ES2632765T3

ES2632765T3 - Compresores multietapa para procesos de soplado de botellas de PET

Info

Publication number: ES2632765T3
Application number: ES11817571.0T
Authority: ES
Inventors: Anthony John Kitchener; Didier Rolin
Original assignee: ATELIERS FRANCOIS
Current assignee: ATELIERS FRANCOIS
Priority date: 2010-08-17
Filing date: 2011-08-17
Publication date: 2017-09-15
Anticipated expiration: 2031-08-17
Also published as: US20130149173A1; EP2606231A1; US9127659B2; WO2012021928A1; PL2606231T3; EP2606231A4; EP2606231B1

Abstract

Compresor de aire multietapa de pistón alternativo para comprimir aire a presión atmosférica a un nivel de presión elevada, presentado dicho compresor de aire una primera, una segunda y una tercera etapa de pistón alternativo, incluyendo dicha primera etapa unos primeros medios de descarga de entrada, incluyendo dicha segunda etapa unos segundos medios de descarga de entrada e incluyendo dicha tercera etapa unos terceros medios de descarga de entrada, unos primeros medios de accionamiento operables en respuesta a un nivel de presión de descarga detectado de una descarga de dicha primera etapa para accionar dichos primeros medios de descarga de entrada, unos segundos medios de accionamiento operables en respuesta a un nivel de presión de descarga detectado de una descarga de dicha segunda etapa, para accionar dichos segundos medios de descarga de entrada, y unos terceros medios de accionamiento operables en respuesta a un nivel de presión de descarga detectado de dicha tercera etapa para accionar dichos terceros medios de descarga de entrada, teniendo dicho compresor de aire multietapa alternativo una primera descarga de aire presurizado a dicho nivel de presión elevada de dicha tercera etapa y estando dicho compresor de aire multietapa alternativo caracterizado por una descarga de nivel de presión intermedia de una región entre etapas entre al menos una de dichas primera y segunda etapa o dichas segunda y tercera etapa.

Description

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DESCRIPCION

Compresores multietapa para procesos de soplado de botellas de PET CAMPO DE LA INVENCION

[0001] La presente invencion se refiere a mejoras en el campo de los compresores utilizados para el moldeo por soplado de botellas o productos similares de PET (o similares).

ANTECEDENTES DE LAINVENCION

[0002] Los compresores de aire son muy utilizados para la compresion de aire para su uso en los procesos de moldeo por soplado para formar botellas o similares de PET. A continuacion, se hara referencia al moldeo por soplado de productos de PET (polietileno tereftalato), sin embargo, ha de entenderse que la invencion tambien se refiere al moldeo por soplado de productos fabricados con otros materiales similares al PET. En la mayoria de las fabricas, se requiere aire comprimido a diferentes y a veces variables niveles de presion. Puede necesitarse aire comprimido a baja presion (p. ej., 6 a 10 bares) para la inflacion de preformado, la automatizacion de fabrica y otros requisitos de aire comprimido de servicio general, y puede requerirse aire comprimido a alta presion (p. ej., 30 a 40 bares) para el soplado de botellas para lograr un estandar completado. Normalmente, la practica habitual es utilizar compresores separados para lograr los requisitos anteriores, es decir, un compresor de baja presion especializado y un compresor de alta presion especializado. En algunas instalaciones, puede suministrarse aire a baja presion a partir de un unico compresor de alta presion mediante una valvula reductora de presion. El uso de dos maquinas complica la instalacion y el mantenimiento, y el suministro de aire comprimido a baja presion mediante una valvula reductora de presion de un compresor de alta presion implica perdidas de energia considerables. Por tanto, cualquiera de estas alternativas tiene sus desventajas.

[0003] Una complicacion adicional es que la utilizacion de aire comprimido en las instalaciones de moldeo por soplado de PET varia considerablemente dependiendo del numero de botellas que se sople por hora y del tamano de las botellas que se sople. Ademas, en esta industria existen fuertes demandas estacionales en el numero de botellas sopladas que se han de producir.

[0004] Una opcion es tomar un suminisro de aire comprimido a baja presion de una etapa intermedia de un compresor multietapa. Por ejemplo, si el aire comprimido a baja presion deseado esta a 10 bares, puede extraerse de la segunda etapa de una maquina de tres etapas que podria estar normalmente a 12 bares. Puede requerirse una valvula reductora de presion para volver a regular la presion a 10 bares y aunque hay una perdida de energia a traves de esta valvula reductora de presion, la perdida es mucho menor que al reducir la presion a 10 bares desde una presion superior tal como en 40 bares.

