ES2599414T3 - Procedimiento y dispositivo para colar resina de colada o componentes de resina de colada - Google Patents

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Abstract

Procedimiento para colar resina de colada o componentes de resina de colada en al menos un molde (20), en el que la resina de colada se alimenta por medio de al menos un módulo de alimentación (11) al al menos un molde (20) y en el que el al menos un módulo de alimentación (11) y/o el al menos un molde (20) se encuentra a vacío al menos por zonas, en el que la resina de colada excesiva y/o presión excesiva se recibe en al menos un recipiente de reserva (1) con una pared (2) configurada de manera flexible en al menos dos direcciones ortogonales, en el que la presión en la zona interna (3) del al menos un recipiente de reserva (1) durante la colada se mantiene al menos inferior o igual a la presión, en particular la presión atmosférica, en la zona externa (23) del al menos un molde (20), en el que la resina de colada a partir de al menos dos componentes de resina de colada se mezcla, preferiblemente con una unidad mezcladora (13), antes, en particular directamente antes, del al menos un módulo de alimentación (11) o del al menos un recipiente de reserva (1) para obtener una mezcla reactiva, caracterizado por que se mide, en particular se pesa, el nivel de llenado del al menos un recipiente de reserva (1) durante la colada y por que se controla el suministro de resina de colada a través del al menos un módulo de alimentación (11) en función del nivel de llenado del al menos un recipiente de reserva (1) y/o en función de la tasa de descarga de resina de colada desde el al menos un recipiente de reserva (1), por que se interrumpe el suministro de resina de colada al al menos un recipiente de reserva (1) o al al menos un molde (20) cuando se supera un nivel de llenado superior crítico y se permite cuando no se alcanza un nivel de llenado inferior crítico.

Description

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DESCRIPCION
Procedimiento y dispositivo para colar resina de colada o componentes de resina de colada
La invencion se refiere a un procedimiento y a un dispositivo para colar resina de colada o componentes de resina de colada.
En particular la invencion se refiere a un procedimiento asf como a un dispositivo para realizar el procedimiento para colar resina de colada o componentes de resina de colada en al menos un molde, en particular en parte flexible, en el que la resina de colada se alimenta por medio de al menos un modulo de alimentacion al al menos un molde y en el que el al menos un modulo de alimentacion y/o el al menos un molde y/o el al menos un recipiente de reserva se encuentra a vado al menos por zonas.
El procedimiento y dispositivo del tipo mencionado al principio para colar resina de colada o componentes de resina de colada se emplean entre otros en la impregnacion de elementos constructivos grandes, en particular de elementos constructivos compuestos de fibras, como por ejemplo palas de una turbina eolica, produciendose en este caso la colada en particular en moldes de colada en parte flexibles.
Para ello, por el estado de la tecnica se conocen ya una pluralidad de tecnologfas de impregnacion para elementos constructivos compuestos de fibras por medio de resina de colada. Asf, entre otros, en los documentos DE 60 307 580 T2 y DE 10 2008 038 620 A1 se describen tecnologfas de infusion con resina lfquida generales para alimentar resina en materiales de refuerzo fibrosos, en particular el procedimiento RTM (Resin Transfer Molding, moldeo por transferencia de resina) o el procedimiento VaRTM mencionado al principio (Vacuum assisted Resin Transfer Molding, moldeo por transferencia de resina al vado). Estos procedimientos preven instalaciones para resinas de colada especiales, en las que se desgasifican diferentes componentes de resina de colada en modulos de desgasificacion separados y se mezclan entre sf antes de la colada. A continuacion la mezcla de resina de colada reactiva asf producida se almacena temporalmente, por ejemplo en un recipiente de reserva, como denominado lote, y a continuacion se cuela en moldes correspondientes.
Por el documento DE 10 2005 053 691 A1 se conoce un sistema para realizar un procedimiento RTM, que presenta una herramienta con una tapa de molde y un molde, en el que puede colocarse un elemento constructivo que va a reforzarse con resina. Mediante una bomba de vado puede generarse una subpresion en el interior de la herramienta, de modo que la resina se transporta a traves de un conducto de suministro desde un recipiente de reserva externo a la herramienta y asf al elemento constructivo. Ademas en el recipiente de reserva puede introducirse un embolo de presion para, en una fase de presion posterior, comprimir resina de colada adicional con una sobrepresion al interior de la herramienta.
Por el documento DE 602 02 589 T2 se conoce tambien un dispositivo para realizar un procedimiento RTM, en el que, entre otros, puede controlarse el volumen de la resina inyectada en el molde. Para ello se mide el numero de revoluciones de la bomba transportadora. Siempre que se conozca el volumen de resina contenido en el recipiente de reserva puede detectarse el momento en el que el recipiente de reserva esta casi vado, de modo que puede cambiarse a tiempo a otro recipiente de reserva.
En el documento DE 44 45 946 se describe un dispositivo para alimentar los componentes individuales de plastico lfquido de multiples componentes a una boquilla de descarga, en el que la dosificacion se produce directamente desde, en cada caso, un recipiente de componentes. Este esta compuesto por un cilindro de presion, en el que puede introducirse un embolo de desplazamiento movil. Para evitar la suciedad, en el cilindro de presion se coloca una bolsa hermetica, flexible en la que se introduce el componente que va a extraerse, de modo que el cilindro de presion ya no tiene que limpiarse tras cambiar de producto.
El documento WO 2004/087392 A2 da a conocer un denominado “Composite pressure resin infusion system (COMPRIS)” (sistema de infusion de resina a presion para materiales compuestos), en el que se fabrican elementos constructivos de material compuesto en un dispositivo, que para recibir resina excesiva presenta un recipiente, que puede estar configurado de manera dura o flexible.
El documento EP 15 16 714 se refiere a un sistema de alimentacion de lfquido para un molde, en el que esta previsto un recipiente de reserva flexible que esta dispuesto en serie con un suministro de resina.
El documento EP 0 478 876 A1 se refiere a una disposicion para llenar moldes de colada con resina de colada y similares.
