ES2294570T3 - Horno de calentamiento de una preforma equipada con dos ventiladores de enfriamiento. - Google Patents

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Abstract

Horno de calentamiento (22) para una preforma (10), en particular para una preforma de un recipiente de plástico, que comprende un túnel longitudinal de calentamiento (24) que está delimitado transversalmente por unas caras internas verticales longitudinales (36, 38) paralelas entre sí de dos paredes (40, 42), estando equipada una primera pared de calentamiento (40) con un sistema de calentamiento (46), y comprendiendo la otra pared ventilada (42) unos orificios de ventilación (50) destinados a dejar pasar transversalmente el aire soplado por un soplador (52) desde antes, fuera del túnel de calentamiento(24), hacia el abajo, en su interior, y en el cual una primera parte (12, 14) de la preforma (10) se mantiene en el exterior del túnel de calentamiento (24) a través de una abertura longitudinal (41) prevista entre los bordes longitudinales de las paredes (36, 38) del túnel de calentamiento (24), comprendiendo el soplador (52) dos ventiladores (54a, 54b) independientes que suministran transversalmente el aire respectivamente hacia la pared ventilada (42) y hacia la segunda parte (16) de la preforma (10) para mantener el material constitutivo de esta segunda parte (16) de la preforma (10) a una temperatura inferior a su temperatura de reblandecimiento, y comprendiendo el soplador (52) dos conductos distintos (60a, 60b) de suministro de aire, cada uno de los cuales está asociado con un ventilador (54a, 54b), caracterizado por el hecho de que los dos conductos de suministro (60a, 60b) son adyacentes y están formados por los compartimentos superior e inferior de un cajón común (66) que comprende una pared de división (68).

Description

Horno de calentamiento de una preforma equipada con dos ventiladores de enfriamiento.
La invención se refiere a un horno de calentamiento para una preforma, en particular, para una preforma de un recipiente de plástico.
La invención se refiere más especialmente a un horno de calentamiento para una preforma, en particular, para una preforma de un recipiente en plástico, que comprende un túnel longitudinal de calentamiento que está delimitado transversalmente por las caras internas verticales longitudinales paralelas entre sí de dos paredes, estando equipada una primera pared de calentamiento con un sistema de calentamiento, comprendiendo la otra pared de ventilación unos orificios de ventilación destinados para dejar pasar transversalmente el aire impulsado por un soplador anterior, al exterior del túnel de calentamiento, hacia abajo, al interior, y en el cual una primera parte de la preforma se calienta en el túnel de calentamiento, mientras que la segunda parte de la preforma se mantiene en el exterior del túnel de calentamiento a través de una abertura longitudinal prevista entre los bordes longitudinales de las paredes del túnel de calentamiento, soplando el soplador transversalmente el aire hacia la segunda parte de la preforma para mantener la materia constitutiva de esta segunda parte de la preforma a una temperatura inferior a su temperatura de reblandecimiento.
La fabricación de recipientes, y, en particular, de botellas de plástico, por ejemplo de polietileno tereftalato (PET), se realiza generalmente a partir de preformas que se conforman en una botella mediante una operación de soplado o estirado - soplado de su cuerpo y su fondo. Las preformas tienen generalmente una forma de probeta, cuyo cuello ya tiene la forma definitiva del gollete del recipiente que se ha de realizar. El cuello comprende, por ejemplo, un fileteado destinado a recibir un tapón roscado.
Antes de realizar la operación de soplado, es necesario calentar las preformas en un horno de calentamiento para ablandar el plástico. A este efecto, el material plástico que constituye las preformas se calienta a una temperatura superior a su temperatura de transición vítrea.
Ya se conocen hornos de calentamiento para preformas del tipo que comprenden un túnel longitudinal de calentamiento. La preforma fría es transportada mediante un dispositivo de transporte desde un primer extremo del túnel, a continuación circula a lo largo del túnel, en el cual se calienta antes de salir por el segundo extremo del túnel. La preforma así calentada está lista para la operación de soplado.