[0005] Otra opcion posible podria ser si la velocidad del compresor pudiera ajustarse mediante un variador de velocidad (VSD, por sus siglas en ingles) de, por ejemplo, una capacidad del 100 % a una capacidad del 20 %. Si esto fuera posible, podria proporcionar una solucion razonable, sin embargo, la aplicacion del VSD a los compresores de piston es dificil debido a los requisitos de la valvula, la lubricacion y el equilibrio. Normalmente, estos compresores de piston no deben ralentizarse a menos de 70 % a 80 % de su velocidad a carga completa. Ademas, los sistemas VSD tienden a ser caros y pueden ser poco fiables. Como resultado, se cree deseable hacer funcionar compresores de piston a una velocidad fija.

[0006] Si la primera etapa de un compresor de piston multietapa esta parcialmente descargada (denominada etapa de descarga, por la que un lateral de un cilindro de un compresor de doble efecto esta descargado), las presiones entre etapas de cada etapa posterior (de donde podria tomarse el aire extraido) disminuyen. Esto provoca problemas cuando la relacion de compresion en la etapa final excede un limite seguro, o cuando la presion entre etapas es inferior a la preson deseada.

[0007] Por lo tanto, se necesita poder proporcionar aire comprimido a dos niveles de presion deseados a partir de un unico compresor, de forma conveniente, un compresor de piston multietapa, tal como se da a conocer en US 5 244 357 y EP 1 600 630 A2.

SUMARIO DE LA INVENCION

[0008] Segun un aspecto de la invencion, se proporciona un compresor de aire multietapa de piston alternativo para comprimir aire atmosferico a un nivel de presion elevada, presentado dicho compresor de aire un compresor de aire multietapa de piston alternativo para comprimir aire a presion atmosferica a un nivel de presion elevada, presentado dicho compresor de aire una primera, una segunda y una tercera etapa de piston alternativo, incluyendo dicha primera etapa unos primeros medios de descarga de entrada, incluyendo dicha segunda etapa unos

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segundos medios de descarga de entrada e incluyendo dicha tercera etapa unos terceros medios de descarga de entrada, unos primeros medios de accionamiento operables en respuesta a un nivel de presion de descarga detectado de una descarga de dicha primera etapa para accionar dichos primeros medios de descarga de entrada, unos segundos medios de accionamiento operables en respuesta a un nivel de presion de descarga detectado de una descarga de dicha segunda etapa, para accionar dichos segundos medios de descarga de entrada, y unos terceros medios de accionamiento operables en respuesta a un nivel de presion de descarga detectado de dicha tercera etapa para accionar dichos terceros medios de descarga de entrada, teniendo dicho compresor de aire multietapa alternativo una primera descarga de aire presurizado a dicho nivel de presion elevada de dicha tercera etapa y una descarga de nivel de presion intermedia de una region entre etapas entre al menos una de dichas primera y segunda etapa o dichas segunda y tercera etapa.

[0009] De forma conveniente, la primera etapa comprende una etapa de compresor de piston alternativo de doble efecto. Cada una de la segunda y la tercera etapa puede comprende una etapa de compresor de piston alternativo de simple efecto. En un modo de realizacion particularmente preferido, el compresor de aire se utiliza para suministrar aire a baja o alta presion a un aparato de moldeo por soplado de botellas de PET para utilizarse en la formacion de botellas de PET o recipientes de PET similares.

[0010] Preferiblemente, cada uno de dichos primeros, segundos y terceros medios de descarga ejecutan ciclos con un periodo de marcha (on) y un periodo de parada (off), siendo el periodo de marcha relativamente corto en relacion con el periodo de parada. Convenientemente, el periodo de marcha se define por varios ciclos de la etapa de piston alternativo afectados por los medios de descarga. Convenientemente, la presion de aire en las regiones entre etapas se mantiene sustancialmente constante.

BREVE DESCRIPCION DEL DIBUJO

[0011] A continuacion se describira un modo de realizacion preferido con referencia al dibujo (Fig 1) anexo al presente documento que muestra esquematicamente un compresor de aire segun la presente invencion.