El documento US 5.545.029 se refiere a un equipamiento para llenar uno o varios moldes de colada, en el que esta previsto un recipiente intermedio elastico.
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A continuacion, en el marco de la invencion aqu descrita se entendera por el termino de resina de colada tanto componentes de resina de colada, como por ejemplo componentes de agentes endurecedores y componentes de resina, como mezclas de resina de colada reactivas, producidas a partir de al menos estos dos componentes.
Los moldes de colada para este tipo de elementos constructivos compuestos de fibras, como por ejemplo moldes para palas de turbinas eolicas, estan conformados en parte de manera flexible, es decir, estan compuestos por ejemplo por una mitad con estabilidad de forma, que se completa aplicando una lamina para obtener un molde cerrado. Mediante la generacion de un vado en el interior del molde de colada la lamina se estira a la forma deseada para la colada, porque la lamina, desde fuera, esta sometida a una presion superior, en particular a la presion atmosferica. A este respecto, el vado o la diferencia de presion entre el molde y el recipiente de reserva de resina de colada, que en general tambien se encuentra a presion atmosferica, es responsable del llenado del molde de colada, al fluir la mezcla a lo largo del gradiente de presion.
Una gran desventaja de este procedimiento es que la presion atmosferica actua directamente sobre la zona interna del recipiente de reserva, de modo que la mezcla reactiva esta expuesta al aire circundante. Sin embargo, la resistencia mecanica de los elementos constructivos compuestos de fibras depende de manera decisiva de la calidad de la colada y de la calidad del material utilizado. Sin embargo, en particular, el atrapamiento de burbujas de aire disminuye la resistencia y la calidad del elemento constructivo de manera significativa. Por tanto, precisamente elementos constructivos grandes compuestos de fibras, como por ejemplo palas de turbinas eolicas deben colarse con materiales de resina de colada desgasificados en una medida suficiente, sin que tras la desgasificacion vuelva a producirse una adicion de gas procedente del aire circundante.
Para evitar este problema, en el documento EP 1 996 389 B1 se describe una configuracion especial de la aplicacion de fibras en el molde, mediante la que se evitaran huecos de aire. Ademas el documento WO 2008 010 198 A1, para evitar la entrada de aire, propone utilizar una resina polimerica con baja viscosidad. En los documentos WO 2010 018 229 A1 y DE 60 210 729 T2 se evitaran las entradas de aire mediante un control especial de la cantidad de resina alimentada. Ademas, por el documento WO 2004 087 392 A2 se conoce el denominado sistema de infusion de resina a presion para materiales compuestos (COMPRIS), con el que se obtendra un producto colado que presenta una entrada de aire especialmente reducida.
Una desventaja adicional de la preparacion por lotes de la mezcla reactiva descrita anteriormente es que segun el volumen de colada se produce una cantidad excesiva mas o menos reducida de la mezcla, que debe desecharse tras el proceso de colada. Precisamente en el caso de elementos constructivos grandes compuestos de fibras, como por ejemplo palas para turbinas eolicas, la mezcla reactiva se cuela de manera conveniente en diferentes puntos en el molde de colada para garantizar una distribucion lo mas homogenea posible. Sin embargo, por el molde de colada complejo el llenado, en general, no se produce de manera uniforme, de modo que tambien esta circunstancia requiere un aumento del volumen de resina de colada para que en todos los puntos de colada siempre haya material de colada, por lo que tras finalizar la colada debe desecharse la mezcla producida en exceso.
Otro procedimiento conocido por ejemplo por el documento DE 3522922 C2, para evitar la entrada de gas en la masa de resina de colada, consiste en transportar los componentes de resina de colada desgasificados por medio de modulos de dosificacion a una unidad mezcladora y colar la mezcla reactiva desde la misma. A este respecto, todo el sistema, desde el lugar de la desgasificacion hasta el lugar de la colada, esta cerrado de manera estanca al aire con respecto al entorno y ademas se encuentra a vado, de modo que el material desgasificado, a posteriori, no puede captar gas.
Sin embargo, una desventaja de este tipo de dispositivos con modulos de dosificacion es que al llenar los moldes flexibles, descritos anteriormente en ocasiones se producen deformaciones de la parte flexible del molde de colada, por ejemplo deformaciones de la lamina aplicada, de modo que el producto final colado difiere de la forma deseada inicialmente y por ello se convierte en inservible.
Por tanto, el objetivo de la presente invencion es mejorar los procedimientos y dispositivos mencionados al principio para colar resina de colada o componentes de resina de colada en al menos un molde en el sentido de que sea posible una colada, en particular cerrada hermeticamente, de resina de colada desgasificada en un molde preferiblemente en parte flexible, sin que se produzca una acumulacion a posteriori de gases en la resina de colada y una deformacion del molde en parte flexible y que ademas se evite un exceso innecesariamente grande de resina de colada reactiva.
Este objetivo se alcanza mediante un procedimiento segun la reivindicacion 1, asf como un dispositivo para realizar el procedimiento para colar resina de colada segun la reivindicacion 7. Son objeto de las reivindicaciones dependientes configuraciones ventajosas de la invencion.
El procedimiento aqrn reivindicado segun la reivindicacion 1 asf como el dispositivo correspondiente segun la reivindicacion 7 sirven para colar resina de colada o componentes de resina de colada en al menos un molde, en particular para colar segun el principio de VaRTM citado al inicio, en el que la resina de colada se alimenta por medio de al menos un modulo de alimentacion al al menos un molde y el al menos un modulo de alimentacion y/o el
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al menos un molde se encuentran a vado al menos por zonas. Para evitar la entrada de gas en la masa de colada, preferiblemente esta previsto que, por un lado, la resina de colada y/o los componentes de resina de colada se desgasifiquen antes del llenado, por ejemplo en un desgasificador continuo o un desgasificador de capa fina, y que, por otro lado, el dispositivo utilizado para preparar, desgasificar y colar con el al menos un modulo de alimentacion este cerrado desde el lugar de la desgasificacion hasta el lugar de la colada, es decir preferiblemente tambien el molde, de manera estanca al aire con respecto al entorno, es decir hermeticamente, y que ademas al menos en esta zona se encuentre completamente a vado, de modo que el material desgasificado, a posteriori, no puede captar gas.