Para garantizar la calentamiento en profundidad del fondo y la pared cilíndrica del cuerpo de la preforma sobre toda su periferia, las preformas se ponen generalmente en rotación sobre ellas mismas durante su circulación en el horno. Por otra parte, se equipa una pared del túnel de medios de calentamiento por radiación, mientras que la otra pared se provee de orificios de ventilación para permitir el paso de aire soplado para favorecer una calentamiento homogéneo en todo el grosor de la pared cilíndrica del cuerpo de la preforma sin recalentar la capa de material superficial que forma la cara externa de la pared cilíndrica de la preforma.
De hecho, el aire soplado permite evacuar el calor de convección causado por los medios de calentamiento para favorecer la penetración de la radiación que se produce en el grosor del material que constituye el cuerpo.
Sin embargo, el cuello de la preforma, que es su forma y sus dimensiones definitivas, no debe deformarse después de las operaciones de calentamiento y/o de soplado. Por lo tanto, es esencial mantener el cuello a una temperatura inferior a la temperatura de transición vítrea. A este efecto, el cuello de la preforma se mantiene en el exterior del túnel a través de una abertura del túnel que forma una ranura longitudinal.
Para impedir que el calor del túnel de calentamiento se comunique con el cuello de la preforma, este último es enfriado por el aire soplado por un soplador.
Es conocido equipar los hornos con un único soplador que permite, por una parte, la homogeneización del calor en el túnel de calentamiento, y por otra parte, el enfriamiento del cuello de la preforma. El soplador se equipa entonces con un deflector que se sitúa antes del túnel y la preforma respecto al sentido de flujo del aire. El deflector permite así desviar hacia el cuello de la preforma una parte del flujo de aire soplado.
El documento WO-A1-03.024693 describe un horno de calentamiento equipado con un primer y un segundo ventiladores que se colocan de manera que debe soplarse respectivamente el aire hacia el túnel de calentamiento y hacia el cuello de la preforma.
Sin embargo, los ventiladores se colocan a cada lado del túnel de calentamiento. El horno así concebido es pues muy incómodo y poco compacto.
La presente invención tiene por objeto concebir un horno compacto y poco incómodo, y cuya eficacia del enfriamiento del cuello de la preforma después de la operación de calentamiento no se ve alterada. Para este fin, la invención propone un horno del tipo descrito anteriormente, cuyo soplador comprende dos ventiladores independientes que empujan respectivamente el aire hacia la pared ventilada y hacia la segunda parte de la preforma mantenida en el exterior del túnel de calentamiento, y se caracteriza por el hecho de que los dos conductos de empuje son adyacentes y están formados por los compartimentos superior e inferior de un cajón común que comprende una pared de división.
Según otras características de la invención:
- el soplador comprende dos conductos distintos de entrada de aire que se asocian cada uno a un ventilador;
- el soplador comprende dos árboles verticales coaxiales que comprenden cada uno un ventilador asociado;
- la velocidad del flujo de aire suministrado por el ventilador asociado a la pared ventilada se controla mediante un dispositivo de comando;
- los ventiladores son comandados por dos unidades de comando distintas.
Otras características y ventajas de la invención aparecerán en el transcurso de la lectura de la descripción detallada adjunta, para la comprensión de la cual se hará referencia a los dibujos adjuntos, entre los cuales:
- la figura 1 es una vista de perfil que representa una preforma destinada a calentarse en un horno antes de transformarse en un recipiente después de una operación de soplado;
- la figura 2 es una vista de perfil que representa un horno para calentar la preforma de la figura 1 que se realiza según las enseñanzas de la invención;
- la figura 3 es una vista en sección transversal según el plano de corte 3-3 de la figura 2, que representa el horno equipado con un soplador que comprende dos ventiladores.
Se adoptará a partir de ahora en la descripción, con carácter no restrictivo, la orientación longitudinal, vertical y transversal indicada por el triedro L, V, T de la figura 2.
En el transcurso de la descripción se utilizará una orientación anterior hacia el abajo para describir el flujo de los flujos de aire.
Se utilizarán también las mismas referencias para designar elementos idénticos, similares o análogos.
