BRPI0904543B1

BRPI0904543B1 - Máquina de moldagem para formar bocais nas extremidades de tubos feitos de material termoplástico e método para formar um bocal na extremidade de um tubo de material termoplástico

Info

Publication number: BRPI0904543B1
Application number: BRPI0904543-0A
Authority: BR
Inventors: Giorgio Tabanelli
Original assignee: Sica S.P.A.
Priority date: 2008-11-20
Filing date: 2009-11-18
Publication date: 2019-10-08
Also published as: EP2189268A1; US8591217B2; EP2189268B1; CN101733928B; US20100123272A1; HRP20110832T1; PT2189268E; RU2009142572A; RU2515745C2; ES2372648T3; CN101733928A; US8591789B2; CR11118A; ATE521470T1; BRPI0904543A2; US20120282365A1

Abstract

máquina de moldagem para formação de bocais nas extremidades de tubos feitos de material termoplástico e método de formação de um bocal na extremidade de um tubo feito de material termoplástico. trata-se de uma máquina de moldagem e um método de formação de um bocal na extremidade aquecida de um tubo feito de material termoplástico, a extremidade (20) de um tubo (2) feito de material termoplástico em que será formado um bocal sendo aquecida até uma condição deformável, inserida em uma câmara de formação (1) e moldada no formato de um bocal. o ar de processo, advindo de uma fonte de ar comprimido (30), é transportado por uma linha de alimentação de ar de processo (3) até um evaporador (40) de uma máquina de refrigeração (4), a qual usa um refrigerante que circula continuamente em um circuito fechado, e atravessa o evaporador (40), resultando na transferência de calor do ar de processo para o refrigerante dentro do evaporador (40). o ar de processo assim tratado no evaporador (40) é, em seguida, transportado pela linha de alimentação de ar de processo (3) até a câmara de formação (1), onde é inserido através de uma entrada (10), para ao menos resfriar o material da extremidade (20) do tubo (2) por meio pelo menos de um fluxo de ar de processo dentro da câmara de formação (1).

Description

“MÁQUINA DE MOLDAGEM PARA FORMAR BOCAIS NAS EXTREMIDADES DE TUBOS FEITOS DE MATERIAL TERMOPLÁSTICO E MÉTODO PARA FORMAR UM BOCAL NA EXTREMIDADE DE UM TUBO DE MATERIAL TERMOPLÁSTICO” [001] A presente invenção refere-se a uma máquina de moldagem de bocais para formar bocais nas extremidades de tubos feitos de material termoplástico. A invenção também se refere a um método para formar um bocal na extremidade de um tubo feito de material termoplástico.

[002] Em particular, a presente invenção refere-se a uma máquina de moldagem de bocais e a um método de formação que usam um resfriamento específico do bocal formado.

[003] Em tubos feitos de material termoplástico, um dos sistemas mais difundidos para unir dois tubos é o sistema de “bocais”. Ele consiste em formar um bocal em uma das duas extremidades de um tubo e, então, inserir dentro de tal bocal a extremidade de outro tubo que não tem um bocal formado nela.

[004] Os bocais na extremidade dos tubos são feitos usando um processo de termoformação realizado por uma máquina de moldagem de bocais adequada. Normalmente, a máquina de moldagem de bocais é instalada a jusante de uma linha de extrusão de tubos e recebe dela os tubos cortados que serão usinados. Geralmente, as máquinas de moldagem de bocais compreendem um cabeçote de usinagem munido de pelo menos um forno para aquecer a extremidade do tubo na qual a bocal deve ser formada, além de uma estação de formação que usa um molde adequado para transformar a extremidade aquecida do tubo em um bocal. O bocal também costuma ser resfriada na estação de formação. O resfriamento pode ocorrer ao mesmo tempo ou depois da formação do bocal. Quando a bocal atinge uma temperatura próxima da temperatura ambiente, ela é removida do molde e o tubo, que já passou pelo processo de moldagem de bocal, é descarregado da máquina. As técnicas de moldagem de bocais mais difundidas usam ar

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2/38 comprimido, o qual, quando introduzido em um ambiente que pode ser pressurizado, tem uma ação fluídica que força as paredes da extremidade do tubo, as quais são aquecidas e deformadas plasticamente, contra um molde metálico.

[005] Os moldes metálicos podem moldar o formato externo do bocal. Nesse caso, o molde é construído nas paredes internas de uma cavidade, onde é inserida a extremidade do tubo na qual a bocal será formada. O ar comprimido é introduzido no tubo e força as paredes da extremidade do tubo de dentro para fora contra as paredes internas da cavidade. Se o formato final do bocal exigir a presença de uma sede anular para uma vedação, é feita uma ranhura anular correspondente nas paredes internas da cavidade que formam o molde.

[006] Os moldes metálicos podem moldar o formato interno do bocal. Nesse caso, o molde é configurado como um mandril (ou bujão) e, em particular, consiste nas paredes laterais externas do mandril. O mandril é posicionado dentro de uma cavidade que pode ser pressurizada e é forçado axialmente a adentrar a extremidade do tubo. O ar comprimido é introduzido dentro da cavidade, que pode ser pressurizada fora do tubo (e do mandril) e força as paredes da extremidade do tubo de fora para dentro contra as paredes externas do mandril. Se o formato final do bocal exigir a presença de uma sede anular para uma vedação, o mandril é equipado com setores expansíveis localizados na área correspondente à sede de vedação. Uma vez que a sede de vedação for formada, os referidos setores expansíveis são recolhidos para dentro do mandril antes que o mandril seja removido da extremidade do tubo em que a bocal foi formada. Sistemas que usam esse tipo de molde são descritos, por exemplo, nos documentos de patente IT 169 179, EP 0 516 595 e EP 0 684 124.

[007] Os moldes metálicos podem moldar tanto o formato interno quanto o formato externo do bocal. Nesse caso, a configuração do molde é uma combinação dos dois casos descritos acima: um mandril, cujas

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3/38 superfícies laterais externas moldam o formato interno do bocal, é inserido em uma cavidade que pode ser pressurizada, cujas superfícies laterais internas moldam o formato externo do bocal. Em seguida, o mandril é forçado coaxialmente a adentrar a extremidade do tubo em que a bocal será formada. Então, durante uma primeira etapa, o ar comprimido é inserido no tubo e força as paredes da extremidade do tubo de dentro para fora contra as paredes internas da cavidade. Durante uma segunda etapa, após o espaço entre o mandril e o tubo tiver sido ao menos parcialmente despressurizado, o ar comprimido é inserido na cavidade, que pode ser pressurizada fora do tubo (e do mandril), e força as paredes da extremidade do tubo de fora para dentro contra as paredes externas do mandril. Um exemplo deste tipo de sistema é descrito no documento de patente EP 0 700 771.

[008] Normalmente, a bocal pode ser resfriada fazendose com que um fluxo de fluido de resfriamento atinja diretamente as paredes do tubo, gerando assim um fenômeno de convecção forçada. Como alternativa, ou em aditamento, a bocal também pode ser resfriada removendo-se seu calor por transferência de calor pelas paredes metálicas do molde. Em particular, visando este último caso, o molde pode, por sua vez, ser resfriado pela circulação de fluidos de resfriamento dentro dele. No caso de sistemas que usam mandris mecânicos munidos de setores expansíveis para formar a sede de vedação anular, a presença de mecanismos complexos sensíveis ao movimento dos setores expansível no mandril torna impraticável o resfriamento da parte interna do mandril pela circulação de refrigerantes.

[009] Um fluxo de ar forçado costuma ser usado como o fluido refrigerante e, usando um circuito separado, o ar comprimido é usado para o processo de formação do bocal. Um exemplo deste tipo de máquina de moldagem de bocais pode ser encontrado no documento de patente IT 1 169 179. Durante a formação, enquanto o ar comprimido é inserido na câmara de formação através de uma entrada relacionada, o fluxo de ar de resfriamento forçado é inserido no mandril para refrigerá-lo. Quando a formação é concluída,

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4/38 a alimentação de ar comprimido é interrompida e o fluxo forçado de ar refrigerante é inserido na câmara através de uma entrada diferente à do ar comprimido.

[010] Em uma concretização alternativa deste sistema, descrita no documento de patente EP 0 561 594, ao término da formação, o fluxo forçado de ar de baixa pressão continua a ser inserido no mandril, ao passo que a alimentação de ar comprimido não é interrompida, mas, em vez disso, ganha a possibilidade de sair da câmara de formação, de modo que seu fluxo, continuamente renovado, resfrie a superfície externa do bocal recémformada. O mesmo ar de processo usado para formar a bocal é, portanto, usado para resfriá-la.

[011] Outro exemplo de um sistema em que o mesmo ar de processo é usado tanto na formação quanto no resfriamento é descrito no documento de patente EP 0 684 124. Nesse sistema, o único ar de processo usado é o ar comprimido para moldar a bocal. Ele adentra a câmara de formação através de uma entrada relacionada e a pressuriza a um nível de pressão predeterminado, formando assim a bocal no mandril de formação. Quando o nível de pressão máximo predeterminado tiver sido atingido e a formação for concluída, uma válvula de descarga é aberta, permitindo que o ar comprimido saia da câmara de formação através de um duto de saída que leva até o mandril. Ao mesmo tempo, o influxo de ar comprimido é mantido. Dessa forma, cria-se um fluxo de ar que resfria o bocal e que é, então, inserido diretamente no mandril, também ajudando a resfriá-lo. Em seguida, o ar é removido do mandril, através de orifícios de saída adequados, e dispersado no ambiente.

[012] Conforme já mencionado, os sistemas descritos nos documentos de patente IT 1 169 179, EP 0 516 595 e EP 0 684 124 (e brevemente resumidos acima) usam um molde, que consiste em um mandril com um formato externo específico, inserido em uma cavidade que pode ser pressurizada. Durante a etapa de formação, a câmara de formação é

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5/38 pressurizada de modo a minimizar (ou mesmo eliminar) o vazamento do ar comprimido nela introduzido. Durante a etapa de resfriamento após a formação, parte do ar de processo é removida da câmara de formação, embora a introdução do ar de processo na câmara continue a fim de estabelecer um fluxo de ar continuamente renovado no bocal formado. O ar que sai da câmara, caso não contenha muita umidade, pode ser coletado e inserido no mandril para ajudar a resfriá-lo (e, por conseguinte, a resfriar a superfície interna do bocal).

[013] O desempenho da máquina de moldagem de bocais, em termos de peças produzidas por unidade de tempo, é afetado pelo tempo em que o tubo permanece na estação de formação e resfriamento. Quanto menor o ciclo de formação e resfriamento, mais rápida e mais produtiva a máquina. As técnicas de formação e resfriamento são escolhidas com base em um equilíbrio entre a maximização da velocidade de produção e a minimização do custo e da complexidade dos dispositivos e dos componentes necessários para se chegar ao resultado.

[014] O ar comprimido usado no processo de formação e resfriamento do bocal é geralmente extraído das redes de distribuição de ar convencionais presentes nas fábricas, redes estas em que o ar é geralmente disponibilizado a uma pressão entre 5 e 7 bar (500 e 700 kPa). Às vezes, o ar é recebido diretamente do ambiente em volta da máquina de moldagem de bocais e enviado a ela por um compressor adequadamente instalado na máquina. A temperatura e o teor de umidade do ar comprimido assim disponibilizado são afetados em grande medida pelas condições ambientais e pelas características do sistema de tratamento e geração de ar comprimido da rede de distribuição da fábrica (ou do compressor localizado na máquina).