El procedimiento segun la invencion asf como el dispositivo segun la invencion aqu descritos se caracterizan por que la resina de colada excesiva y/o la presion excesiva se recibe o puede recibirse en al menos un recipiente de reserva, presentando el recipiente de reserva una pared configurada de manera flexible en al menos dos direcciones ortogonales.
Segun la invencion se reconocio que en la colada de moldes al menos en parte flexibles, segun los procedimientos o dispositivos conocidos por el estado de la tecnica, en particular en caso de utilizar los modulos de dosificacion mencionados anteriormente, a menudo pueden producirse relaciones de presion poco favorables dentro del molde. En ocasiones la presion en el molde supera la presion aplicada desde fuera, es decir, particularmente la presion atmosferica, sobre la parte flexible del molde, esto es, por ejemplo la lamina aplicada, lo que como consecuencia lleva a las deformaciones mencionadas de la parte flexible del molde de colada y con ello hace que el producto colado sea inservible.
Por el contrario, mediante el recipiente de reserva segun la invencion con una pared configurada de manera flexible en al menos dos direcciones ortogonales se consigue que el material de colada excesivo, que por ejemplo se forma con el molde casi lleno por reflujo, se reciba en el recipiente de reserva, al desplegarse el recipiente de reserva al menos en las dos direcciones ortogonales mencionadas. Sin embargo, tambien es concebible que la pared este configurada de manera flexible en tres direcciones ortogonales.
Al mismo tiempo, la recepcion de la resina de colada excesiva permite que en el al menos un molde no pueda formarse una presion excesiva, es decir una presion superior a la presion, en particular la presion atmosferica, en la zona externa del molde, de modo que se evita una deformacion del molde en parte flexible. Por ello, segun la invencion esta previsto que la presion en la zona interna del recipiente de reserva se mantenga inferior o igual a la presion en la zona externa del molde, de modo que el recipiente de reserva, por su pared configurada de manera flexible, sirve como regulador de la presion para el molde.
Como el recipiente de reserva normalmente esta rodeado por la misma presion que el molde, esto es, particularmente por la presion atmosferica, la presion en la zona interna del recipiente de reserva preferiblemente tampoco es superior a la presion en la zona externa del recipiente de reserva. Independientemente de esto, en una configuracion ventajosa de la invencion puede estar previsto que la presion en la zona interna del al menos un recipiente de reserva durante la colada se mantenga inferior o igual a la presion, en particular la presion atmosferica, en la zona externa del al menos un recipiente de reserva.
Segun la invencion la pared del recipiente de reserva en las al menos dos direcciones ortogonales esta configurada de manera flexible de tal modo que puede transferirse una diferencia de presion entre la zona interna y la zona externa del recipiente de reserva a traves de la pared. Preferiblemente la pared esta configurada de manera flexible de tal modo que la diferencia de presion puede transmitirse casi por completo. Sin embargo, tambien es concebible que la diferencia de presion, debido a una pared configurada dado el caso de manera menos flexible, se transfiera solo parcialmente.
Por la pared configurada de manera flexible no solo se consigue que la bolsa pueda desplegarse en cuanto al volumen para recibir material de colada excesivo y/o presion excesiva, sino tambien que la resina de colada recibida con la presion aplicada desde fuera sobre el recipiente de reserva, esto es, en particular la presion atmosferica, se descargue del recipiente de reserva y por ejemplo se transporte al molde. Para ello, durante la colada la presion en la zona interna del recipiente de reserva no solo se mantiene inferior o igual a la presion en la zona externa del molde, sino preferiblemente tambien inferior igual a la presion en la zona externa del recipiente de reserva.
Segun una configuracion ventajosa de la invencion esta previsto que el recipiente de reserva presente al menos una abertura para recibir y/o descargar resina de colada, a traves de la que el recipiente de reserva esta unido preferiblemente con el modulo de alimentacion. Sin embargo, tambien es concebible que la resina de colada pueda recibirse a traves de una primera abertura en el recipiente de reserva y extraerse a traves de una segunda abertura.
Segun otra configuracion ventajosa de la invencion el al menos un recipiente de reserva esta unido a traves de un conducto de derivacion con el al menos un modulo de alimentacion. De este modo, en particular, puede utilizarse una abertura comun para la extraccion y descarga de resina de colada. Por ejemplo es concebible que un conducto del modulo de alimentacion presente una pieza en T u otro elemento distribuidor, a traves del que el recipiente de reserva esta conectado al conducto de alimentacion para llenar el molde.
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Ademas puede estar previsto que el recipiente de reserva pueda cerrarse con respecto al modulo de alimentacion y al molde mediante un elemento de cierre, por ejemplo mediante una valvula.
En particular esta previsto que el recipiente de reserva al igual que el modulo de alimentacion y el molde, este cerrado de manera estanca al aire, es decir hermeticamente, con respecto al entorno, para que el material de colada preferiblemente desgasificado, a posteriori, no vuelva a enriquecerse con gas. Ademas, preferiblemente, el recipiente de reserva puede evacuarse o preferiblemente se evacua antes de la colada.
Como la masa de resina de colada reactiva gelifica tras un tiempo determinado, diferentes partes del dispositivo de colada solo pueden utilizarse de manera limitada en el tiempo y en ocasiones, antes de volver a utilizarse, primero tienen que limpiarse cuidadosamente. Por tanto, por motivos economicos puede resultar ventajoso que el recipiente de reserva este configurado como recipiente economico de un solo uso, que puede desecharse tras su uso. Para ello, segun otra configuracion de la invencion, el recipiente de reserva puede estar configurado como bolsa. Ademas del modo de fabricacion sencillo y economico, una bolsa flexible permite ademas transferir especialmente bien un gradiente de presion entre la zona interna y la externa del recipiente.
