra adjacente a uma das referidas ranhuras circulares (11 A).

3. Cilindro Yankee de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de o referido cordão de solda circunferencial (C; C1) possuir seção transversal em formato de U, ou o referido cordão de solda circunferencial (C; C1) e o referido cordão de solda traseira (R) definirem juntos uma seção transversal em X ou em K.

4. Cilindro Yankee de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que cada cordão de solda circunferencial (C) se desenvolve na respectiva superfície dianteira do cilindro Yankee.

5. Cilindro Yankee de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o referido cordão de solda circunferencial (C1) se desenvolve sobre a superfície cilíndrica do cilindro Yankee.

6. Cilindro Yankee de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de cada cordão de solda circunferencial (C1) ser formado em um espaço definido entre um bisel dianteiro (21) na respectiva borda da carcaça cilíndrica (11) e um bisel (23) em uma superfície da extremidade (13, 15) virada em direção à carcaça cilíndrica (11).

7. Cilindro Yankee de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que cada uma das referidas extremidades (13, 15) inclui, próximo do cordão de solda circunferencial (C; C1), uma depressão circular (25).

8. Cilindro Yankee de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que a referida depressão circular (25) é formada na superfície interna da respectiva extremidade (13, 15).

9. Cilindro Yankee de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que cada uma das referidas extremidades (13, 16) tem, na superfície voltada para o interior do cilindro, uma concavidade anular (25) com um fundo o qual está subindo gradualmente a partir de uma área de profundidade máxima da referida concavidade anular radialmente em direção ao interior do cilindro até uma superfície dianteira essencialmente plana interna (25D) da respectiva extremidade, e uma conexão anular (25E) a partir da referida zona de profundidade máxima (25B) em direção a uma projeção anular que define parcialmente o fundo de uma cavidade na qual o cordão de solda circunferencial (C; C1) é formado, o cordão de solda traseira (R) sendo formada na referida projeção anular.

10. Cilindro Yankee de acordo com qualquer uma das rei- vindicações 1, 2, 3, 5, 6 e 9, caracterizado pelo fato de que as referi-das extremidades (13, 15) são soldadas por soldagem a topo às bordas dianteiras da carcaça cilíndrica (11).

11. Cilindro Yankee de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que as referidas extremidades (13, 15) são inseridas dentro da carcaça cilíndrica (11) e cada uma delas é circundada por uma zona de extremidade da carcaça cilíndrica (11).

12. Cilindro Yankee de acordo com a reivindicação 11, ca-racterizado pelo fato de que as superfícies opostas de cada uma das referidas extremidades (13, 15) e a carcaça cilíndrica são biseladas para a definição de um espaço no qual o cordão de solda circunferencial (C; C1) é formado, o qual é disposto no interior da respectiva extremidade da carcaça cilíndrica (11).

13. Cilindro Yankee de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado pelo fato de que cada uma das referidas extremidades (13, 15) tem pelo menos uma porção curvada.

14. Cilindro Yankee de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que as extremidades (13, 15) têm uma porção anular curvada, com uma convexidade virada em direção ao interior do cilindro e uma concavidade em direção ao exterior do cilindro.

15. Cilindro Yankee de acordo com a reivindicação 13 ou 14, caracterizado pelo fato de que cada uma das referidas extremidades (13, 15) tem uma parede anular curvada (15X) com uma concavidade em direção ao exterior do cilindro e uma convexidade em direção ao interior do cilindro, selada ao longo de uma borda circunferencial dentro de uma placa central (15Y), à qual o respectivo moente (3) do cilindro é conectado.

16. Cilindro Yankee de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que a referida parede anular curvada (15X) tem uma borda circunferencial externa, soldada a uma respectiva borda de extremidade da carcaça cilíndrica (11).

17. Cilindro Yankee de acordo com a reivindicação 15, ca-racterizado pelo fato de que a referida parede anular curvada (15X) tem uma borda circunferencial externa, soldada a um anel lateral (15Z), por sua vez soldado a uma borda de extremidade correspondente da carcaça cilíndrica (11).

18. Cilindro Yankee de acordo com qualquer uma das reivindicações 13 a 17, caracterizado pelo fato de incluir um tirante interno (31) ancorado à porção curvada de cada extremidade (13, 15).

19. Cilindro Yankee de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de incluir um tirante interno (31) ancorado a uma das referidas placas centrais (15Y).

20. Cilindro Yankee de acordo com uma ou mais das reivindicações 1 a 17, caracterizado pelo fato de incluir pelo menos um tirante interno (31) coaxial com o cilindro, o referido tirante interno (310 sendo pretendido.

21. Cilindro Yankee de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de que o referido tirante interno (31) inclui uma estrutura tubular (31A), ligada a suas extremidades através de soldagem circular (C2) a corpos anulares de ancoragem (35) ancorados às extremidades (13, 15) do cilindro Yankee, sendo que os corpos anulares (35) são preferencialmente soldados, ou ancorados mediante cavilhas (39), às referidas extremidades (13, 15) do cilindro Yankee.

22. Cilindro Yankee de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pelo fato que a referida estrutura tubular (31A) é soldado por soldagem de topo aos referidos corpos anulares (35), cada corpo anular (35) sendo preferencialmente soldado à estrutura tubular (31 A), interna e externamente, por meio de um cordão de solda duplo (C2), por meio de uma soldagem em formato X ou K.

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