Se representa en la figura 1 una preforma 10 que está constituida por un material plástico, tal como polietileno tereftalato (PET), y que está destinada a transformarse en un recipiente de plástico después de una primera operación de calentamiento para ablandar el plástico, a continuación a una segunda operación de soplado, para conformar la preforma 10 en el recipiente.
La preforma 10 tiene una forma de probeta o tubo de ensayo de eje vertical A. El cuerpo tubular 12 de la preforma 10 está cerrado en su extremo superior con un fondo 14 hemisférico, mientras que su extremo inferior comprende un cuello 16 que forma un gollete.
El cuello 16 ya tiene la forma definitiva del gollete del recipiente terminado. Así pues, para obtener un recipiente terminado, solamente el cuerpo tubular 12 y su fondo 14 deben ser deformados por soplado. Después de la operación de calentamiento, es pues importante no calentar más que una primera parte de la preforma 10 que comprende el cuerpo tubular 12 y el fondo 14 más allá de la temperatura de transición vítrea del plástico, manteniendo al mismo tiempo la temperatura del cuello 16, formando una segunda parte de la preforma 10, de este lado de la temperatura de transición vítrea.
El cuello 16 está delimitado superiormente por un collar 18. La cara cilíndrica externa 20 del cuello comprende aquí un fileteado que está destinado a recibir un tapón roscado (no representado) para cerrar el recipiente.
Se representa en la figura 2 un horno 22 para calentar la preforma 10 durante la operación de calentamiento. El horno 22 comprende aquí un túnel 24 longitudinal de calentamiento, en el interior del cual la preforma 10 está destinada a desplazarse según el sentido indicado mediante la flecha F. El túnel 24 comprende un primer extremo 26 de entrada de la preforma 10, a la derecha según la figura 2, y un segundo extremo 28 de salida de la preforma 10, a la izquierda según la figura 2.
Tal como se aprecia en la figura 2, el horno 22 comprende un dispositivo 30 de transporte de la preforma 10 desde la entrada 26 hasta a la salida 28 del túnel 24. El dispositivo de transporte 30 comprende un tren de mandriles 32 de prensión de la preforma 10 que se extienden verticalmente sobre un carril inferior 34 que se extiende bajo el túnel 24 de manera paralela a este último. Los mandriles 32 están destinados a mantener verticalmente la preforma 10 durante su transcurso a lo largo del túnel 24.
La forma longitudinal rectilínea de este túnel 24 que se representa en la figura 2 se proporciona con carácter de ejemplo no restrictivo.
Se representa en la figura 3 una sección del túnel 24. Está delimitada transversalmente por dos caras internas 36 y 38 longitudinales verticales y paralelas entre sí que pertenecen respectivamente a una primera pared 40, situada a la derecha en la figura 3, y a una segunda pared 42, situada a la izquierda.
El túnel 24 no se cierra aquí ni hacia la parte superior ni hacia la parte inferior. Así pues, los bordes longitudinales inferiores de las caras internas 36 y 38 delimitan una abertura inferior 41 en forma de ranura longitudinal.
La primera pared 40 está equipada con un dispositivo de calentamiento 46 del túnel 24. En el ejemplo representado en la figura 3, el dispositivo de calentamiento 46 comprende ocho lámparas de infrarrojos que se hacen referencia aquí como IR1 a IR8, y que tienen la forma de tubos longitudinales. Los tubos IR1 a IR8 son mantenidos por cada uno de sus extremos en proximidad de la cara interna 36 de la primera pared 40 con la ayuda de medios, aquí de las ranuras longitudinales 48 distribuidas verticalmente, que están cada una destinadas a colocar un extremo de las lámparas IR1 a IR8.
La segunda pared 42 comprende aquí unos orificios 50 que cruzan transversalmente su grosor para permitir a un flujo de aire producido por un soplador 52 penetrar en el interior del túnel 24. Tal como se ha explicado anteriormente, el flujo de aire permite así enfriar la capa superficial de material que forma la cara externa de la pared cilíndrica de la preforma 10.
Tal como se representa en la figura 3, el cuerpo tubular 12 y el fondo 14 de la preforma 10 se mantienen en el interior del túnel 24 de calentamiento, mientras que el cuello 16 y el collar 18 se mantienen en el exterior del túnel 24, pasando a través de la abertura 41 inferior.