Ademas resulta ventajoso que el recipiente de reserva este configurado con el menor volumen posible, aunque presentando todavfa una capacidad suficiente para recibir resina de colada excesiva. Segun una realizacion ventajosa de la invencion la capacidad del recipiente de reserva asciende a entre 0,5 l y 20 l, en particular a entre 1 l y 10 l, preferiblemente 5 l. El prescindir de recipientes de reserva de gran volumen para una mezcla reactiva, como por ejemplo en la preparacion por lotes, permite minimizar el riesgo de gelificacion de la masa de reaccion en el recipiente de reserva por una reaccion exotermica porque el calor generado, en el caso de recipientes de pequeno volumen, puede disiparse de una forma claramente mas eficiente.
En particular, ademas, puede estar previsto que la pared del recipiente de reserva este compuesta al menos por zonas por una lamina de plastico flexible, por ejemplo de poli(cloruro de vinilo), polietileno o poli(tereftalato de etileno). Este tipo de bolsas permiten no solo un cierre lo suficientemente estanco al aire del recipiente de reserva con respecto al entorno, sino que ademas son especialmente economicas y sencillas de fabricar desde el punto de vista tecnico y por ello son especialmente adecuadas como productos de un solo uso.
El transporte de resina de colada desde el recipiente de reserva al molde puede servir en particular para compensar huecos o perdidas de material en el molde por procesos de contraccion durante la gelificacion de la resina de colada. Para permitir o favorecer el transporte de material del recipiente de reserva al molde, segun otra configuracion ventajosa de la invencion esta previsto que la presion en la zona interna del al menos un recipiente de reserva durante la colada sea superior o igual a la presion en el al menos un molde que se encuentra a vacfo al menos por zonas, aunque no superior a la presion aplicada en el lado externo de la parte flexible del molde. En caso de que ahora, entre la zona externa y la zona interna del recipiente de reserva, exista una diferencia de presion positiva, entonces se transferira a traves de la pared flexible y provocara la descarga de resina de colada del recipiente de reserva. Entonces, debido al gradiente de presion entre el molde y el recipiente de reserva, ademas se transporta el material al molde.
Para generar el gradiente de presion entre el recipiente de reserva y el molde, el dispositivo para colar, segun otra realizacion ventajosa de la invencion, presenta un modulo de vacfo, con el que en el interior del molde puede generarse una subpresion, que se encuentra por debajo de la presion en la zona interna del al menos un recipiente de reserva.
Para evitar una presion excesiva en el interior del molde con respecto a la presion aplicada en su lado externo, ademas, segun otra forma de realizacion de la invencion, puede estar previsto que el al menos un recipiente de reserva este dispuesto a un nivel de altura por debajo del al menos un molde. De este modo, de manera ventajosa se evita que sobre el molde, en particular hacia el final de la operacion de colada, en el modulo de alimentacion y el recipiente de reserva pueda formarse una columna de material de resina colable, que ejercena presion, en particular presion excesiva, sobre el interior del molde y podna llevar a una deformacion del molde flexible.
Segun la invencion esta previsto que el nivel de llenado del al menos un recipiente de reserva, se mida, en particular se pese, durante la colada. De este modo, en particular, puede determinarse si existe el riesgo de que el recipiente de reserva se llene demasiado, por lo que en ciertos casos, de manera desventajosa, se producina una presion interna superior a la presion en la zona externa del molde.
Para evitar esto, segun una realizacion de la invencion esta previsto que se controle el suministro de resina de colada a traves del al menos un modulo de alimentacion en funcion del nivel de llenado del al menos un recipiente de reserva y/o en funcion de la tasa de descarga de resina de colada desde el al menos un recipiente de reserva, en particular que se interrumpa el suministro de resina de colada al al menos un recipiente de reserva o al al menos un molde cuando se supera un nivel de llenado superior cntico y que se permita cuando no se alcanza un nivel de llenado inferior cntico.
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As^ en ocasiones puede estar previsto que tras recibir una cantidad excesiva correspondiente en el recipiente de reserva, que por ejemplo puede determinarse pesando el recipiente de reserva, se detenga el suministro de resina de colada en el al menos un modulo de alimentacion, por ejemplo cerrando una valvula. Si despues de un tiempo vuelve a necesitarse resina de colada, entonces se alimenta desde el recipiente de reserva hasta que su contenido ha alcanzado un nivel mmimo y vuelve a recibirse el suministro desde la unidad mezcladora, por ejemplo abriendo una valvula.
Para seguir llenando el molde con resina de colada cuando se interrumpe el suministro, segun otra configuracion de la invencion esta previsto que la resina de colada excesiva se transporte desde el al menos un recipiente de reserva al al menos un molde debido a la diferencia de presion entre el al menos un recipiente de reserva y el al menos un molde.
Por tanto, para el control y/o la regulacion del suministro de resina de colada a traves del al menos un modulo de alimentacion, en otra configuracion ventajosa de la invencion, puede estar previsto un modulo de control.
Ademas, para ello, el dispositivo de colada puede presentar de manera ventajosa un modulo de medicion, en particular un modulo de pesaje, para medir el nivel de llenado del al menos un recipiente de reserva, que preferiblemente esta unido con el modulo de control para controlar y/o regular el suministro de resina de colada. En particular es concebible un funcionamiento completamente automatico de todo el dispositivo de colada.
Segun otra realizacion ventajosa de la invencion, la resina de colada se mezcla a partir de al menos dos componentes de resina de colada, por ejemplo a partir de un agente endurecedor y un componente de resina, para obtener una mezcla reactiva, habiendose desgasificado preferiblemente los componentes de resina de colada y/o la mezcla. El mezclado puede producirse por ejemplo en una unidad mezcladora, que esta dispuesta antes, en particular directamente antes, del al menos un modulo de alimentacion o del al menos un recipiente de reserva. De este modo, en particular, puede implementarse una instalacion para resina de colada de mezclado continuo, en la que los al menos dos componentes de resina de colada se juntan poco antes de la colada y a continuacion se introducen inmediatamente en el molde de colada. Asf, los componentes de resina de colada desgasificados estan disponibles hasta directamente antes de la colada con su viscosidad inicial. Esto permite un aprovechamiento muy eficaz del material necesario, porque en cada caso solo se genera la mezcla necesaria.