[015] É de particular importância introduzir ar a uma temperatura adequadamente baixa nos dispositivos de formação e resfriamento, visto que a temperatura do ar está diretamente relacionada à velocidade do processo de resfriamento do bocal formada. Nesse contexto,

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6/38 normalmente, o ar da rede de distribuição da fábrica (ou do compressor localizado na máquina) deve ser tratado, isto é, resfriado, para que atinja e permaneça a um nível de temperatura estável baixo o bastante para garantir um processo de resfriamento eficaz. A temperatura do ar comprimido obtido da rede ou do compressor costuma ser alta de mais para ser usada diretamente nos processos de resfriamento do bocal. Ademais, a condição térmica do ar comprimido obtido pela rede ou pelo compressor é um tanto quanto variável e difícil de ser estimada quando da concepção da máquina de moldagem de bocais. A condição térmica do ar comprimido é afetada pela configuração e eficiência dos sistemas compressores da fábrica e pela temperatura e umidade do ambiente.

[016] As técnicas de resfriamento convencionais para fluidos envolvidos em processos de formação (em especial, o ar comprimido) costumam usar um sistema de refrigeração externo à máquina de moldagem de bocais, o qual fornece, em um ciclo fechado usando uma bomba de circulação contínua, um líquido de transferência de calor baseado em água (geralmente uma solução de etilenoglicol em água). O líquido de transferência de calor resfriado, ao chegar do refrigerador, é circulado dentro dos dispositivos de transferência de calor projetados para resfriar os fluidos (em especial, o fluxo forçado de ar e o ar comprimido) envolvidos no processo de formação e resfriamento do bocal. Quando a configuração dos moldes de formação permite e requer que isto aconteça, o líquido de transferência de calor resfriado advindo do refrigerador também é circulado dentro dos moldes de formação de bocais.

[017] A técnica convencional para resfriar o ar comprimido da linha, que é usado no processo de formação e resfriamento do bocal, é caracterizada pelo uso de trocadores de calor de tubo em ziguezague, nos quais circula o líquido de transferência de calor resfriado advindo do e recirculado pelo sistema de refrigeração. O ar de processo que será resfriado é transportado nesses trocadores de calor de modo que entre em contato com as

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7/38 paredes dos tubos em que circula o líquido de transferência de calor, transferindo assim calor para ele.

[018] Quando o sistema de resfriamento que será integrado à máquina de moldagem de bocais está sendo desenvolvido, é necessário dimensionar esses refrigeradores e trocadores de calor de modo que se chegue a um equilíbrio adequado levando-se em consideração a eficiência do processo de resfriamento obtido e os custos e dimensões do sistema de refrigeração. A fim de que os custos e dimensões dos sistemas de refrigeração sejam sustentáveis em nível industrial, os refrigeradores e trocadores de calor desenvolvidos acabam com uma série de limitações de desempenho e operação insuperáveis, as quais são listadas em detalhes abaixo. Em primeiro lugar, nesse contexto, bem como no relatório descritivo e nas reivindicações, exceto quando explicitamente declarado o contrário, devese mencionar que, quando nos referirmos a valores de temperatura do ar em um ponto em que ele está se movendo a uma velocidade predeterminada e em um fluxo direto, far-se-á referência à medida de temperatura obtida pela inserção da parte sensível de um termômetro no fluxo.

[019] É praticamente impossível de se obter uma temperatura de ar comprimido menor do que 13° C na entrada do dispositivo de formação. Normalmente, são obtidas temperaturas entre 15° C e 20° C.

[020] Quando as condições térmicas do ambiente e/ou a temperatura do ar comprimido que será tratado no trocador de calor variam significativamente, é difícil fazer com que o ar comprimido mantenha uma temperatura estável abaixo de 20° C na entrada do dispositivo de formação.

[021] Os sistemas de resfriamento convencionais descritos acima não permitem a redução da umidade presente no ar comprimido. Se a umidade no ar exceder um limite predeterminado, podem ocorrer problemas durante o processo de formação quando a extremidade do tubo que será transformada em bocal estiver muito quente. Nessas condições,

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8/38 a superfície do tubo pode ser alterada de uma forma insatisfatória caso entre em contato com a umidade do ar.

[022] A presente invenção tem como objetivo superar as desvantagens supramencionadas oferecendo uma máquina de moldagem de bocais nas extremidades de tubos feitos de material termoplástico e um método para formar um bocal na extremidade de um tubo feito de material termoplástico que permitam que a bocal seja resfriada com eficácia e rapidez ao término do processo de formação.

[023] A presente invenção também tem como objetivo oferecer uma máquina de moldagem de bocais nas extremidades de tubos feitos de material termoplástico e um método para formar um bocal na extremidade de um tubo feito de material termoplástico que permitam que a bocal seja resfriada com eficácia e rapidez ao término do processo de formação com um preço sustentável em nível industrial e com alta produtividade.

[024] Sendo assim, a presente invenção atinge tais objetivos e outros, os quais se tornarão mais aparentes na descrição abaixo, por meio de uma máquina de moldagem de bocais nas extremidades de tubos feitos de material termoplástico e de um método para formar um bocal na extremidade de um tubo feito de material termoplástico, cada um contendo os recursos estruturais e funcionais descritos nas respectivas reivindicações independentes em anexo, levando-se em conta que as reivindicações dependentes em anexo descrevem outras concretizações.

[025] A invenção é descrita em mais detalhes abaixo com referência aos desenhos em anexo, que ilustram uma concretização nãorestritiva preferida da invenção, nos quais:

[026] - A Figura 1 é um diagrama geral de uma concretização da máquina de moldagem de bocais de acordo com a invenção, incluindo o sistema de tratamento de ar de processo, usada para implementar a concretização do método de formação de acordo com a invenção;

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9/38 [027] - A Figura 2 ilustra um detalhe do sistema de tratamento de ar, com um bico para pulverizar a água localizada dentro do fluxo de ar de processo, ilustrando a posição do bico dentro da linha de alimentação de ar de processo e a geometria do jato de água pulverizada gerado por ele;

[028] - A Figura 3 é uma vista parcialmente em seção transversal do detalhe de outra concretização da câmara de formação da máquina de moldagem de bocais de acordo com a invenção, a qual implementa outra concretização do método de formação de acordo com a invenção;

[029] - A Figura 4 é uma vista em seção transversal do detalhe esquemático de ainda outra concretização da câmara de formação da máquina de moldagem de bocais de acordo com a invenção.

[030] Com referência em especial à Figura 1, uma máquina de moldagem de bocais nas extremidades de tubos feitos de material termoplástico compreende uma câmara de formação 1 para a inserção e formação de um bocal na extremidade aquecida 20 de um tubo 2 feito de material termoplástico em que será formado um bocal. A extremidade 20 do tubo 2 é aquecida em um forno do tipo conhecido que não foi ilustrado. A máquina também compreende uma linha de alimentação de ar de processo 3, a qual recebe ar de processo de uma fonte de ar comprimido 30 e o introduz na câmara de formação 1 pela entrada 10. A fonte de ar comprimido 30 pode ser um compressor montado diretamente na máquina. O compressor pode receber ar ou de uma linha de alimentação ou diretamente do ambiente circundante. A fonte 30 também pode ser uma linha de distribuição de ar comprimido feita e/ou disponível na fábrica onde a máquina de moldagem de bocais está instalada. A pressão do ar comprimido recebido da fonte é ajustada para um valor predeterminado entre 5 bar e 10 bar (500 kPa e 1000 kPa). A linha de alimentação de ar de processo 3 compreende um meio para interromper o influxo de ar de processo advindo da fonte de ar comprimido 30, o qual, de preferência, pode ser controlado remotamente (por exemplo, uma ou mais

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10/38 válvulas liga-desliga). A linha de alimentação de ar de processo 3 compreende um regulador de taxa de fluxo 33 para o ar de processo advindo da fonte de ar comprimido 30, o qual, de preferência, pode ser controlado remotamente (por exemplo, uma ou mais torneiras com abertura ajustável). Na linha de alimentação de ar de processo 3, o ar de processo é regulado a uma primeira pressão P1. Na linha de alimentação de ar de processo 3, há pelo menos uma válvula de admissão 34 (de preferência, controlada remotamente). Graças à válvula de admissão 34, é possível ativar ou interromper o influxo de ar de processo na câmara de formação 1 pela entrada 10 da câmara de formação 1. A válvula de admissão 34 pode ser considerada parte do meio que interrompe o influxo de ar de processo advindo da fonte de ar comprimido 30. Em particular, a válvula de admissão 34 pode ser considerada como uma válvula liga-desliga do referido meio de interrupção. A válvula de admissão 34 pode ser localizada perto da entrada 10 da câmara de formação 1. A entrada 10 pode ser simples ou composta, isto é, ter uma ou mais aberturas e um ou mais respectivos dutos de admissão. A máquina de moldagem de bocais compreende elementos de vedação 16 que causam a pressurização, ao menos parcial, de pelo menos uma parte da câmara de formação 1 quando o ar de processo é inserido na câmara de formação 1. Os meios de vedação 16 são descritos em mais detalhes abaixo. A câmara de formação 1 compreende paredes de formato específico 11 desenvolvidas para moldar o formato do bocal e contra as quais o material da extremidade 20 do tubo 2 é pressionado pelo ar de processo inserido na referida pelo menos uma parte da câmara de formação 1, que é pressurizada ao menos parcialmente. As paredes de formato específico 11 são descritas em mais detalhes abaixo. A câmara de formação 1 pode compreender uma carcaça externa 12 que tem uma abertura através da qual é inserida a extremidade 20 do tubo 2 na qual será formado um bocal (por exemplo, conforme ilustra a Figura 1). Como alternativa, a câmara de formação 1 pode compreender uma carcaça externa 12 compreendendo duas metades 12a, 12b que podem ser afastadas ou aproximadas uma da outra de modo a,

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11/38 respectivamente, liberar a extremidade 20 do tubo 2 ou nele comprimi-la (por exemplo, conforme ilustrado na Figura 3 ou na Figura 4).

[031] A máquina de moldagem de bocais também compreende um meio para resfriar a extremidade 20 do tubo 2 que utiliza ao menos o ar de processo. O meio de resfriamento compreende uma máquina de refrigeração 4 com um ciclo operacional que opera sobre um refrigerante, a máquina de refrigeração 4 sendo munida de um circuito fechado para a circulação contínua do refrigerante. O circuito fechado para a circulação contínua do refrigerante (indicado por 42 na Figura 1) compreende, por sua vez, um evaporador de refrigerante 40 localizado ao longo do percurso do ar de processo advindo da fonte de ar comprimido 30 rumo à câmara de formação 1. A linha de alimentação de ar de processo 3 transporta o ar de processo até o evaporador 40, resultando na transferência de calor do ar de processo para o refrigerante dentro do evaporador 40, resfriando assim o ar de processo. Dessa forma, a ação refrigeradora da máquina de refrigeração 4 é diretamente aplicada, dentro do evaporador 40, ao ar de processo, que é então introduzido na câmara de formação 1, permitindo um resfriamento eficaz.