DESCRIPCION DEL MODO DE REALIZACION PREFERIDO

[0012] La Fig 1 muestra esquematicamente un compresor de aire multietapa de piston alternativo 10 segun un modo de realizacion preferido de la presente invencion. El compresor de aire 10 incluye una primera etapa 11 con un piston de doble efecto 12 accionado por unos medios de accionamiento 13 de cualquier tipo adecuado. El piston 12 comprime el aire en una carrera tanto de avance como de retroceso y, por tanto, incluye un par de medios de entrada de aire atmosferico 14, 15, controlados cada uno por unos primeros medios de valvula de descarga 16, 17. El aire comprimido por la primera etapa 11 se suministra mediante valvulas de descarga 18, 19, que incluyen una funcion antirretorno, una primera region de conexion entre etapas 20 y unos segundos medios de valvula de entrada de descarga 34, a una segunda etapa 21 compuesta por un piston alternativo de simple efecto 22. El aire comprimido por la segunda etapa 21 se suministra mediante una valvula de descarga 23 con una funcion antirretorno, una segunda region de conexion entre etapas 24 y unos terceros medios de valvula de descarga de entrada 25 a una tercera etapa 26. La tercera etapa 26 tambien incluye un piston alternativo de simple efecto 27 que suministra aire comprimido a un nivel de presion elevada deseado mediante una valvula de descarga 28 con una funcion antirretorno y una valvula de control 36 a una linea de descarga de presion elevada 29. Unas lineas de descarga de aire a presion intermedia 30 y 30' pueden suministrar de forma selectiva aire comprimido a menor presion desde la segunda region de conexion entre etapas 24 (o posiblemente la primera region de conexion entre etapas 20) mediante una valvula de control 35, 35'. Mientras que la segunda y la tercera etapa 21, 26 pueden accionarse mediante los mismos medios de accionamiento 13 que la primera etapa 11, tambien podrian emplearse medios de accionamiento independientes.

[0013] El funcionamiento de cada uno de los primeros medios de valvula de descarga de entrada 16, 17 puede operar de forma individual o conjunta en respuesta a la presion detectada en la primera region de conexion de etapa de entrada 20 entre la primera y la segunda etapa 11,21. Unos medios de control 31 que pueden incluir un sensor o un presostato controlan un solenoide para hacer funcionar los primeros medios de valvula de descarga de entrada 16, 17 cuando la presion aumenta en la primera region entre etapas 20 por encima de un nivel determinado. Unos medios de control 32 que detectan la presion en la segunda region de conexion entre etapas 24 podrian utilizarse tambien controlando un solenoide para hacer funcionar los primeros medios de la valvula de descarga de entrada 16, 17 cuando la presion aumenta en la region 24 por encima de un nivel determinado. Los segundos y los terceros medios de valvula de descarga de entrada 34, 25 pueden funcionar de forma similar en respuesta a la presion que se detecta mediante medios de control 32, 33 para aumentar por encima de un nivel predeterminado en la segunda region de conexion entre etapas 24 o la linea de descarga 29 desde la tercera etapa 26.

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[0014] En el compresor preferido segun la presente invencion, se proporne que las valvulas de entrada de cada etapa puedan descargarse durante un periodo corto proporcional a la reduccion deseada de la capacidad del compresor para mantener constante la presion entre etapas a pesar de las variaciones en el consumo de aire suministrado final y las variaciones en la cantidad de aire extraido de las etapas intermedias.

[0015] La descarga de entrada de los compresores funciona manteniendo mecanicamente abierta la valvula de entrada 16, 17, 34, 25 de una etapa de compresor 11,21,26 de manera que el compresor 10 induce primero aire a traves de la valvula de entrada a media que el piston se retrae, pero a medida que el cilindro del compresor regresa y la maquina comienza a comprimir no puede producirse ninguna compresion puesto que la valvula de entrada esta abierta y el aire inducido se descarga de nuevo a traves de la valvula de entrada.

[0016] El la practica habitual de los compresores, estos ciclos se producen a intervalos de 15 a 120 segundos. Con una carga casi completa, el compresor bombea en su mayoria y funciona en vacio ligeramente. Con una carga baja, el cilindro funciona en vacio la mayor parte del tiempo.

[0017] En la presente invencion, se propone utilizar este mecanismo de descarga, pero reducir considerablemente el tiempo de regulacion a varios ciclos (de manera que el tiempo de descarga pueda ser tan corto como 0,5 o 4 carreras del cilindro en un compresor de 500 rpm).