Ademas de la desgasificacion de los componentes de resina de colada y el mezclado posterior, tambien es posible mezclar los componentes directamente entre sf y entonces desgasificar esta mezcla reactiva antes de la colada o realizar al mismo tiempo la desgasificacion y el mezclado, por ejemplo en una denominada mezcladora con desgasificacion continua.
Ademas la mezcladora, al igual que el recipiente de reserva y/o el modulo de alimentacion, puede estar configurada como modulo economico de un solo uso, que se sustituye por uno nuevo tras un solo uso o solo un numero reducido de usos.
Evidentemente, con un manejo de temperatura correspondiente es posible utilizar los recipientes de reserva y las unidades mezcladoras para mas de un proceso de colada. Por ejemplo, un manejo de temperatura o control o regulacion de temperatura ventajoso preve el enfriamiento del recipiente de reserva para aqu retardar o suprimir la reaccion de la mezcla y asf evitar un posible endurecimiento en el recipiente de reserva. Ademas la mezcla reactiva, que se alimenta al molde de colada, por ejemplo antes de entrar en el molde de colada, puede guiarse a traves de un intercambiador de calor, para de este modo elevar la temperatura de la mezcla. Por tanto, segun otra configuracion ventajosa de la invencion puede estar previsto al menos un modulo de control de temperatura, en particular un intercambiador de calor, para controlar y/o regular la temperatura de la resina de colada en el al menos un recipiente de reserva y/o en el al menos un modulo de alimentacion, en particular antes de las aberturas de llenado del al menos un molde.
Sobre todo en el caso de elementos constructivos muy grandes, que van a colarse, como por ejemplo palas de turbinas eolicas, resulta especialmente ventajoso, en particular para la posterior calidad y estabilidad del elemento constructivo, cuando este se genera en un proceso de colada muy uniforme. Para ello, segun otra configuracion ventajosa es posible que esten previstos varios modulos de alimentacion conectados en paralelo con, en cada caso, al menos un recipiente de reserva y preferiblemente en cada caso una unidad mezcladora conectada aguas arriba, a traves de los que se llena el al menos un molde. Para ello, preferiblemente a cada uno de los modulos de alimentacion esta asociada al menos una abertura de llenado del al menos un molde. Sin embargo, tambien es concebible que solo este prevista una mezcladora de la que salen varios modulos de alimentacion.
Ademas es concebible que cada una de estas unidades compuestas por modulo de alimentacion, recipiente de reserva y dado el caso unidad mezcladora conectada aguas arriba pueda controlarse por separado, de modo que puede influirse localmente en el proceso de colada, es decir, en particular puede detenerse localmente cuando por ejemplo el molde en la zona de llenado de un determinado modulo de alimentacion ya esta lleno.
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Para permitir una colada lo mas uniforme posible pero aun asf mantener el numero de modulos de alimentacion y con ello el esfuerzo tecnico lo mas reducido posible, de manera ventajosa el al menos un molde puede llenarse a traves de varias aberturas de llenado asociadas a un modulo de alimentacion.
Segun otra configuracion ventajosa de la invencion, los diferentes modulos de alimentacion estan unidos entre sf mediante conductos anulares y/o conductos de circulacion y con los modulos de desgasificacion o las camaras de reserva para los componentes de resina de colada. De este modo, por un lado, se consigue que las respectivas unidades se suministren centralmente, es decir desde una fuente con los componentes de resina de colada desgasificados, y por otro lado, que los componentes, en particular con las valvulas de colada cerradas, se devuelvan a los modulos de desgasificacion y de este modo se hagan circular, con lo que se asegura la calidad de la desgasificacion.
Mediante el uso de recipientes de reserva de pequeno volumen en combinacion con el suministro de una masa de colada reactiva generada solo directamente antes de la colada asf como la colada de control o regulacion local a traves de varios modulos de alimentacion conectados en paralelo, en conjunto puede conseguirse un aprovechamiento muy eficaz del material necesario, porque en cada caso solo se genera la mezcla necesaria.
Por la siguiente descripcion de un ejemplo de realizacion, mediante el dibujo, se obtienen objetivos, ventajas, caractensticas y posibilidades de aplicacion adicionales de la presente invencion.
Muestran:
la figura 1, una representacion esquematica de un primer ejemplo de realizacion de un dispositivo (10) segun la invencion para colar resina de colada o componentes de resina de colada,
la figura 2, una representacion esquematica de un segundo ejemplo de realizacion de un dispositivo (10) segun la invencion para colar resina de colada o componentes de resina de colada y
la figura 3, una representacion esquematica de un tercer ejemplo de realizacion de un dispositivo (10) segun la invencion para colar resina de colada o componentes de resina de colada.
Las figuras 1 a 3 muestran, en una representacion esquematica, tres diferentes ejemplos de realizacion del dispositivo (10) segun la invencion para colar resina de colada o componentes de resina de colada en un molde de colada (20), en particular un dispositivo (10) para realizar el procedimiento segun la invencion. Este tipo de dispositivos (10) se emplean en particular en la impregnacion de elementos constructivos grandes, en particular de elementos constructivos compuestos de fibras, como por ejemplo palas de turbinas eolicas, produciendose la colada en un molde (20) al menos en parte flexible. Asf, el molde de colada (20) representado solo esquematicamente en los presentes ejemplos de realizacion puede estar compuesto por una mitad que se cierra aplicando una lamina. Generando un vacfo en el interior (22) del molde de colada (20), la lamina se estira a la forma deseada para la colada, porque la lamina, desde fuera, esta sometida a una presion superior, en particular a la presion atmosferica.