[032] Em seguida, o ar de processo resfriado é usado para resfriar a extremidade 20 do tubo 2 transformada em bocal na câmara de formação 1. Em particular, a câmara de formação 1 pode compreender, em uma posição adequada, uma saída de ar de processo 14 sob controle ativo de uma válvula de descarga 17 (de preferência, controlada remotamente). Após a pressurização ao menos parcial da referida pelo menos uma parte da câmara de formação 1 (durante a qual o impulso do ar de processo causou a formação do bocal na extremidade 20 do tubo 2 em relação às paredes de formato específico 11), a válvula de descarga 17 é aberta de modo o ar de processo flua para fora da câmara de formação 1. O fluxo do ar de processo para fora da câmara de formação 1 é controlado de modo que a pressurização seja mantida (embora a um nível menor do que antes) na referida pelo menos uma parte da câmara de formação 1, que é pressurizada ao menos em parte. O fluxo do ar

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12/38 de processo para fora da câmara de formação 1 pode ser controlado usando um regulador de fluxo 77 (por exemplo, uma válvula ou torneira reguladora de taxa de fluxo), o qual, de preferência, é controlado remotamente. Dessa forma, na extremidade 20 do tubo 2, agora transformada em bocal, há um fluxo continuamente renovado de ar de processo resfriado, produzindo assim a redução desejada na temperatura da extremidade 20 do tubo 2.

[033] O evaporador 40 compreende dutos internos por onde flui o refrigerante, ao redor ou ao lado dos quais o fluxo de ar de processo passa graças a sistemas de guia adequados e/ou respectivos dutos. De preferência, o ar de processo é inserido no evaporador 40 de modo que seu fluxo seja contrário ao fluxo do refrigerante.

[034] Na máquina de refrigeração 4, o refrigerante é submetido a um ciclo termodinâmico real que consiste das mesmas etapas que um ciclo ideal que, nas publicações, é conhecido como “ciclo inverso de Rankine”. De preferência, o refrigerante é do tipo de hidrocarboneto halogenado. Ao longo do circuito fechado 42 para a circulação contínua do refrigerante, o refrigerante é comprimido por um compressor 43 e resfriado em um condensador 44 para fazer com que ele se torne líquido. Em seguida, ele é enviado a um elemento de expansão 45 (por exemplo, uma válvula reguladora). No elemento de expansão 45, a pressão e a temperatura do refrigerante são reduzidas. Saindo do elemento de expansão 45, o refrigerante é enviado ao evaporador 40, onde recebe calor do ar de processo (transportado pela linha de alimentação 3), retorna ao estado gasoso e é levado novamente pelo compressor 43. A título meramente exemplificativo e sem restrição, a configuração de construção da máquina de refrigeração 4 pode ser a seguinte. O compressor 43 pode ser um compressor mecânico acionado por um motor elétrico. O condensador 44 pode ser do tipo com tubos de cobre, contendo aletas de placa metálica feitas, de preferência, de alumínio (ou seja, do tipo de tubo de aletas de placa). O condensador 44 pode causar o resfriamento forçado do ar por um ventilador elétrico 46. O elemento de

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13/38 expansão 45 é geralmente uma válvula reguladora configurada como um tubo capilar. O evaporador 40 pode ser semelhante a um tubo ou cano coaxial e um trocador de calor em tubo, com a boca para a entrada do ar de processo que será resfriado feita no cano.

[035] Em uma concretização preferida da máquina de moldagem de bocais revelada, o meio de resfriamento compreende uma seção de refrigeração 5 que resfria um líquido de transferência de calor que circula continuamente em um respectivo circuito fechado. O circuito fechado para o líquido de transferência de calor (indicado pelo número 51 na Figura 1) compreende pelo menos um primeiro trocador de calor 50, localizado na linha de alimentação de ar de processo 3 a montante do evaporador 40 em relação à câmara de formação 1 ao longo do percurso do ar de processo advindo da fonte de ar comprimido 30 rumo à câmara de formação 1. A linha de alimentação de ar de processo 3 transporta o ar de processo ao primeiro trocador de calor 50, resultando na transferência de calor do ar de processo para o líquido de transferência de calor e no pré-resfriamento do ar de processo. Em seguida, o ar comprimido pré-resfriado dessa forma é enviado ao evaporador 40 da máquina de refrigeração 4, onde o resfriamento do ar de processo é concluído.

[036] A seção de refrigeração 5 pode compreender uma unidade de refrigeração recirculante convencional 51, tendo características e capacidade de refrigeração semelhantes às das unidades usadas por máquinas de moldagem de bocais convencionais. O líquido de transferência de calor que adentra o primeiro trocador de calor 50 tem uma temperatura normalmente regulada entre 7° C e 15° C. De preferência, o líquido de transferência de calor é uma solução de etilenoglicol em água. O primeiro trocador de calor 50 é, de preferência, do tipo de tubo em ziguezague. Graças a sistemas de guia adequados e/ou respectivos dutos, o fluxo do ar de processo passa ao redor ou ao lado dos dutos internos do primeiro trocador de calor 50, onde flui o líquido de transferência de calor. De preferência, o ar de

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14/38 processo é inserido no primeiro trocador de calor 50 de modo que seu fluxo seja contrário ao fluxo do líquido de transferência de calor. O primeiro trocador de calor 50 e a unidade de refrigeração 52 são dimensionados de modo que, ao sair do primeiro trocador de calor 50, o ar de processo que adentra o primeiro trocador de calor 50 a uma temperatura de 30° C a 40° C e a uma pressão de 7 bar (700 kPa) esteja a uma temperatura, de preferência, entre 15° C e 20° C. Graças à passagem posterior pelo evaporador 40, o ar de processo atinge uma temperatura que, normalmente, é inferior a 8° C ao sair dele.

[037] A combinação do pré-resfriamento, obtida no trocador de calor 50 da seção de refrigeração 5, com o resfriamento produzido no evaporador da máquina de refrigeração 4 permite que seja atingido um resfriamento notavelmente efetivo do ar, levando a aprimoramentos surpreendentes na produtividade da máquina de moldagem de bocais, ainda que com o uso de componentes substancialmente padrão e com um aumento baixíssimo nos custos em comparação às técnicas de resfriamento convencionais. Em particular, as máquinas de moldagem de bocais que, com o sistema convencional, garantem uma produtividade de cerca de 200 ciclos/hora podem ser levadas a uma produtividade de cerca de 240 ciclos/hora; um aumento na produtividade 15% a 20% contra um aumento nos custos totais da máquina de cerca de 1 %.

[038] A queda repentina na temperatura do ar de processo antes de ele ser inserido na câmara de formação 1 pode resultar na condensação parcial da umidade no ar. Sendo assim, de forma vantajosa, a máquina de moldagem de bocais compreende um coletor 41, localizado na linha de alimentação de ar de processo 3 imediatamente a jusante do evaporador 40 em relação à fonte de ar comprimido 30 ao longo do percurso do ar de processo advindo da fonte de ar comprimido 30 rumo à câmara de formação 1, e projetado para coletar a umidade condensada do ar de processo que sai do evaporador 40.

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15/38 [039] Como se sabe, as máquinas de moldagem de bocais convencionais normalmente compreendem uma unidade de refrigeração na seção de refrigeração 5 (onde o líquido de transferência de calor resfriado do trocador de calor circula e por onde o ar de processo atravessa). Sendo assim, para estabelecer a concretização da invenção que combina tanto a presença da máquina de refrigeração 4 (que resfria o ar de processo) quanto a presença da seção de refrigeração 5 (que pré-resfria o ar de processo), é possível modificar facilmente uma máquina de moldagem de bocais convencional existente adicionando a máquina de refrigeração 4 a ela e inserindo seu evaporador 40 a jusante do trocador de calor que pertence à unidade de refrigeração da máquina de moldagem de bocais existente. A máquina de refrigeração 4 que será inserida nesta concretização pode ser obtida com facilidade pela modificação conveniente de um desumificador de ar comprimido de ciclo de refrigeração comercial de tamanho adequado. Um desumificador de ar comprimido de ciclo de refrigeração é estruturado conforme o seguinte: o ar comprimido que será desumificado é inserido no trecho de pré-resfriamento; dela, o ar passa para o evaporador do refrigerador, que realiza o ciclo: o ar assim resfriado atravessa um separador de condensado que remove a sua umidade e, em seguida, é enviado ao trecho de pós-aquecimento, após o qual, é introduzido novamente na rede de ar comprimido à temperatura desejada. Em alguns tipos de desumificadores comerciais, o trecho de pré-resfriamento e o trecho de pós-aquecimento são feitos em um único elemento de troca de calor, que coloca o ar que adentra o desumificador em contato térmico com o ar que sai do desumificador. Sendo assim, a máquina de refrigeração 4 pode ser construída pegando um desumificador comercial, removendo-lhe os trechos de pré-resfriamento e pósaquecimento e conectando, à entrada do desumificador assim modificado, uma primeira ramificação da linha de alimentação de ar de processo 3 advinda do primeiro trocador de calor 50 e, à saída do desumificador assim modificado, uma segunda ramificação da linha de alimentação de ar de processo 3

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16/38 direcionada rumo à câmara de formação 1. O uso de um desumificador comercial assim modificado também torna o separador de condensado 41 a jusante do evaporador 40 imediatamente disponível.

[040] De forma vantajosa, a máquina de moldagem de bocais compreende um trecho 6 para intensificar o ar de processo com água de processo pulverizada. O trecho de intensificação 6, por sua vez, compreende pelo menos um bico 60, inserido em um trecho da linha de alimentação de ar de processo 3 localizado a jusante do evaporador 40 em relação à fonte de ar comprimido 30 ao longo do percurso do ar de processo advindo da fonte de ar comprimido 30 rumo à câmara de formação 1. O bico 60 é orientado em direção ao lado da linha de alimentação de ar de processo 3 rumo à câmara de formação 1. De preferência, ele é posicionado coaxialmente com o trecho da linha de alimentação 3 onde é inserido. O trecho de intensificação 6 também compreende uma linha de alimentação de água pressurizada 61, que recebe água de uma fonte de água 62 e a transporta ao bico 60, onde é pulverizada no fluxo de ar de processo. No trecho de intensificação 6, há um meio 63 para interromper o influxo de água de processo no bico 60, o referido meio sendo posicionado na linha de alimentação de água 61. O meio 63 para interromper o influxo de água de processo no bico 60, em particular, compreende uma ou mais válvulas liga-desliga, de preferência, remotamente controladas. No trecho de intensificação 6, há um meio 67 para regular a taxa de fluxo do influxo de água de processo no bico 60, o referido meio sendo posicionado na linha de alimentação de água 61. O meio de regulagem da taxa de fluxo de água 67 compreende pelo menos um regulador de fluxo ou de taxa de fluxo (por exemplo, uma torneira com uma válvula reguladora de taxa de fluxo ou abertura ajustável). Mexendo-se no meio de interrupção 63, é possível ativar o fluxo de água (de preferência, remotamente) de modo que, mediante comando, a água pulverizada possa ser inserida no fluxo de ar de processo resfriado que se move rumo à câmara de formação 1. De preferência, a referida ativação ocorre ao término da formação da bocal na extremidade 20 do tubo 2, quando

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17/38 começa a verdadeira etapa de resfriamento da bocal formada pelo uso do fluxo de ar de processo.