Para mantener el cuello 16 a una temperatura inferior a su temperatura de transición vítrea, se insufla un flujo de aire fresco transversalmente en la dirección del cuello 16 por el soplador 52.
El soplador 52 se sitúa transversalmente a la izquierda de la segunda pared 42 según la figura 3.
Según las enseñanzas de la invención, el soplador comprende dos ventiladores superior 54a e inferior 54b distintos. En el transcurso de la descripción, a las referencias de los componentes del ventilador superior 54a se añadirá la letra "a", mientras que a las referencias de los componentes del ventilador inferior 54b se les añadirá la letra "b".
Cada ventilador 54a y 54b comprende principalmente una rueda de palas motorizada 56a y 56b, por eso llamada turbina, que se monta giratoria alrededor de un eje vertical B, un conducto axial vertical de entrada de aire 58a, 58b y un conducto tangencial transversal de suministro o salida de aire 60a, 60b. Los ventiladores 54a y 54b son globalmente simétricos respecto a un plano horizontal mediano, es decir, que las ruedas de palas 56a y 56b y los conductos de suministro 60a y 60b son adyacentes, mientras que los conductos de entrada 58a y 58b se orientan de manera opuesta.
Las ruedas de palas 56a y 56b se montan en rotación alrededor del mismo eje vertical B. Cada una se acciona en rotación mediante un motor asociado 62a y 62b mediante un árbol 64a, 64b. Los motores 62a y 62b se colocan aquí verticalmente entre las dos ruedas de palas 56a y 56b.
Según una alternativa no representada de la invención, los motores 62a y 62b se sitúan a una distancia de los ventiladores 54a y 54b y accionan los árboles 64a y 64b por medio de mecanismos de transmisión de movimiento tales como correas. Las dos ruedas de palas 56a y 56b pueden así acercarse verticalmente entre sí, de manera que el soplador 52 tenga una dimensión menos importante en altura.
Los conductos de entrada de aire 58a y 58b se colocan verticalmente en el eje B de las ruedas de palas 56a y 56b de manera opuesta entre sí.
Así, el conducto de entrada de aire 58a del ventilador superior 54a se extiende verticalmente por encima de la rueda de palas 56a, de manera que debe aspirarse el aire situado por encima del soplador 52 hacia la parte baja hasta la rueda de palas 56a.
El conducto de entrada de aire 58b del ventilador 54b se extiende verticalmente hacia abajo de la rueda de palas 56b, de manera que debe aspirarse el aire situado bajo el soplador 52 hacia la parte superior hasta la rueda de palas 56b.
Los conductos de suministro 60a y 60b están orientados transversalmente hacia el túnel 24. Son adyacentes entre sí.
En el ejemplo representado en la figura 3, se forman en un cajón común de salida 66, que se divide en dos compartimentos superior 60a e inferior 60b por una división horizontal 68 que se sitúa sensiblemente en el plano de simetría de los dos ventiladores 54a y 54b. El primer extremo transversal anterior 70 del cajón 66, situado a la izquierda y a la salida de las ruedas de palas 56a y 56b al observar la figura 3, y el segundo extremo transversal posterior 72 comprenden aberturas, de manera que debe dejarse circular transversalmente un flujo de aire desde las ruedas de palas 56a y 56b hacia el túnel 24 y el cuello 16 respectivamente.
El compartimiento superior 60a forma así un conducto de suministro que se extiende transversalmente desde la rueda de palas 56a hasta la segunda pared 42 del túnel 24 de calentamiento.
El compartimiento inferior 60b forma así un conducto de suministro que se extiende transversalmente desde la rueda de palas inferior 56b hasta la proximidad del cuello 16 de la preforma 10.
Ventajosamente, los motores 62a y 62b son accionados mediante dos unidades de comando distintas. Es así posible controlar el flujo de aire que pasa a través de la segunda pared 42 actuando sobre el ventilador superior 54a, sin modificar el flujo de aire necesario para el enfriamiento del cuello 16.