Los ejemplos de realizacion aqrn mostrados del dispositivo de colada (10) funcionan de la siguiente manera: los componentes necesarios para generar la resina de colada reactiva, en este caso un componente de resina asf como un componente de agente endurecedor, se almacenan en modulos de desgasificacion (17) separados, de gran volumen, por ejemplo un desgasificador de capa fina, y se liberan de posibles restos de gas, por ejemplo bolsas de aire. A este respecto, todo el dispositivo (10) esta cerrado desde el lugar de la desgasificacion hasta el lugar de la colada de manera estanca al aire con respecto al entorno, y ademas se encuentra a vacfo, de modo que el material desgasificado, a posteriori, no puede captar gas. No es posible una entrada de gas procedente del entorno durante y tambien al final del proceso de colada. Para generar el vacfo esta previsto un modulo de bomba de vacfo (16), que a traves de conductos correspondientes esta unido con las diferentes zonas del dispositivo, es decir de la instalacion para resina de colada, y en caso necesario puede cerrarse con valvulas de vacfo (18).
Por medio de modulos de bomba de dosificacion (12), por ejemplo bombas de engranajes controladas, se grnan los componentes desgasificados a traves de conductos anulares (19) separados, que se bifurcan y en cada caso se mezclan poco antes de la verdadera operacion de colada en unidades mezcladoras (13), por ejemplo mezcladoras continuas o mezcladoras estaticas, para obtener una mezcla de resina de colada reactiva. El mezclado de los componentes puede producirse o bien, como en los ejemplos de realizacion mostrados en las figuras 1 y 2, en varias unidades mezcladoras conectadas en paralelo, o bien, como en el ejemplo de realizacion mostrado en la figura 3, en una unica unidad mezcladora (13) comun. En la variante de realizacion mencionada en ultimo lugar, de manera ventajosa se reduce el esfuerzo tecnico para juntar los componentes. Despues de juntar los componentes de resina de colada se introduce la mezcla terminada a traves de varios modulos de alimentacion (11) conectados aguas abajo de las respectivas unidades mezcladoras (13) o de la unidad mezcladora (13) y aberturas de llenado (21) correspondientes en el molde (20). En este caso el modulo de alimentacion puede estar compuesto por ejemplo por un conducto flexible sencillo.
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Segun la invencion, en cada uno de los modulos de alimentacion (11) esta dispuesto al menos un recipiente de reserva (1), que en los presentes ejemplos de realizacion esta unido mediante una abertura correspondiente y una pieza en T u otro elemento distribuidor con el modulo de alimentacion (11), de modo que en el mismo puede recibirse la resina de colada introducida en exceso.
Para obtener un elemento constructivo colado lo mas uniforme posible, resulta ventajoso que el molde (20), como en los ejemplos de realizacion mostrados en las figuras 1 y 3, se llene a traves de varios, en este caso seis, modulos de alimentacion (11) conectados en paralelo con, en cada caso, al menos un recipiente de reserva (1) y una unidad mezcladora (13) comun o en cada caso separada, conectada aguas arriba. A este respecto, a cada uno de los modulos de alimentacion (11) esta asociada una abertura de llenado (21) del molde (20). Para reducir el numero de modulos de alimentacion (11), unidades mezcladoras (13) y recipientes de reserva (1) y asf, el esfuerzo tecnico, como se representa en el ejemplo de realizacion mostrado en la figura 2, evidentemente tambien puede estar previsto que varias, en este caso dos, aberturas de llenado (21) esten asociadas a, en cada caso, un modulo de alimentacion (11).
Para poder recibir la resina de colada introducida en exceso en los recipientes de reserva (1), la pared (2) de cada uno de los recipientes de reserva (1), segun la invencion, esta configurada de manera flexible en al menos dos direcciones ortogonales de tal modo que a traves de la pared (2) puede transferirse una diferencia de presion entre la zona interna (3) y la zona externa (4) del recipiente de reserva (1). Preferiblemente, para ello, el recipiente de reserva esta configurado como bolsa de un solo uso, compuesta en particular por una lamina de plastico, por ejemplo de poli(cloruro de vinilo), polietileno o poli(tereftalato de etileno).
En el presente ejemplo de realizacion, cada uno de los recipientes de reserva (1) en su zona externa (4), al igual que el lado externo (23) del molde (20), esta sometido a la presion atmosferica. Por el contrario, la presion en la zona interna (3) del recipiente de reserva (1) durante la colada siempre se mantiene inferior o igual a la presion en las zonas externas (4, 23) del molde (20) o los recipientes de reserva (1). De este modo se consigue que en el molde (20) no se forme una presion excesiva, es decir una presion superior a la presion atmosferica o dado el caso una subpresion ajustable, que de lo contrario podna llevar a una deformacion del molde (20) preferiblemente en parte flexible.
Ademas, entre la zona interna (4) de cada uno de los recipientes de reserva (1) y la zona interna (22) del molde (20) existe preferiblemente una diferencia de presion positiva, es decir la presion en el recipiente (1) es superior a la del molde (20), de modo que en caso necesario la resina de colada excesiva puede transportarse desde los recipientes de reserva (1) al al menos un molde (20). Este gradiente de presion puede conseguirse por ejemplo mediante un modulo de vacfo no representado en este caso, que esta conectado al molde (20). En la realizacion preferida del procedimiento VaRTM, en todo caso esta previsto un modulo de vacfo de este tipo que por un lado hace que la lamina se estire en la parte ngida del molde (20) y ademas se encarga del llenado del molde de colada fluyendo la mezcla de resina a lo largo del gradiente de presion entre la alimentacion (11) y el molde (20).
Ademas los ejemplos de realizacion mostrados en las figuras 1 a 3 presentan en cada recipiente de reserva (1) modulos de medicion (15), en particular modulos de pesaje, para medir el nivel de llenado de los respectivos recipientes de reserva (1), que estan unidos con un modulo de control (14) correspondiente para controlar y/o regular el suministro de resina de colada. De este modo es posible que el suministro de resina de colada a traves del modulo de alimentacion (11) pueda controlarse en funcion del nivel de llenado del recipiente de reserva (1) y/o en funcion de la tasa de descarga de resina de colada desde el recipiente de reserva (1), preferiblemente de manera local, en particular que el suministro de resina de colada al recipiente de reserva (1) o al molde (20) se interrumpa cuando se supera un nivel de llenado superior cntico en el recipiente de reserva y se permita cuando no se alcanza un nivel de llenado inferior cntico en el recipiente de reserva. Para interrumpir el suministro de material, preferiblemente pueden emplearse valvulas de colada (24), que por ejemplo, como en los ejemplos de realizacion mostrados en las figuras 1 y 2, en cada caso pueden estar dispuestas en los conductos de componentes (19) directamente antes de las diferentes unidades mezcladoras (13), o, como en los ejemplos de realizacion mostrados en la figura 3, despues de la unidad mezcladora (13) en cada caso antes de los modulos de alimentacion (11).