[041 ] A capacidade de resfriamento do ar de processo é amplamente aumentada pela presença da água pulverizada em partículas finíssimas. Ademais, de forma vantajosa, a água que sai do bico 60 é dispersa em partículas finíssimas dentro de um fluxo de ar frio e, por conseguinte, é resfriada de uma forma extremamente eficaz. Sendo assim, a mistura de ar e água resultante torna-se um fluido de resfriamento extremamente eficaz. A capacidade de resfriamento da mistura de ar e água é maior quanto em menores partículas a água for dispersa no ar de processo comprimido. A água é injetada a uma pressão P4, que é maior do que a pressão do ar comprimido P1 na linha de alimentação 3, dentro e no centro do duto da linha de alimentação 3 em que o ar flui e na mesma direção que o ar (Figura 2). Em uma configuração particularmente eficaz (de acordo com a geometria do bico 60), a dispersão da água pulverizada pelo bico 60 forma um cone de dispersão com um ângulo de cone A inferior, ou em último caso igual, a 45°. De preferência, o referido valor deve ser igual a 30°.

[042] De forma vantajosa, a máquina de moldagem de bocais compreende um trecho 64 para resfriar a água localizada ao longo da linha de alimentação de água 61. Dessa forma, a água dispersada no ar de processo já se encontra, ao menos parcialmente, pré-resfriada. O trecho de resfriamento da água 64 compreende um segundo trocador de calor 65, montado em um respectivo circuito fechado onde circula um líquido de transferência de calor resfriado. De forma vantajosa, o líquido de transferência de calor advém da mesma seção de refrigeração 5 e circula continuamente em uma ramificação do circuito (indicado pelo número 53 na Figura 1) em paralelo à ramificação do circuito (indicado pelo número 51 na Figura 1) que serve o primeiro trocador de calor 50. De preferência, o segundo trocador de calor 65 também é do tipo de tubo em ziguezague. Graças a sistemas de guia adequados e/ou respectivos dutos, o fluxo de água advindo da fonte de água

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18/38 passa ao redor ou ao lado dos dutos internos do segundo trocador de calor 65, onde flui o líquido de transferência de calor. De preferência, a água é inserida no segundo trocador de calor 50 de modo que seu fluxo seja contrário ao fluxo do líquido de transferência de calor.

[043] Em uma concretização da invenção ilustrada esquematicamente na Figura 4, as paredes de formato específico 11 moldam somente o formato externo do bocal. Nesse caso, elas são feitas pela formação das paredes internas 120 da carcaça 12. Nesse caso, a entrada de ar de processo 10 na câmara de formação 1 deve ser localizada de modo que o ar de processo comprimido advindo da linha de alimentação 3 possa inflar a extremidade 20 do tubo 2 a partir de seu interior, pressionando suas paredes contra as paredes internas 120 da carcaça 12. Na concretização da Figura 4, é ilustrado um fuso de centralização 122 dentro da carcaça 12, o qual tem a função de um elemento para simplesmente centralizar o tubo 2 em relação à carcaça 12 e de um elemento para suportar vedações que, sendo parte dos meios de vedação 16, garanta a vedação hermética da câmara de formação 1 que é criada entre o fuso de centralização 122 e as paredes internas do tubo 2. O fuso de centralização 122 não tem função na formação do bocal.

[044] Em uma concretização ilustrada nas Figuras 1 e 3, a câmara de formação 1 é formada pela combinação da carcaça 12 e de um mandril de formação 13 localizado dentro da carcaça 12. A extremidade aquecida 20 do tubo 2 será forçada axialmente em relação ao mandril de formação 13. As paredes laterais externas 130 do mandril de formação 13 têm o formato ao menos parcialmente igual às paredes de formato específico 11 da câmara de formação 1 e são desenvolvidas para moldar o formato interno do bocal que será formada.

[045] Na concretização ilustrada na Figura 1, as paredes de formato específico 11 constituem exclusivamente as paredes laterais externas 130 do mandril de formação 13 e moldam somente o formato interno do bocal. Nesse caso, forma-se um bocal na extremidade 20 do tubo 2

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19/38 pelo impulso do ar de processo aplicado à parte externa da extremidade 20 do tubo 2, empurrando-a contra as paredes laterais externas 130 do mandril de formação 13. Nesse caso, a entrada de ar de processo 10 na câmara de formação 1 é posicionada de modo a permitir o impulso de fora da extremidade 20 do tubo 2 em direção ao interior da mesma. Em particular, a entrada 10 pode ser localizada nas paredes da carcaça 12. Entre a entrada 10 e o mandril de formação 13, pode haver um difusor 18 que permite que o fluxo de ar de processo seja distribuído de maneira uniforme na extremidade 20 do tubo 2.

[046] A carcaça 12 pode compreender duas metades que se fecham uma em relação à outra e em torno do corpo do tubo 2 como mandíbulas de uma unidade de fechamento (de modo semelhante ao ilustrado nas Figuras 3 e 4 para as metades 12a e 12b, embora se refiram a concretizações diferentes da câmara de formação 1). Nesse caso, entre uma metade e a outra, e entre cada metade e o tubo 2, deve haver elementos de vedação 16 que permitam que a pressurização da câmara de formação 1 seja garantida quando necessário (um posicionamento exemplificativo possível de tais elementos de vedação 16 - por exemplo, na forma de vedadores de vários formatos e materiais - é ilustrado, embora com referência a outras duas concretizações da câmara de formação nas Figuras 3 e 4, que, para esse fim, também pode se referir à carcaça aqui descrita).

[047] Com referência à Figura 1, a carcaça 12 pode compreender uma abertura frontal 121, onde há um vedador circular flexível em forma de anel 160, em cujo orifício central o tubo 2 pode ser inserido de modo a criar uma vedação; o referido vedador 160 prende-se às paredes planas 161 de um dispositivo de contato que faz parte da máquina de moldagem de bocais.

[048] Na concretização ilustrada na Figura 3, as paredes de formato específico 11 compreendem tanto as paredes internas 120 da carcaça 12 (que moldam o formato externo do bocal) quanto as paredes laterais externas 130 do mandril de formação 13 (que, por sua vez, moldam o

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20/38 formato interno da bocal). Quanto à bocal, as paredes internas 120 da carcaça 12 moldam um formato externo com diâmetro levemente maior do que o da bocal final desejada. Nesse caso, a entrada 10 tem pelo menos duas ramificações, cada uma alimentada por uma respectiva válvula de admissão 34: uma primeira ramificação, estendendo-se de uma primeira ramificação 31 da linha de alimentação de ar de processo e seguindo rumo à área da câmara de formação 1 que se encontra entre a superfície externa da extremidade 20 do tubo 2 e a superfície interna 120 da carcaça 2; uma segunda ramificação, estendendo-se de uma segunda ramificação 32 da linha de alimentação de ar de processo 3 e seguindo rumo à área da câmara de formação 1 que se encontra entre a superfície interna da extremidade 20 do tubo 2 e a superfície lateral externa do mandril de formação 13. Quando a primeira ramificação da entrada 10 é ativada, o ar de processo força a extremidade 20 do tubo 2 em direção às paredes laterais externas 130 do mandril de formação 13. A metade superior da Figura 3 ilustra essa condição da extremidade 20 do tubo 2. Quando a segunda ramificação da entrada 10 é ativada, o ar de processo força a extremidade 20 do tubo 2 em direção às paredes internas 120 do da carcaça

2. A metade inferior da Figura 3 ilustra essa condição da extremidade 20 do tubo 2.

[049] Nas concretizações da câmara de formação 1 com a presença do mandril de formação 13, de forma vantajosa, a máquina de moldagem de bocais compreende o trecho de uma linha transportadora de ar de processo 7 que recebe o ar de processo advindo da câmara de formação 1 através de uma saída 14 e, através de um ponto de introdução 15, introduz o ar de processo assim transportado no mandril de formação 13 para resfriá-lo. A saída 14 também pode ser dividida em duas ou mais ramificações. Cada ramificação pode ser a extensão de um respectivo trecho da linha transportadora 7. Cada ramificação pode ser alimentada por uma respectiva válvula de descarga 17. Na presença da linha transportadora 7, toda vez que a válvula de descarga 17 for ativada, é criado um fluxo de ar de processo

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21/38 advindo da câmara de formação 1 que penetra o interior do mandril de formação 13 e atravessa-o, sendo disperso no meio ambiente através de orifícios adequados feitos no mandril de formação 13. O percurso do ar de processo na linha transportadora 7 e no mandril é ilustrado com clareza na concretização exemplificativa ilustrada na Figura 1. Um percurso semelhante pode ser adotado no exemplo da Figura 3. De forma vantajosa, a máquina de moldagem de bocais compreende um trecho 70 para resfriar o ar de processo localizado ao longo da linha transportadora de ar de processo 7 entre a saída 14 da câmara de formação 1 e o ponto de introdução 15 do ar no mandril de formação 13. Dessa forma, o ar de processo recebido da câmara de formação 1, já aquecido até certo ponto pelo contato com o material da extremidade 20 do tubo 2, pode ser introduzido no mandril de formação 13 a uma temperatura adequadamente baixa para aumentar o efeito de resfriamento nele. O trecho de resfriamento 70 para o ar de processo advindo da câmara de formação 1 compreende um terceiro trocador de calor 72, este montado em um respectivo circuito fechado onde circula um líquido de transferência de calor resfriado. De forma vantajosa, o líquido de transferência de calor advém da mesma seção de refrigeração 5 e circula continuamente em uma ramificação do circuito (indicada pelo número 54 na Figura 1) em paralelo à ramificação do circuito (indicada pelo número 51 na Figura 1) que alimenta o primeiro trocador de calor 50 (e, de preferência, quando presente, também em paralelo à ramificação do circuito - indicada pelo número 53 na Figura 1 - que alimenta o segundo trocador de calor 65). De preferência, o terceiro trocador de calor 72 também é do tipo de tubo em ziguezague. Graças a sistemas de guia adequados e/ou respectivos dutos, o fluxo de ar de processo advindo da câmara de formação 1 ao longo da linha transportadora 7 passa em torno ou ao lado dos dutos internos do terceiro trocador de calor 72, onde flui o líquido de transferência de calor. De preferência, o ar de processo é introduzido no terceiro trocador de calor 72 de modo que seu fluxo seja contrário ao fluxo do líquido de transferência de calor.

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22/38 [050] De preferência, a máquina de moldagem de bocais também compreende um dispositivo separador de condensado 71 localizado ao longo da linha transportadora de ar de processo 7 entre a saída 14 da câmara de formação 1 e o ponto de introdução 15 do ar no mandril de formação 13 e agindo sobre o ar de processo para remover toda a água nele presente. Isso impede a passagem de água e/ou umidade e/ou a formação de condensado no mandril de formação 13, onde podem existir elementos mecânicos. Essa etapa é importante principalmente quando o ar de processo que existe na câmara de formação 1 é do tipo que foi intensificado com água pulverizada no trecho de intensificação 6.

[051] A invenção também se refere a um método para formar um bocal na extremidade de um tubo feito de material termoplástico.

[052] De preferência, o método é implementado por uma máquina de moldagem de bocais de acordo com qualquer uma das várias concretizações descritas acima.