[0018] Reduciendo lo suficiente este tiempo de descarga, los volumenes entre etapas (compuestos por cajas de cilindros, refrigeradores, conductos y separadores) presentan un volumen suficiente para que la presion de las etapas intermedias no varie sustancialmente entre ciclos de descarga aunque una etapa pueda ser de bombeo y la etapa posterior este descargada.

[0019] Cuando el sistema de descarga esta configurado de esta manera, entonces la regulacion sensata de la descarga de cada etapa permite cualquier combinacion de flujo total en la extraccion entre etapas.

[0020] En el modo de realizacion preferido ilustrado en la Fig 1, cada etapa es controlada por la presion de descarga de la etapa posterior. Por ello, los descargadores de la valvula de entrada de la primera etapa se regulan mediante la presion existente en el volumen entre etapas entre la segunda y la primera etapa. Un sensor o un presostato controla un solenoide para hacer funcionar los descargadores de la primera etapa cuando la presion aumenta por encima de un nivel predeterminado. De forma silimar, la segunda etapa es controlada por las etapas intermedias entre la segunda y la tercera etapa y la tercera etapa mediante la descarga despues de la tercera etapa y la etapa final.

[0021] Si la demanda de presion alta disminuye, la tercera etapa se descarga, a continuacion la segunda y despues la primera en cascada. De forma similar, si la demanda de presion alta aumenta, la etapa final comenzara a bombear y la disminucion de las presiones entre etapas en la aspiracion a la tercera etapa (y descarga de la segunda) provocara que la segunda bombee y despues la primera debido a que el bombeo de la segunda etapa disminuye la presion en la descarga de la primera.

[0022] Si se extrae mas aire de la descarga de la segunda etapa para usos de presion baja (pero no hay una mayor demanda de aire a presion alta), solo la segunda y la primera etapa bombearan.

[0023] Si hay poca demanda total de aire, el aumento de presion volvera en cascada a la primera etapa y se reducira el volumen total admitido en el sistema.

[0024] Para los expertos en la materia resultaran evidentes varias modificaciones de la invencion dada a conocer.

Claims

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REIVINDICACIONES

1. Compresor de aire multietapa de piston alternative para comprimir aire a presion atmosferica a un nivel de presion elevada, presentado dicho compresor de aire una primera, una segunda y una tercera etapa de piston alternativo, incluyendo dicha primera etapa unos primeros medios de descarga de entrada, incluyendo dicha segunda etapa unos segundos medios de descarga de entrada e incluyendo dicha tercera etapa unos terceros medios de descarga de entrada, unos primeros medios de accionamiento operables en respuesta a un nivel de presion de descarga detectado de una descarga de dicha primera etapa para accionar dichos primeros medios de descarga de entrada, unos segundos medios de accionamiento operables en respuesta a un nivel de presion de descarga detectado de una descarga de dicha segunda etapa, para accionar dichos segundos medios de descarga de entrada, y unos terceros medios de accionamiento operables en respuesta a un nivel de presion de descarga detectado de dicha tercera etapa para accionar dichos terceros medios de descarga de entrada, teniendo dicho compresor de aire multietapa alternativo una primera descarga de aire presurizado a dicho nivel de presion elevada de dicha tercera etapa y estando dicho compresor de aire multietapa alternativo caracterizado por una descarga de nivel de presion intermedia de una region entre etapas entre al menos una de dichas primera y segunda etapa o dichas segunda y tercera etapa.
2. Compresor de aire multietapa segun la reivindicacion 1, en el que dicha primera etapa comprende una etapa de compresor de piston alternativo de doble efecto.
3. Compresor de aire multietapa segun la reivindicacion 2, en el que cada una de dichas segunda y tercera etapa comprende una etapa de compresor de piston alternativo de simple efecto.
4. Compresor de aire multietapa segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que cada uno de dichos primeros, segundos y terceros medios de descarga ejecutan ciclos con un periodo de marcha y un periodo de parada, siendo el periodo de marcha corto en relacion con el periodo de parada.
5. Compresor de aire multietapa segun la reivindicacion 4, en el que el periodo de marcha se define por varios ciclos de la etapa de piston alternativo afectados por los medios de descarga.
6. Compresor de aire multietapa segun la reivindicacion 4 o la reivindicacion 5, en el que la presion de aire en dichas regiones entre etapas se mantiene sustancialmente constante.
7. Maquina de moldeo de botellas de PET que incluye un compresor de aire multietapa segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6.