Asf, los recipientes de reserva (1) sirven no solo como elementos de almacenamiento intermedio para material de colada reactivo y como recipientes de compensacion para eliminar la presion excesiva, sino tambien como conmutadores para el control en particular local del proceso de colada, al pesar por ejemplo el material en el recipiente de reserva como en el presente ejemplo de realizacion. Sin embargo, tambien son concebibles otros procedimientos y modulos de medicion para determinar el nivel de llenado de los recipientes de reserva (1). Asf, entre otros, puede estar previsto que al recibir una cantidad excesiva correspondiente en un determinado recipiente de reserva (1) se detenga localmente el suministro de resina de colada, por ejemplo al cerrar las valvulas de colada (24), en particular independientemente del proceso de llenado en curso en otros modulos de alimentacion (11). Si tras un tiempo vuelve a ser necesaria mezcla, entonces esta se alimenta desde el recipiente de reserva (1) hasta que su contenido ha alcanzado un nivel mmimo y vuelve a recibirse el suministro desde la unidad mezcladora (13), por ejemplo abriendo las valvulas (24). Tras finalizar la colada, la presion atmosferica sobre los recipientes de reserva (1) se encarga finalmente de una compensacion de la contraccion durante la gelificacion de la masa de
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resina de colada en el molde de colada (20), proporcionando a posteriori el material adicionalmente necesario. Por tanto, en conjunto el proceso de colada puede controlarse en particular localmente.
En el caso de elementos constructivos muy grandes, puede estar previsto que el molde (20) reciba la colada por segmentos. Para ello el dispositivo de colada (10) esta construido preferiblemente de manera movil, es decir, tras la colada en un determinado segmento de molde puede desplazarse hacia el siguiente segmento.
Las respectivas unidades compuestas por modulo de alimentacion (11), unidad mezcladora (13) y recipiente de reserva (1), en los dos ejemplos de realizacion mostrados segun la figura 1 y la figura 2, estan unidas entre sf mediante conductos anulares o de circulacion (19) o con los modulos de desgasificacion (17) para los componentes de resina de colada. En el ejemplo de realizacion mostrado en la figura 3, solo los respectivos conductos de alimentacion de componentes estan unidos antes de la unidad mezcladora (13) mediante conductos de circulacion (19) con los modulos de desgasificacion (17). En todos los ejemplos de realizacion se consigue asf que las respectivas unidades, por un lado, se suministren centralmente, es decir, desde una fuente con los componentes de resina de colada desgasificados, y por otro lado, que los componentes, en particular cuando el proceso de llenado se ha interrumpido, se devuelvan a los modulos de desgasificacion (17) y de este modo se hagan circular, con lo que se asegura la calidad de la desgasificacion.
Preferiblemente los recipientes de reserva (1) y/o el modulo de alimentacion (11) y/o las unidades mezcladoras (13) estan configurados como modulo economico de un solo uso, que se sustituye por uno nuevo tras un solo uso o solo un numero reducido de usos.
Evidentemente, con un manejo de temperatura correspondiente es posible utilizar los recipientes de reserva (1), los modulos de alimentacion (11) y las unidades mezcladoras (13) para mas de un proceso de colada. Por ejemplo, un manejo de temperatura o control o regulacion de temperatura ventajoso preve el enfriamiento del recipiente de reserva para aqrn retardar o suprimir la reaccion de la mezcla y evitar un posible endurecimiento en el recipiente de reserva. Ademas la mezcla reactiva, que se alimenta al molde de colada, por ejemplo antes de entrar en el molde de colada, puede guiarse a traves de un modulo de control de temperatura, por ejemplo un intercambiador de calor (25), para de este modo elevar la temperatura de la mezcla.
Lista de numeros de referencia
1 recipiente de reserva
2 pared del recipiente de reserva
3 zona interna del recipiente de reserva
4 zona externa del recipiente de reserva
10 dispositivo para colar resina de colada o componentes de resina de colada
11 modulo de alimentacion
12 modulo de bomba de dosificacion
13 unidad mezcladora
14 modulo de control
15 modulo de medicion
16 modulo de bomba de vacfo
17 modulo de desgasificacion
18 valvula de vacfo
19 conducto anular
20 molde, en particular molde al menos en parte flexible
21 abertura de llenado del molde
22 zona interna del molde
23 zona externa del molde
24 valvula de colada
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25 intercambiador de calor

Claims (18)

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    REIVINDICACIONES
    1. Procedimiento para colar resina de colada o componentes de resina de colada en al menos un molde (20), en el que la resina de colada se alimenta por medio de al menos un modulo de alimentacion (11) al al menos un molde (20) y en el que el al menos un modulo de alimentacion (11) y/o el al menos un molde (20) se encuentra a vado al menos por zonas, en el que la resina de colada excesiva y/o presion excesiva se recibe en al menos un recipiente de reserva (1) con una pared (2) configurada de manera flexible en al menos dos direcciones ortogonales, en el que la presion en la zona interna (3) del al menos un recipiente de reserva (1) durante la colada se mantiene al menos inferior o igual a la presion, en particular la presion atmosferica, en la zona externa (23) del al menos un molde (20), en el que la resina de colada a partir de al menos dos componentes de resina de colada se mezcla, preferiblemente con una unidad mezcladora (13), antes, en particular directamente antes, del al menos un modulo de alimentacion (11) o del al menos un recipiente de reserva (1) para obtener una mezcla reactiva, caracterizado por que se mide, en particular se pesa, el nivel de llenado del al menos un recipiente de reserva (1) durante la colada y por que se controla el suministro de resina de colada a traves del al menos un modulo de alimentacion (11) en funcion del nivel de llenado del al menos un recipiente de reserva (1) y/o en funcion de la tasa de descarga de resina de colada desde el al menos un recipiente de reserva (1), por que se interrumpe el suministro de resina de colada al al menos un recipiente de reserva (1) o al al menos un molde (20) cuando se supera un nivel de llenado superior cntico y se permite cuando no se alcanza un nivel de llenado inferior cntico.