[053] No contexto da descrição a seguir, o que foi descrito acima em termos gerais quanto aos componentes da máquina de moldagem de bocais, sua operação e as relações de uns com os outros também se aplica às etapas relacionadas do método, em especial quando as etapas do método corresponderem à operação das várias partes da máquina de moldagem de bocais descrita acima.

[054] Em geral, o método para formar um bocal na extremidade de um tubo feito de material termoplástico de acordo com a invenção compreende as etapas a seguir:

- obter um tubo 2 feito de material termoplástico com uma extremidade 20 aquecida a uma condição plasticamente deformável;

- formar um bocal com o material da extremidade aquecida 20 do tubo 2;

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- extrair ar de processo de uma fonte de ar comprimido 30 e submeter o ar de processo assim extraído a uma etapa de tratamento que compreende pelo menos uma subetapa de resfriamento;

- resfriar o material da extremidade 20 do tubo 2 por meio ao menos de um fluxo de ar de processo que sai da etapa de tratamento.

[055] Durante a subetapa de resfriamento, o ar de processo é transportado e forçado a passar dentro de um evaporador 40 de uma máquina de refrigeração 4 com um ciclo de operação operando sobre um refrigerante, o qual circula continuamente em um respectivo circuito fechado da máquina de refrigeração 4 que compreende o evaporador 40, resultando na transferência de calor do ar de processo para o refrigerante dentro do evaporador 40.

[056] Dessa forma, a ação refrigeradora da máquina de refrigeração 4 é diretamente aplicada, dentro do evaporador 40, ao ar de processo, que é então enviado à extremidade 20 do tubo 2, possibilitando uma refrigeração do ar extremamente eficaz.

[057] A extremidade 20 do tubo 2 pode ser aquecida de antemão em um forno adequado do tipo conhecido. Conforme também indicado abaixo na descrição continuada do método, o a formação do bocal pode ser realizada em uma câmara de formação 1 de acordo com uma das concretizações descritas acima. A fonte de ar comprimido 30 e o meio para transportar o ar de processo da fonte de ar comprimido 30 ao ponto de formação do bocal (em particular, à câmara de formação 1) podem ser os mesmos descritos em relação à máquina de moldagem de bocais (em particular, a linha de alimentação de ar de processo 3, na qual é possível usar, de acordo com os requisitos, as características e várias concretizações técnicas indicadas na descrição da máquina de moldagem de bocais), cujos métodos de operação já foram descritos (em particular, em relação às várias concretizações diferentes da máquina de moldagem de bocais descritas).

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24/38 [058] Durante a subetapa de resfriamento da etapa de tratamento do ar de processo, é evidente que se pode usar a máquina de refrigeração 4, já descrita para demonstrar as características da máquina de moldagem, de acordo com os mesmos métodos de operação (em particular, usando o mesmo ciclo e o mesmo refrigerante). Evidentemente, todas as vantagens e efeitos mencionados em tal contexto também podem ocorrer no método de acordo com a invenção.

[059] De forma vantajosa, na etapa de tratamento do ar de processo:

- o ar de processo extraído da fonte de ar comprimido 30 é primeiramente submetido a uma subetapa de pré-resfriamento e, em seguida, à subetapa de resfriamento;

- durante a subetapa de pré-resfriamento, o ar de processo é transportado e forçado a passar por um primeiro trocador de calor 50, no qual transfere calor para um líquido de transferência de calor que é resfriado por uma seção de refrigeração 5, levando-se em conta que o líquido de transferência de calor circula continuamente em um respectivo circuito fechado que compreende o respectivo primeiro trocador de calor 50.

[060] Evidentemente, a seção de refrigeração 5 supramencionada pode ser a descrita acima com relação à máquina de moldagem de bocais, assim como o primeiro trocador de calor 50, os circuitos fechados de circulação contínua relacionados e o tipo de líquido de transferência de calor. A forma específica em que eles são usados pode ser prontamente deduzida da parte da descrição relacionada à máquina de moldagem de bocais que a eles se refere. Conforme já descrito para a máquina de moldagem de bocais, a combinação, durante a etapa de tratamento do ar de processo, da etapa de resfriamento, realizada no evaporador 40, com a subetapa de pré-resfriamento, agora descrita, leva a uma eficácia de resfriamento significativa e a aprimoramentos consideráveis na produtividade com um aumento mínimo nos custos.

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25/38 [061] De forma adequada, durante a etapa de tratamento do ar de processo, o ar de processo que sai do evaporador 40 é submetido a uma subetapa de coleta da umidade condensada nele presente devido ao resfriamento. Conforme já indicado, isso permite uma redução ou a eliminação do condensado do teor de umidade do ar de processo, que pode ser criado em decorrência da repentina queda na temperatura do ar de processo durante as subetapas de pré-resfriamento e resfriamento. Isso pode ser realizado com o coletor de condensado 41 descrito acima e localizado na mesma posição da linha de alimentação de ar 3 em relação ao evaporador 40 e à fonte de ar comprimido 30.

[062] A etapa de formar um bocal na extremidade aquecida 20 do tubo 2 compreende as subetapas de:

- inserir a extremidade aquecida 20 do tubo 2 em uma câmara de formação 1 munida de paredes de formato específico 11 projetadas para moldar o formato do bocal;

- introduzir, na câmara de formação 1, o ar de processo que sai da etapa de tratamento e pressurizar pelo menos uma parte da câmara de formação 1 até que seja atingida a pressão de formação do bocal na referida pelo menos uma parte da câmara de formação 1;

- manter a pressão de formação do bocal pelo tempo necessário para a formação do bocal.

[063] O ar de processo assim pressurizado pressiona o material da extremidade aquecida 20 do tubo 2 contra as superfícies de formato específico 11 de modo que a extremidade 20 do tubo 2 adquira o formato delas. O ar de processo que pressiona o material da extremidade 20 do tubo 2 contra as paredes de formato específico 11 e também realiza a ação de formação já começa o resfriamento inicial do material plástico.

[064] Evidentemente, a introdução do ar de processo na câmara de formação 1 para pressurizá-la pode ser realizada pelo influxo de ar através da abertura 10 pelo manuseio da válvula de admissão 34. Com relação

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26/38 a isso, deve-se tomar como referência o que já foi descrito em relação à máquina de moldagem de bocais.

[065] A câmara de formação 1 pode ser construída de uma das várias formas descritas acima em relação à máquina de moldagem de bocais. Em particular, ela compreende a carcaça 12. Em uma concretização do método, a câmara de formação 1 é do tipo ilustrado esquematicamente na Figura 4 (e discutido em detalhes na descrição da concretização correspondente para a máquina de moldagem de bocais), na qual as paredes de formato específico 11 moldam somente o formato externo do bocal e, por conseguinte, são feitas pela formação das paredes internas 120 da carcaça 12. Nesse caso, pela duração do tempo de formação do bocal, o ar de processo força o interior da extremidade 20 do tubo 2 em direção ao exterior, pressionando assim o material da extremidade 20 do tubo 2 contra as paredes internas 120 da carcaça 12. Deve-se tomar como referência tudo o que já foi mencionado sobre a máquina de moldagem de bocais, em especial com relação à concretização ilustrada na Figura 4.

[066] Em uma concretização do método, com referência às concretizações da câmara de formação 1 ilustradas nas Figuras 1 e 3 (e descritas em detalhes na descrição das concretizações correspondentes para a máquina de moldagem de bocais), a câmara de formação 1 é formada pela combinação da carcaça externa 12 e do mandril de formação 13 localizado dentro da carcaça 12. As paredes laterais externas 130 do mandril de formação 13 constituem uma primeira parte das paredes de formato específico 11 da câmara de formação 1 que molda o formato interno do bocal que será formado. Nesse caso, a subetapa de inserir a extremidade aquecida 20 do tubo 2 na câmara de formação 1 compreende forçar axialmente a extremidade aquecida 20 do tubo 2 em relação ao mandril de formação 13. Pelo menos por uma fração do tempo de formação do bocal, o ar de processo, mantido à pressão de formação do bocal, pressiona a extremidade 20 do tubo 2 contra as paredes laterais externas 130 do mandril de formação 13. Novamente, nesse caso,

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27/38 deve-se tomar como referência o que já foi mencionado na descrição da máquina de moldagem de bocais, em especial com relação às concretizações das Figuras 1 e 3.

[067] Em particular, no caso da Figura 1, em que as paredes de formato específico 11 coincidem com as paredes laterais externas 130 do mandril de formação 13 (a carcaça 12 não tendo qualquer função de moldagem), o ar de processo, mantido à pressão de formação do bocal, pressiona a extremidade 20 do tubo 2 contra as paredes laterais externas 130 do mandril de formação 13 por todo o tempo de formação do bocal.

[068] No caso da Figura 3, conforme já mencionado na descrição da máquina de moldagem de bocais, a carcaça externa 12 possui paredes internas 120, as quais constituem uma segunda parte das paredes de formato específico 11 da câmara de formação 1 que moldam o formato do bocal que será formada. Nesse caso, por uma primeira parte do tempo de formação do bocal, o ar de processo é inserido entre as paredes laterais externas 130 do mandril de formação 13 e a extremidade 20 do tubo 2, forçando assim a extremidade 20 do tubo 2 de modo a pressioná-la contra as paredes internas 120 da carcaça externa 12 (vide, em específico, a metade inferior da Figura 3). No espaço entre as paredes laterais externas 130 do mandril de formação 13 e a extremidade 20 do tubo 2, mantém-se a pressão de formação do bocal por um primeiro valor equivalente à duração da primeira parte do tempo de formação do bocal. Ao término da primeira parte do tempo de formação do bocal, após a despressurização ao menos parcial do espaço entre as paredes laterais externas 130 do mandril de formação 13 e a extremidade 20 do tubo 2, por uma segunda parte do tempo de formação do bocal, o ar de processo é inserido dentro do espaço entre as paredes 120 da carcaça externa 12 e a extremidade 20 do tubo 2, forçando assim a extremidade 20 do tubo 2 de modo a pressioná-la contra as paredes laterais externas 130 do mandril de formação 13 (vide, em específico, a metade superior da Figura 3). No espaço entre as paredes internas 120 da carcaça externa 12 e a extremidade 20 do tubo 2, mantém-se a pressão de

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28/38 formação do bocal por um segundo valor equivalente à duração da segunda parte do tempo de formação do bocal. Pela duração da primeira parte do tempo de formação do bocal, a pressão de formação do bocal pode ser igual à mantida durante a segunda parte do tempo de formação do bocal. A pressão de formação do bocal mantida durante o primeiro tempo de formação do bocal costuma ser maior do que a mantida durante a segunda parte do tempo de formação do bocal.

[069] Ao término do tempo de formação do bocal, a etapa de resfriamento do material da extremidade 20 do tubo 2 compreende:

- permitir que o ar de processo saia da câmara de formação 1 em uma proporção inferior à entrada do ar de processo na câmara de formação 1, de modo que, a uma pressão inferior à pressão de formação do bocal, seja estabelecido um fluxo de ar de processo continuamente renovado no material da extremidade 20 do tubo 2 na câmara de formação 1;

- manter tanto a saída do ar de processo da câmara de formação 1 quanto a entrada do ar de processo na câmara de formação 1 por um tempo de resfriamento.

[070] É possível fazer com que o fluxo de ar de processo saia da câmara 1 pela saída de ar de processo 14 da câmara de formação 1 pelo manuseio da válvula de descarga 17. Com relação a isso, deve-se tomar como referência o que já foi descrito em relação à máquina de moldagem de bocais.