A continuación del funcionamiento del soplador 62, los motores 62a y 62b accionan en rotación las ruedas de palas 56a y 56b que aspiran el aire por los conductos axiales de entrada 58a y 58b, tal como se ha representado mediante las flechas de la figura 3.
La rueda de palas superior 56a insufla el aire así aspirado en el conducto de suministro superior 60a. El aire suministrado pasa a través de los orificios 50 de la segunda pared 42, de manera que debe entrar al interior del túnel 24.
La rueda de palas inferior 56b insufla el aire así aspirado en el conducto de suministro inferior 60b. El aire suministrado se dirige directamente hacia el cuello 16 para enfriar este último.
Según una alternativa no representada de la invención, el conducto de entrada 58b del ventilador inferior 54b está contenido de manera coaxial en el interior del conducto de entrada 58a del ventilador superior 54a. La sección de extremo bajo el conducto de entrada se prolonga hacia la parte baja a través de una cavidad vertical reservada en el eje del cubo de la rueda de palas superior 56a, después de suministrarse el aire que circula así a través del cubo, es aspirado por la rueda de palas inferior 56b antes del conducto de suministro inferior 60b. Ventajosamente, esta configuración permite al ventilador inferior 54b evitar aspirar elementos susceptibles de encontrarse bajo el horno 22, por ejemplo el polvo que cubre el suelo situado bajo el horno 22.
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Referencias citadas en la descripción
Esta lista de referencias citadas por el solicitante se muestra únicamente para conveniencia del lector. No forma parte del documento de Patente Europea. Aunque se ha tenido una gran precaución a la hora de recopilar las referencias, no se pueden excluir errores u omisiones y la Oficina Europea de Patentes declina cualquier responsabilidad al respecto.
Documentos de la patente citados en la descripción
\bullet WO 03024693 A1 [0011].

Claims (5)

1. Horno de calentamiento (22) para una preforma (10), en particular para una preforma de un recipiente de plástico, que comprende un túnel longitudinal de calentamiento (24) que está delimitado transversalmente por unas caras internas verticales longitudinales (36, 38) paralelas entre sí de dos paredes (40, 42), estando equipada una primera pared de calentamiento (40) con un sistema de calentamiento (46), y comprendiendo la otra pared ventilada (42) unos orificios de ventilación (50) destinados a dejar pasar transversalmente el aire soplado por un soplador (52) desde antes, fuera del túnel de calentamiento(24), hacia el abajo, en su interior, y en el cual una primera parte (12, 14) de la preforma (10) se mantiene en el exterior del túnel de calentamiento (24) a través de una abertura longitudinal (41) prevista entre los bordes longitudinales de las paredes (36, 38) del túnel de calentamiento (24), comprendiendo el soplador (52) dos ventiladores (54a, 54b) independientes que suministran transversalmente el aire respectivamente hacia la pared ventilada (42) y hacia la segunda parte (16) de la preforma (10) para mantener el material constitutivo de esta segunda parte (16) de la preforma (10) a una temperatura inferior a su temperatura de reblandecimiento, y comprendiendo el soplador (52) dos conductos distintos (60a, 60b) de suministro de aire, cada uno de los cuales está asociado con un ventilador (54a, 54b),
caracterizado por el hecho de que los dos conductos de suministro (60a, 60b) son adyacentes y están formados por los compartimentos superior e inferior de un cajón común (66) que comprende una pared de división (68).
2. Horno según la reivindicación anterior, caracterizado por el hecho de que el soplador (52) comprende dos conductos distintos de entrada de aire (58a, 58b) que se asocian cada uno a un ventilador (54a, 54b).
3. Horno (22) según la reivindicación anterior, caracterizado por el hecho de que el soplador (52) comprende dos árboles (64a, 64b) verticales coaxiales que comprenden cada uno un ventilador asociado (54a, 54b).
4. Horno (22) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que la velocidad del flujo de aire suministrado por el ventilador (54a) asociado con la pared ventilada (42) es controlada por un dispositivo de comando.
5. Horno (22) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que los ventiladores (54a, 54b) son accionados por dos unidades de comando distintas.
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