  2. 2. Procedimiento segun la reivindicacion 1, caracterizado por que la presion en la zona interna (3) del al menos un recipiente de reserva (1) durante la colada se mantiene inferior o igual a la presion, en particular la presion atmosferica, en la zona externa (4) del al menos un recipiente de reserva (1) y/o por que la presion en la zona interna (3) del al menos un recipiente de reserva (1) durante la colada se mantiene superior o igual a la presion en el al menos un molde (1) que se encuentra a vacfo al menos por zonas.
  3. 3. Procedimiento segun la reivindicacion 1 o 2, caracterizado por que debido a la diferencia de presion entre el al menos un recipiente de reserva (1) y el al menos un molde (20) cuando se interrumpe el suministro se transporta la resina de colada excesiva desde el al menos un recipiente de reserva (1) al al menos un molde (20).
  4. 4. Procedimiento segun la reivindicacion 1, 2 o 3, caracterizado por que el al menos un molde (20) se llena a traves de varios modulos de alimentacion (11) conectados en paralelo con, en cada caso, al menos un recipiente de reserva (1) y preferiblemente en cada caso una unidad mezcladora (13) conectada aguas arriba.
  5. 5. Procedimiento segun una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que el al menos un molde (20) se llena a traves de varias aberturas de llenado (21) asociadas a un modulo de alimentacion (11).
  6. 6. Procedimiento segun una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por que se controla y/o regula la temperatura de la resina de colada en el al menos un recipiente de reserva (1) y/o antes de entrar en el al menos un molde (20), en particular mediante intercambiadores de calor(25).
  7. 7. Dispositivo (10) para colar resina de colada o componentes de resina de colada en al menos un molde (20) con al menos un modulo de alimentacion (11) asf como con al menos un recipiente de reserva (1), en el que la pared (2) del recipiente de reserva (1) para recibir resina de colada excesiva y/o presion excesiva esta configurada de manera flexible en al menos dos direcciones ortogonales, de tal modo que puede transferirse una diferencia de presion entre la zona interna (3) y la zona externa (4) del recipiente de reserva (1) a traves de la pared (2), para realizar un procedimiento segun una de las reivindicaciones 1 a 6.
  8. 8. Dispositivo para colar resina de colada o componentes de resina de colada segun la reivindicacion 7, caracterizado por que al menos una abertura del recipiente de reserva esta prevista para recibir y/o descargar resina de colada.
  9. 9. Dispositivo para colar resina de colada o componentes de resina de colada segun la reivindicacion 7 u 8, caracterizado por que el recipiente de reserva (1) al menos por zonas esta configurado como bolsa.
  10. 10. Dispositivo para colar resina de colada o componentes de resina de colada segun una de las reivindicaciones 7 a 9, caracterizado por que la pared (2) del recipiente de reserva (1) esta compuesta al menos por zonas por una lamina de plastico flexible, por ejemplo de poli(cloruro de vinilo), polietileno o poli(tereftalato de etileno).
  11. 11. Dispositivo (10) segun una de las reivindicaciones 7 a 10, caracterizado por que el dispositivo (10) y/o el al menos un modulo de alimentacion (11) y/o el al menos un recipiente de reserva (1) se encuentran a vacfo al menos por zonas.
  12. 12. Dispositivo (10) segun una de las reivindicaciones 7 a 11, caracterizado por que el al menos un recipiente de reserva (1) esta unido con el al menos un modulo de alimentacion (11), preferiblemente a traves de un conducto
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    de derivacion, y/o por que el al menos un recipiente de reserva (1) esta dispuesto a un nivel de altura por debajo del al menos un molde (20).
  13. 13. Dispositivo (10) segun una de las reivindicaciones 7 a 12, caracterizado por que esta previsto un modulo de vado con el que en el interior (22) del al menos un molde (20) puede generarse una subpresion, que se encuentra por debajo de la presion en la zona interna (3) del al menos un recipiente de reserva (1).
  14. 14. Dispositivo (10) segun una de las reivindicaciones 7 a 13, caracterizado por que estan previstos varios modulos de alimentacion (11) conectados en paralelo con, en cada caso, un recipiente de reserva (1) y preferiblemente en cada caso una unidad mezcladora (13) conectada aguas arriba.
  15. 15. Dispositivo (10) segun la reivindicacion 14, caracterizado por que a cada uno de los modulos de alimentacion (11) esta/n asociada/s al menos una, en particular varias aberturas de llenado (21) del al menos un molde (20).
  16. 16. Dispositivo (10) segun una de las reivindicaciones 7 a 15, caracterizado por que esta previsto un modulo de control (14) para controlar y/o regular el suministro de resina de colada a traves del al menos un modulo de alimentacion (11).
  17. 17. Dispositivo (10) segun la reivindicacion 16, caracterizado por que esta previsto un modulo de medicion (15), en particular un modulo de pesaje, para medir el nivel de llenado del al menos un recipiente de reserva (1), que preferiblemente esta unido con el modulo de control (14) para controlar y/o regular el suministro de resina de colada.
  18. 18. Dispositivo (10) segun una de las reivindicaciones 7 a 17, caracterizado por que al menos esta previsto un modulo de control de temperatura, en particular un intercambiador de calor (25), para controlar y/o regular la temperatura de la resina de colada en el al menos un recipiente de reserva (1) y/o en el al menos un modulo de alimentacion (11), en particular antes de las aberturas de llenado (21) del al menos un molde (20).
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