[071] Nas concretizações do método de formação envolvendo o uso de uma câmara de formação 1 munida de um mandril de formação 13 (cujas características e concretizações também são descritas em detalhes na parte da descrição referente à máquina de moldagem de bocais), como nas ilustradas nas Figuras 1 e 3, o método compreende receber o ar de processo que flui para fora da câmara de formação 1 e introduzi-lo no mandril de formação 13 a fim de resfriá-lo. Isso pode ser feito com qualquer uma das soluções técnicas para esse fim descritas em relação à máquina de moldagem de bocais. Em particular, pelo manuseio da válvula de descarga 17, é possível

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29/38 fazer com que, ao sair pela saída de ar de processo 14 da câmara de formação 1, o ar atravesse o trecho da linha transportadora 7 até o ponto de introdução 15 e entre no mandril de formação 13. Com relação a isso, deve-se tomar como referência o que já foi descrito em relação à máquina de moldagem de bocais.

[072] É desejável que, antes de ser introduzido no mandril de formação 13, o ar de processo que flui para fora da câmara de formação 1 seja submetido a uma etapa de pós-tratamento, que compreende pelo menos uma subetapa de resfriamento relacionada. Tal subetapa de resfriamento da etapa de pós-tratamento do ar de processo pode ser realizada no trecho de resfriamento 70 para o ar de processo advindo da câmara de formação 1 pela linha transportadora 7, conforme indicado em detalhes na descrição das partes correspondentes da máquina de moldagem de bocais (evidentemente, com os mesmos efeitos e vantagens). Em particular, também se faz referência aqui ao uso do terceiro trocador de calor 72 e sua conexão com a seção de refrigeração 5, conforme descrito em relação à máquina de moldagem de bocais.

[073] Para um resfriamento mais eficiente da extremidade 20 do tubo 2 já transformada em bocal, de forma vantajosa, a etapa de tratamento do ar de processo compreende a ativação, após a subetapa de resfriamento relacionada, de uma subetapa de intensificação do ar de processo com água pressurizada pulverizada, que, por sua vez, compreende as etapas a seguir:

- extrair água de uma fonte de água 62;

- permitir o influxo da água a uma pressão predeterminada em pelo menos um bico 60 que pulveriza a água e a dispersa no ar de processo.

[074] É desejável que a pressão predeterminada da água seja maior do que a pressão do ar de processo em que a água pulverizada será dispersa. Tal aspecto é descrito abaixo.

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30/38 [075] O ar assim tratado é, então, enviado ao material da extremidade 20 do tubo 2 (em particular, à câmara de formação 1). A subetapa de intensificação do ar de processo com água pressurizada pulverizada pode ser realizada por meio do trecho de intensificação 6 já descrito com referência à máquina de moldagem de bocais. Nesse caso, obtém-se o influxo de água no bico 60 pelo uso da linha de alimentação de água 61. Conforme já descrito em relação à máquina de moldagem de bocais, o bico 60 é localizado com seu eixo 601 coincidindo com a direção do fluxo do ar de processo no ponto em que o bico 60 é imerso no referido fluxo. A configuração geométrica do bico 60 é tal que, durante a subetapa de intensificação do ar de processo com água pressurizada pulverizada, o cone de saída da água pressurizada pulverizada do bico 60 tenha um ângulo de cone A inferior ou igual a 45°. De preferência, o ângulo de cone A é igual a 30°. Devese tomar como referência tudo o que já foi mencionado quanto ao trecho de intensificação 6 na descrição da máquina de moldagem de bocais. Também se deve tomar como referência todas as observações feitas acerca da capacidade de resfriamento da mistura de ar de processo e água pulverizada. Também se deve observar que a água pulverizada é inserida na mesma direção que o fluxo de ar a uma pressão P4 maior do que a pressão P1 do ar de processo dentro e no centro do duto (ou seja, o trecho da linha de alimentação de ar de processo

3) onde flui o ar de processo. Um parâmetro de processo crucial para atingir a capacidade de resfriamento ideal do fluido obtido (a mistura de ar com água) é a taxa de fluxo da água pulverizada injetada que deve ser regulada com base na taxa de fluxo do ar de processo no ponto de injeção. A taxa de fluxo da água pulverizada pode ser regulada usando o meio 67 para regular o influxo de água no bico 60; meio este já descrito em relação à máquina de moldagem de bocais. Uma taxa de fluxo de água excessiva pode resultar no aumento excessivo das gotas d'água dispersadas no ar de processo. Tal aumento compromete a transferência de calor entre a água e o ar de processo. Com isso, o resfriamento das partículas de água pelo ar de processo frio em que

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31/38 elas são injetadas tonar-se menos eficiente. Ademais, há a tendência de criar um efeito de chuva no material plástico do bocal, reduzindo a capacidade de resfriamento em comparação à que poderia ser atingida pela manutenção da água dispersa no ar de processo em estado de “névoa”.

[076] Durante a subetapa de intensificação do ar de processo com água pressurizada pulverizada, a água pressurizada extraída da fonte de água 62 é resfriada em um trecho de resfriamento 64 antes de ser enviada ao bico 60. O trecho de resfriamento 64 pode incluir todas as características e concretizações descritas acima em relação à máquina de moldagem de bocais. Em particular, também se faz referência aqui ao uso do segundo trocador de calor 65 e sua conexão com a seção de refrigeração 5, conforme descrito em relação à máquina de moldagem de bocais.

[077] Em casos em que a formação de uma bocal na extremidade 20 do tubo 2 envolva o uso de uma câmara de formação 1 de acordo com qualquer uma de suas concretizações, a subetapa supramencionada de intensificar o ar de processo com água pressurizada pulverizada é ativada ao término do tempo de formação do bocal e somente durante o tempo para resfriar o material da extremidade 20 do tubo 2. Isso é útil para impedir que o material da extremidade 20 do tubo 2 entre em contato com a água (mesmo que dispersa em partículas finíssimas) quando ainda estiver quente o suficiente para ser danificado por tal contato.

[078] De forma vantajosa, em casos em há um mandril de formação na câmara de formação 1 (e, em particular, em casos envolvendo a ativação da subetapa de intensificação do ar de processo com água pressurizada pulverizada), antes de ser introduzido no mandril de formação 13, o ar de processo é submetido a um processo de separação de condensado para eliminar toda a água nele presente. Esse processo pode ser realizado usando o separador de condensado 71 localizado ao longo da linha transportadora de ar de processo 7, já descrita com relação à máquina de

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32/38 moldagem de bocais. Deve-se tomar como referência todas as suas características e métodos de operação descritos.

[079] De forma adequada, em casos em que a subetapa de intensificar o ar de processo com água pressurizada pulverizada for ativada, ela é interrompida ao término do tempo para o resfriamento do material da extremidade 20 do tubo 2, ao passo que a saída do ar de processo da câmara de formação 1 e a entrada do ar de processo na câmara de formação 1 são continuados. Dessa forma, é estabelecido um fluxo de ar de processo continuamente renovado na câmara de formação 1 a fim de secar a câmara de formação 1 e a extremidade 20 do tubo 2. Tal condição é mantida durante um intervalo de tempo adicional após o tempo de resfriamento. Tal intervalo de tempo adicional serve para eliminar indícios de água da câmara de formação 1 e da extremidade 20 do tubo 2 que, de outra forma, poderiam permanecer lá. Dessa forma, é possível remover da câmara de formação 1 a extremidade 20 de um tubo 2 com um bocal seca formada nela e, ao mesmo tempo, preparar e livrar a câmara de formação 1 de qualquer tipo de contaminação para a inserção da extremidade 20 de outro tubo 2 e a realização de outro ciclo de operação.

[080] Nas Figuras de 1 a 4, são ilustrados os percursos do ar de processo (ao longo da linha de alimentação de ar de processo 3 e/ou ao longo da linha transportadora 7), o líquido de transferência de calor (nas várias ramificações do circuito de circulação contínua da seção de refrigeração 5) e o refrigerante da máquina de refrigeração 4 com respectivas setas e (quando presente) respectivas linhas contínuas.

[081] Agora, a implementação do método revelado será descrita brevemente com referência, a título exemplificativo e sem a intenção de limitar o âmbito da invenção, à operação de uma concretização preferida de uma máquina de moldagem de bocais de acordo com a invenção. Em particular, o disposto a seguir é a descrição de um exemplo significativo de um ciclo de operação eficaz aplicado a uma máquina de moldagem de bocais que

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33/38 usa um bujão mecânico (mandril) para formar bocais nas extremidades de tubos feitos de PVC (policloreto de vinila) e, neste caso específico, de PVC-U. Em particular, far-se-á referência ao uso de uma máquina de moldagem de bocais contendo uma câmara de formação 1 do tipo ilustrado na Figura 1 (ou seja, com as paredes de formato específico 11 formadas pelas paredes laterais externas 130 do mandril de formação 13).

[082] A extremidade 20 de um tubo 2 (em particular, feito de PVC-U) é aquecida em um forno até que esteja em uma condição deformável. A seguir, o mandril de formação 13 é forçado axialmente em relação à extremidade 20 do tubo 2, alargando o tubo 2 e pré-formando sua extremidade 20. Ao mesmo tempo, a extremidade 20 do tubo 2, como o mandril de formação 13, está dentro da carcaça externa 12 da câmara de formação 1. Nesse ínterim, após o meio de interrupção tiver sido aberto, a linha de alimentação de ar de processo 3 recebe ar da fonte de ar comprimido 30 (por exemplo, a uma pressão de 5 a 10 bar (500 kPa e 1000 kPa)) e o envia aos dispositivos que submetem o ar de processo à etapa de tratamento. A etapa de tratamento do ar de processo é realizada como se segue. Em primeiro lugar, a linha de alimentação do ar de processo 3 introduz o ar que será tratado no primeiro trocador de calor 50, onde o ar entra em contato térmico com o líquido de transferência de calor (uma solução de etilenogl icol em água) resfriado pela seção de refrigeração 5. Dessa forma, o ar de processo é submetido à subetapa de pré-resfriamento e, quando sai do primeiro trocador de calor 50, é enviado (pela linha de alimentação de ar 3) ao evaporador 40 da máquina de refrigeração 4. Nesse ponto, o ar de processo entra em contato térmico com o refrigerante da máquina de refrigeração 4 e, então, é submetido à subetapa de resfriamento. Devido à extensão dos dispositivos de refrigeração, quando sai do evaporador 40, o ar de processo adota um valor de temperatura baixo (que pode ser entre 5° C e 10° C, sendo, de preferência, igual a 6° C ou 8° C). Nesse estado, quando sai do evaporador 40, o ar de processo chega ao coletor de condensado 41. Nele, o ar de

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34/38 processo é submetido à subetapa de coleta de umidade condensada, que pode ter sido formada no ar de processo devido à queda de temperatura. A água condensada é coletada em um copo do coletor de condensado 41 e, de lá, descarregada usando uma válvula adequada. Na linha de alimentação de ar 3, o ar de processo, agora resfriado e desumificado, é induzido à primeira pressão P1 (igual a cerca de 6 bar (600 kPa) neste exemplo) e, em seguida, passa pelo trecho 6 para a intensificação do ar de processo com água pulverizada (que, por enquanto, é mantida inativa), concluindo assim a etapa de tratamento e sendo enviado à câmara de formação 1, onde a extremidade 20 do tubo 2 está encaixada no mandril de formação 13. Com a válvula de descarga 17 fechada, a válvula de admissão 34 é aberta e o ar de processo é introduzido na câmara de formação 1 através da abertura 10. Graças à ação dos elementos de vedação 16, a câmara de formação 1 é pressurizada à pressão de formação do bocal (igual a cerca do valor da primeira pressão P1 que, neste exemplo, é de 6 bar (600 kPa)). A pressão de formação do bocal é mantida pelo tempo de formação do bocal, permitindo que o ar de processo force o material da extremidade 20 do tubo 2 contra as superfícies laterais externas 130 do mandril de formação 13, as quais formam as paredes de formato específico 11 e o formato interno do bocal. Durante o tempo de formação do bocal, o contato com o ar de processo (a princípio frio) localizado dentro da câmara de formação 1 produz uma primeira e leve queda da temperatura da extremidade 20 do tubo 2. Ao término do tempo de formação do bocal, é iniciada a etapa de resfriamento do material da extremidade 20 do tubo 2 usando um fluxo de ar de processo resfriado. Mantendo a válvula de admissão 34 aberta, a válvula de descarga 17 também é aberta e o regulador de fluxo de saída 77 é regulado de modo que a câmara de formação 1 seja somente parcialmente despressurizada e que seja estabelecido um equilíbrio (entre a saída do ar de processo da câmara de formação através da saída 14 e o influxo, através da entrada 10, do ar de processo resfriado advindo da etapa de tratamento) que define uma segunda pressão P2 na câmara de formação 1 igual à pressão de manutenção

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35/38 para manter o estado pressurizado em condições em que o ar comprimido resfriado circule continuamente. Em geral, quando o ar comprimido que entra está a uma pressão de 6 bar (600 kPa) (igual à primeira pressão P1), a segunda pressão P2, igual à pressão de manutenção, é definida em torno de 4 bar (400 kPa). Isso cria uma pressão resultante para o fluxo de ar de processo fora da câmara de formação 1 (e, por conseguinte, dentro da linha transportadora 7) igual a uma pressão P3, dada pela diferença entre as pressões primeira P1 e segunda P2. Dadas as pressões deste exemplo, a terceira pressão P3 é, portanto, igual a cerca de 2 bar (200 kPa). Quanto mais o regulador de pressão de saída 77 estiver aberto, menor a pressão dentro da câmara de formação 1 e, portanto, menor o efeito de formação residual No entanto, ao mesmo tempo, a taxa de fluxo do ar de processo convectivo estabelecida na câmara de formação 1 é igualmente maior e, portanto, o efeito de resfriamento na extremidade 20 do tubo 2 é igualmente maior. Essa condição é mantida pelo tempo de resfriamento.

[083] Quando do término do tempo de formação do bocal e do início do tempo de resfriamento, a operação do trecho 6 para intensificar o ar de processo com água pulverizada é ativada, começando, na etapa de tratamento do ar de processo, a subetapa de intensificá-lo com água pulverizada. Após o meio 63, que interrompe a entrada de água de processo no bico 60, tiver sido aberto, a linha de alimentação de água 61 recebe água da fonte de água 60 e a envia para o trecho de resfriamento de água 64. Ao entrar no segundo trocador de calor 65, a água entra em contato térmico com o líquido de transferência de calor resfriado pela seção de refrigeração 5 e circulando continuamente na ramificação do circuito indicada pelo número 53 na Figura 1. Quando sai do segundo trocador de calor 65, a água assim resfriada é enviada ao bico 60 com uma pressão ajustada a uma quarta pressão P4 maior do que a primeira pressão P1 do ar de processo no trecho 31 da linha de alimentação de ar onde o bico 60 está localizado.

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36/38 [084] A configuração da construção do bico 60 é escolhida de modo que o ângulo de cone A do cone de emissão de água do bico 60 seja, de preferência, igual a cerca de 30°. A taxa de fluxo da entrada de água no bico 60 é regulada (por exemplo, pelo meio de regulagem 67) com o intuito de que a água seja dispersa no ar de processo em partículas tão finas que, uma vez dentro da câmara de formação 1 transportada pelo ar, não haja “efeito de chuva” sobre a extremidade 20 do tubo 2 ou nas várias partes da câmara de formação 1.

[085] Dessa forma, a água de processo é introduzida no fluxo de ar de processo na forma de partículas extremamente finas que, além de serem transportadas com eficácia, são adicionalmente resfriadas de imediato pelo ar de processo e atingem com muita rapidez a mesma temperatura que ele. A mistura do ar de processo e da água pulverizada assim obtida é então introduzida na câmara de formação 1 através da abertura 10, flui para a extremidade 20 do tubo 2, resfriando-a com bastante eficácia e rapidez, e, em seguida, é expelida da câmara de formação 1 através da saída 14, sendo inserida na linha transportadora 7.

[086] O ar de processo (seja qual for sua condição: seca ou contendo água pulverizada coletada no trecho de intensificação 6) que, aquecido pelo contato com a extremidade 20 do tubo 2, sai da câmara de formação 1 através da saída 14 é introduzido na linha transportadora 7 que o leva até o ponto de introdução 15 no mandril de formação 13. Antes de entrar no mandril de formação 13, onde ajuda a resfriá-lo, o ar de processo é submetido à etapa de pós-tratamento. Em particular, a linha transportadora 7 leva o ar de processo para o trecho de resfriamento do ar de processo 70 introduzindo-o no terceiro trocador de calor 72, onde entra em contato térmico com o líquido de transferência de calor resfriado pela seção de refrigeração 5 e que circula continuamente na ramificação de circuito indicada pelo número 54 na Figura 1. Tendo sido assim submetido à subetapa de resfriamento da etapa de pós-tratamento, o ar de processo q ue foi

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37/38 resfriado novamente, ao sair do terceiro trocador de calor 72, é inserido no separador de condensado 71 pela linha transportadora 7. Dessa forma, a água presente no ar de processo (seja devido à sua umidade residual ou à sua mistura com a água pulverizada no trecho de intensificação 6) é eliminada e o ar, tendo sido novamente desumificado, pode ser introduzido no mandril de formação 13 sem qualquer risco de que seus elementos mecânicos sejam danificados ou comprometidos. Tendo entrado no mandril de formação 13 através do ponto de introdução 15, o ar de processo o atravessa (de preferência, movendo-se ao longo do eixo longitudinal X do mandril de formação 1 3), sendo expelido para o ambiente através de orifícios feitos de forma adequada no mandril de formação 1 3 (por exemplo, na parte frontal 131 do mandril).

[087] A invenção traz importantes benefícios.

[088] O processo de resfriamento é feito com extrema rapidez e eficácia. A relação entre o aumento na produtividade (em especial, o aumento no número de ciclos de operação em uma única unidade de tempo) e o aumento necessário dos custos para implementar a invenção é extremamente favorável.

[089] Aproximadamente, uma máquina de moldagem de bocais para tubos PVC-U, em condições ambientais normais (temperatura ambiente de 23° C), atinge uma temperatura de ar comprimido a jusante da etapa de tratamento igual a 16° C. Para chegar a esse resultado, a máquina convencional usa, no processo de formação e resfriamento, ar comprimido extraído da rede a uma pressão de 7 bar (700 kPa) com uma taxa de fluxo de 5.000 Nl/mil e resfriado por um sistema de refrigeração normal com capacidade de 6.000 unidades de refrigeração/hora (e no qual o líquido de transferência de calor é mantido a uma temperatura de 11° C). A máquina de moldagem de bocais e o método revelado permitem que o ar comprimido obtido na entrada da câmara de formação 1, após a etapa de tratamento (e antes da mistura com a água pulverizada), tenha uma

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38/38 temperatura estável de cerca de 6° C e um teor de umidade correspondente a um ponto de condensação de 3° C no ar comprimido a 7 bar (700 kPa). Esse res u ltado , co m base na i nvenção , pode ser obtido em particular adicionando-se, ao refrigerador convencional com capacidade de 6.000 unidades de refrigeração/hora, uma máquina de refrigeração com um ciclo de refrigeração de compressão que consome 0,7 kW de eletricidade, levando, assim, a um aumento mínimo nos custos e na complexidade do sistema.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Máquina de moldagem para formar bocais nas extremidades de tubos feitos de material termoplástico compreendendo:

- uma câmara de formação (1) para inserir e formar um bocal na extremidade (20) de um tubo (2) feito de material termoplástico na qual o bocal será formado;

- uma linha de alimentação de ar (3) recebendo ar de processo de uma fonte de ar comprimido (30) e introduzindo o ar de processo na câmara de formação (1) por uma entrada (10);

- um meio para resfriar a extremidade (20) do tubo (2) usando pelo menos o ar processado;

caracterizada pelo fato de que:

- o meio de resfriamento compreende uma máquina de refrigeração (4) com um ciclo de operação operando sobre um refrigerante, a máquina de refrigeração (4) sendo munida de um circuito fechado para a recirculação do refrigerante que, por sua vez, compreende um evaporador de refrigerante (40) localizado ao longo do percurso do ar de processo advindo da fonte de ar comprimido (30) rumo à câmara de formação (1);

- a linha de alimentação de ar de processo (3) transporta o ar de processo até o evaporador (40), resultando na transferência de calor do ar de processo para o refrigerante dentro do evaporador (40), resfriando assim o ar de processo;

- o meio de resfriamento compreende uma seção de refrigeração (5) que resfria um líquido de transferência de calor que circula continuamente em um respectivo circuito fechado, o circuito fechado do líquido de transferência de calor compreendendo um primeiro trocador de calor (50), localizado na linha de alimentação de ar de processo (3) a montante do evaporador (40) em relação à câmara de formação (1) ao longo do percurso do ar de processo advindo da fonte de ar comprimido (30) rumo à câmara de formação (1), a linha de ar de processo (3) transportando o ar de processo até

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2/9 o primeiro trocador de calor (50), resultando assim na transferência de calor do ar de processo para o líquido de transferência de calor e no pré-resfriamento do ar de processo.

2. Máquina de moldagem, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por compreender um coletor de condensado (41), localizado na linha de alimentação de ar de processo (3) imediatamente a jusante do evaporador (40) em relação à fonte de ar comprimido (30) ao longo do percurso do ar de processo advindo da fonte de ar comprimido (30) rumo à câmara de formação (1), e projetado para coletar a umidade condensada no ar de processo que sai do evaporador (40).
3. Máquina de moldagem, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada por compreender um trecho (6) para intensificar o ar de processo com água de processo pulverizada, o qual, por sua vez, compreende:

- pelo menos um bico (60) inserido em um trecho da linha de alimentação de ar de processo (3) localizado a jusante do evaporador (40) em relação à fonte de ar comprimido (30) ao longo do percurso do ar de processo advindo da fonte de ar comprimido (30) rumo à câmara de formação (1);

- uma linha de alimentação de água (61) que recebe água de uma fonte de água (62) e a transporta para o bico (60), onde ela é pulverizada no fluxo de ar de processo;

- um meio (63) para interromper o influxo de água de processo no bico (60), o referido meio sendo posicionado na linha de alimentação de água (61);

o bico (60) sendo orientado em direção ao lado da linha de alimentação de ar de processo (3) rumo à câmara de formação (1).
4. Máquina de moldagem, de acordo com a reivindicação 3, caracterizada por compreender um trecho de resfriamento de água (64) localizado ao longo da linha de alimentação de água (61).

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5. Máquina de moldagem, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada por compreender um meio de vedação (16) que causa a pressurização ao menos parcial de pelo menos uma parte da câmara de formação (1) quando o ar de processo é introduzido na câmara de formação (1), a câmara de formação (1) compreendendo paredes de formato específico (11) projetadas para moldar o formato do bocal e contra as quais o material da extremidade (20) do tubo (2) é pressionado pelo ar de processo introduzido na referida pelo menos uma parte da câmara de formação (1) que é ao menos parcialmente pressurizada.
6. Máquina de moldagem, de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de que:

- a câmara de formação (1) é formada pela combinação de uma carcaça (12) e um mandril de formação (13) localizado dentro da carcaça (12) e contra o qual a extremidade aquecida (20) do tubo (2) será forçada axialmente, as paredes laterais externas (130) do mandril de formação (13) formando, ao menos parcialmente, as paredes de formato específico (11) da câmara de formação (1) e sendo projetadas para moldar o formato interno do bocal que será formado;

- a máquina de moldagem de bocais compreende um trecho de linha transportadora de ar de processo (7) que recebe ar de processo da câmara de formação (1) através de uma saída (14) e, através de um ponto de introdução (15), introduz o ar de processo assim recebido no mandril de formação (13) de modo a resfriar o mandril de formação (13).
7. Máquina de moldagem, de acordo com a reivindicação 6, caracterizada por compreender um trecho de resfriamento de ar de processo (70) localizado ao longo da linha transportadora de ar de processo (7) entre a saída (14) da câmara de formação (1) e o ponto de introdução (15) do ar no mandril de formação (13).
8. Máquina de moldagem, de acordo com a reivindicação 6 ou 7, caracterizada por compreender um dispositivo separador

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4/9 de condensado (71) localizado ao longo da linha transportadora de ar de processo (7) entre a saída (14) da câmara de formação (1) e o ponto de reintrodução (15) do ar no mandril de formação (13) e agindo sobre o ar de processo para remover toda a água nele presente.
9. Método utilizado pela máquina de moldagem conforme definida na reivindicação 1 para formar um bocal na extremidade de um tubo de material termoplástico, compreendendo as etapas de:

- obter um tubo (2) feito de material termoplástico com uma extremidade (20) aquecida a uma condição plasticamente deformável;

- formar um bocal com o material da extremidade aquecida (20) do tubo (2);

- receber ar de processo de uma fonte de ar comprimido (30) e submeter o ar de processo assim extraído a uma etapa de tratamento compreendendo pelo menos uma subetapa de resfriamento;

- resfriar o material da extremidade (20) do tubo (2) por meio ao menos de um fluxo de ar de processo que sai da etapa de tratamento;

caracterizado pelo fato de que:

- durante a subetapa de resfriamento, o ar de processo é transportado e forçado a passar dentro do evaporador (40) de uma máquina de refrigeração (4) com um ciclo de operação operando sobre um refrigerante que circula continuamente em um respectivo circuito fechado da máquina de refrigeração (4) compreendendo o evaporador (40), resultando na transferência de calor do ar de processo para o refrigerante dentro do evaporador (40);

- durante a etapa de tratamento do ar de processo, o ar de processo recebido da fonte de ar comprimido (30) é primeiramente submetido a uma subetapa de pré-resfriamento e, em seguida, à subetapa de resfriamento; durante a subetapa de pré-resfriamento, o ar de processo é transportado e forçado a passar por um primeiro trocador de calor (50), no qual o ar de processo transfere calor para um líquido de transferência de calor resfriado por uma seção de refrigeração (5), sendo que o líquido de

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5/9 transferência de calor circula continuamente em um respectivo circuito fechado compreendendo o primeiro trocador de calor (50).
10. Método de formação, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que, durante a etapa de tratamento do ar de processo, o ar de processo que sai do evaporador (40) é submetido a uma subetapa de coleta da umidade condensada nele, presente devido ao resfriamento.
11. Método de formação, de acordo com a reivindicação 9 ou 10, caracterizado pelo fato de que a etapa de formar um bocal com a extremidade aquecida (20) do tubo (2) compreende as subetapas de:

- inserir a extremidade aquecida (20) do tubo (2) em uma câmara de formação (1) munida de paredes de formato específico (11) projetadas para moldar o formato do bocal;

- introduzir, na câmara de formação (1), o ar de processo que sai da etapa de tratamento e pressurizar pelo menos uma parte da câmara de formação (1) até que a pressão de formação do bocal seja atingida na referida pelo menos uma parte da câmara de formação (1);

- manter a pressão de formação do bocal pelo tempo necessário para a formação do bocal;

o ar de processo assim pressurizado pressionando o material da extremidade aquecida (20) do tubo (2) contra as superfícies de formato específico (11) de modo que a extremidade (20) do tubo (2) adquira seu formato.
12. Método de formação, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que:

- a câmara de formação (1) é formada pela combinação de uma carcaça externa (12) e um mandril de formação (13) localizado dentro da carcaça (12), as paredes laterais externas (130) do mandril de formação (13) formando uma primeira parte das paredes de formato específico (11) da

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6/9 câmara de formação (1) que moldam o formato interno do bocal que será formado;

- a subetapa de inserir a extremidade aquecida (20) do tubo (2) na câmara de formação (1) compreende forçar axialmente a extremidade aquecida (20) do tubo (2) contra o mandril de formação (13);

- pelo menos por uma fração do tempo de formação do bocal, o ar de processo, mantido à pressão de formação da bocal, pressiona a extremidade (20) do tubo (2) contra as paredes laterais externas (130) do mandril de formação (13).
13. Método de formação, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que:

- a carcaça externa (12) possui paredes internas (120), constituindo uma segunda parte das paredes de formato específico (11) da câmara de formação (1) que moldam o formato externo do bocal que será formado;

- por uma primeira parte do tempo de formação do bocal, o ar de processo é introduzido entre as paredes laterais externas (130) do mandril de formação (13) e a extremidade (20) do tubo (2), forçando assim a extremidade (20) do tubo (2) de modo que ela pressione as paredes internas (120) da carcaça externa (12), a pressão de formação do bocal sendo mantida por um primeiro valor equivalente à duração da primeira parte do tempo de formação do bocal no espaço entre as paredes laterais externas (130) do mandril de formação (13) e a extremidade (20) do tubo (2) ;

- após a pressurização ao menos parcial do espaço entre as paredes externas (130) do mandril de formação (13) e a extremidade (2) do tubo (2), por uma segunda parte do tempo de formação do bocal, o ar de processo é introduzido no espaço entre as paredes (120) da carcaça externa (12) e a extremidade (20) do tubo (2), forçando a extremidade (20) do tubo (2) de modo que ela pressione contra as paredes laterais externas (130) do mandril de formação (13), a pressão de formação do bocal sendo mantida por

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7/9 um segundo valor equivalente à duração da segunda parte do tempo de formação do bocal no espaço entre as paredes internas (120) da carcaça externa (12) e a extremidade (20) do tubo (2).
14. Método de formação, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 11 a 13, caracterizado pelo fato de que, ao término do tempo de formação do bocal, a etapa de resfriamento do material da extremidade (20) do tubo (2) compreende:

- permitir que o ar de processo saia da câmara de formação (1) em uma proporção inferior à entrada do ar de processo na câmara de formação (1), de modo que, a uma pressão inferior à pressão de formação do bocal, seja estabelecido um fluxo de ar de processo continuamente renovado no material da extremidade (20) do tubo (2) na câmara de formação (1);

- manter tanto a saída do ar de processo da câmara de formação (1) quanto a entrada do ar de processo na câmara de formação (1) por um tempo de resfriamento.
15. Método de formação, de acordo com a reivindicação 14 quando depender, direta ou indiretamente, da reivindicação 12, caracterizado por compreender receber o ar de processo que sai da câmara de formação (1) e introduzi-lo no mandril de formação (13) a fim de resfriar o mandril de formação (13).
16. Método de formação, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que, antes de ser introduzido no mandril de formação (13), o ar de processo que sai da câmara de formação (1) é submetido a uma etapa de pós-tratamento compreendendo ao menos uma subetapa de resfriamento.
17. Método de formação, de acordo com a reivindicação 9 ou 10, caracterizado pelo fato de que a etapa de tratamento do ar de processo compreende a ativação, após a subetapa de resfriamento, de uma

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8/9 subetapa de intensificação do ar de processo com água pressurizada pulverizada que, por sua vez, compreende as etapas a seguir:

- receber água de uma fonte de água (62);

- permitir o influxo da água a uma pressão predeterminada em pelo menos um bico (60) que pulveriza a água e a dispersa no ar de processo;

a pressão de água predeterminada sendo maior do que a pressão do ar de processo em que a água pulverizada é dispersa.
18. Método de formação, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 14 a 16, caracterizado pelo fato de que a etapa de tratamento do ar de processo compreende, ao término do tempo de formação do bocal e somente durante o tempo para o resfriamento do material da extremidade (20) do tubo (2), a ativação, após a subetapa de resfriamento, de uma subetapa de intensificação do ar de processo com água pressurizada pulverizada que, por sua vez, compreende as etapas de:

- receber água de uma fonte de água (62);

- permitir o influxo da água a uma pressão predeterminada em pelo menos um bico (60) que pulveriza a água e a dispersa no ar de processo;

a pressão de água predeterminada sendo maior do que a pressão do ar de processo em que a água pulverizada é dispersa.
19. Método de formação, de acordo com a reivindicação 18 quando depender, direta ou indiretamente, da reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que, antes de ser introduzido no mandril de formação (13), o ar de processo é submetido a um processo de separação de condensado para eliminar toda a água nele presente.
20. Método de formação, de acordo com a reivindicação 18 ou 19, caracterizado pelo fato de que, ao término do tempo para resfriar o material da extremidade (20) do tubo (2), a subetapa de intensificar o ar de processo com água pressurizada pulverizada é interrompida, ao passo que,

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9/9 durante um intervalo de tempo adicional após o tempo de resfriamento, tanto a saída de ar de processo da câmara de formação (1) quanto a entrada de ar de processo na câmara de formação (1) são continuadas, de modo que, na câmara de formação (1), haja um fluxo continuamente renovado de ar de processo para secar a câmara de formação (1) e a extremidade (20) do tubo (2).
21. Método de formação, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 17 a 20, caracterizado pelo fato de que o bico (60) é localizado com seu eixo geométrico (601) coincidindo com a direção do fluxo do ar de processo no ponto onde o bico (60) é imerso no referido fluxo e em que a configuração da construção do bico (60) é tal que, durante a subetapa de intensificar o ar de processo com água pressurizada pulverizada, o cone de saída da água pressurizada pulverizada do bico (60) tenha um ângulo de cone (A) inferior ou igual a 45°, sendo, de preferência, igual a 30°.
22. Método de formação, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 17 a 21, caracterizado pelo fato de que, durante a subetapa de intensificação do ar de processo com água pressurizada pulverizada, a água pressurizada recebida da fonte de água (62), antes de ser enviada ao bico (60), é resfriada em um trecho de resfriamento (64).