ES2893122T3 - Planta y proceso para la producción de rollos de papel - Google Patents
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Abstract
Planta para la producción de rollos de papel, que comprende una rebobinadora (R) que produce cilindros (L) de material de papel, una máquina (CM) de corte que corta los cilindros (L) transversalmente para obtener rollos (RO) de una longitud predefinida, y una unidad (LT) de transporte dispuesta para mover los cilindros (L) desde la rebobinadora (R) hacia la máquina (CM) de corte, en donde dicha unidad (LT) de transporte comprende una sección de entrada y una sección de salida para los cilindros (L), caracterizada por que dicha unidad (LT) de transporte comprende una parte entre dichas secciones de entrada y salida de dichos cilindros adaptada para imponer una desviación lateral a los mismos cilindros mientras avanzan hacia la sección de salida, estando la sección de salida de la unidad (LT) de transporte desplazada lateralmente un valor predeterminado (B) con respecto a la sección de entrada, comprendiendo la planta una máquina (T) de conformación de tubos adaptada para producir tubos de cartón cada uno de los cuales constituye un núcleo (C) interno de un respectivo cilindro (L), estando la máquina (T) de conformación de tubos situada en una posición que es interceptada por la dirección (PP) que representa la trayectoria del papel (W) del dispositivo de desenrollado a la rebobinadora.
Description
DESCRIPCIÓN
Planta y proceso para la producción de rollos de papel
La presente invención se refiere a una planta para la producción de rollos de papel. Dicha planta es conocida por el documento US 2012/297944 A1. Se sabe que la producción de cilindros de papel conlleva el suministro de una banda de papel continua a lo largo de una trayectoria predefinida. En un punto predeterminado de dicha trayectoria se realiza en el papel un corte discontinuo transversal para subdividirlo en partes o láminas cada una con una longitud predeterminada. Esta técnica conocida implica el uso de elementos de cartón tubulares, habitualmente denominados núcleos, en cuya superficie se distribuye una cantidad predeterminada de cola para permitir que se forme el encolado de la primera lámina del cilindro. Esta técnica también permite el uso de rodillos de enrollado, colocados y actuando en una estación de conformación de cilindros, que ocasionan el giro del núcleo en el que se enrolla la banda de papel. La conformación de un cilindro finaliza una vez una cantidad predeterminada de papel se ha enrollado en el núcleo. En este punto, se conforma otro cilindro. Al final del proceso de conformación del cilindro, es necesario encolar la última lámina de cada cilindro en la subyacente para evitar el desenrollado espontáneo de la banda de papel. A continuación se usan unas máquinas de corte para subdividir cada cilindro en varios rollos de menor longitud para su embalaje.
Generalmente, la producción de rollos de papel según el procedimiento descrito anteriormente requiere que las máquinas de conformación de tubos que producen los núcleos y las máquinas de corte estén orientadas transversalmente con respecto a la trayectoria seguida por el papel. No obstante, esto implica la necesidad de espacios muy grandes y, por tanto, hacen falta importantes inversiones financieras para la adquisición de los espacios necesarios. De hecho, una planta del tipo descrito ocupa normalmente una superficie muy amplia.
El objetivo principal de la presente invención consiste en proponer una planta para la producción de rollos de papel permitiendo una reducción considerable del espacio necesario para la instalación de las máquinas, sin comprometer la eficacia del proceso ni la calidad del producto acabado.
Este resultado se consigue según la presente invención proporcionando a un sistema una planta que tiene las características indicadas en la reivindicación independiente. Otras características de la presente invención son el objeto de las reivindicaciones dependientes.
Las ventajas principales ofrecidas por la presente invención comprenden el hecho de que, reduciendo el espacio necesario para la instalación de las máquinas, hacen falta menos recursos económicos, lo que también se refleja positivamente en el coste del producto acabado. Además, debido a que el ciclo de producción solamente cambia con respecto a algunas fases funcionales, la planta también puede ser gestionada por personal que normalmente maneja los sistemas tradicionales. Otra ventaja consiste en el coste relativamente reducido de las modificaciones necesarias para implementar la presente invención con respecto a plantas y procesos convencionales. Además, en el caso de una planta que comprende dos o más líneas de producción, teniendo en cuenta la menor superficie ocupada por cada línea, las líneas pueden disponerse más cerca entre sí y la planta ocupa un área menos extensa y, en consecuencia, ofrece la posibilidad de usar menos operarios, en particular, un menor número de encargados o supervisores de planta, en comparación con una planta convencional que tenga el mismo número de líneas de producción.
Cualquier experto en la técnica entenderá mejor estas y otras ventajas y características de la presente invención gracias a la siguiente descripción y a los dibujos adjuntos, facilitados a modo de ejemplo, pero que no deberán considerarse en un sentido limitativo, en donde:
• la Fig.1 es una vista superior esquemática de una planta según la presente invención;
• la Fig.2 es una vista lateral esquemática de la planta mostrada en la Fig. 1;
• la Fig.3 es una vista similar a la de la Fig. 2, aunque se refiere a una realización adicional de la planta; • la Fig.4 muestra la trayectoria de los núcleos y los cilindros en el área entre la rebobinadora y la máquina de conformación de tubos;
• la Fig. 5 es un diagrama que muestra los movimientos de los núcleos en el área entre la rebobinadora y la máquina de conformación de tubos;
• la Fig. 6 muestra la trayectoria de los cilindros y los rollos cortados en el área entre el acumulador para los cilindros y la máquina de corte;
• las Figs. 7-9 representan esquemáticamente una parte de la unidad (LT) de transporte de cilindros;
• la Fig. 10 es un detalle ampliado de la Fig. 3.
Reducida a su estructura básica, y haciendo referencia a los dibujos adjuntos, una planta para la producción de rollos de papel (por ejemplo, rollos de papel higiénico o rollos de papel de cocina) según la presente invención comprende normalmente:
- una estación (UP) de desenrollado de papel con uno o más dispositivos de desenrollado (en el ejemplo, los dispositivos de desenrollado son dos y se indican mediante las referencias “U1” y “U2”) que soportan un número correspondiente de carretes (R1, R2) de papel, desenrollándose desde cada uno de los mismos una capa (V1, V2) de papel;
- una unidad (EG) para acoplar las capas de papel procedentes de la estación (UP) de desenrollado, con una unidad de repujado y encolado en la que dichas capas pueden ser repujadas y unidas entre sí mediante encolado para formar una banda (W) de papel de dos capas;
- una rebobinadora (R) que, por un lado, recibe la banda (W) de papel y, por otro lado, recibe los núcleos tubulares en los que se enrolla la banda de papel para formar los cilindros (L);
- una máquina (T) de conformación de tubos que produce los núcleos tubulares;
- un primer acumulador (CS), que recibe y acumula los núcleos producidos mediante la máquina (T) de conformación de tubos y alimenta la rebobinadora (R);
- un segundo acumulador (LS) que recibe los cilindros producidos mediante la rebobinadora (R);
- una unidad (LT) de transporte que recibe los cilindros que salen de la rebobinadora (R) y los transporta al segundo acumulador (LS);
- una máquina (CM) de corte que recibe los cilindros procedentes del segundo acumulador (LS) y los subdivide en rollos de menor longitud.
Los dispositivos (U1, U2) de desenrollado permiten el desenrollado de las capas (V1, V2) desde los carretes (B1, B2). Dichas capas son repujadas y encoladas en la estación (EG) que produce la banda (W) formada por las capas repujadas y encoladas. La banda alimenta la rebobinadora (R) que permite enrollar una cantidad predeterminada de la misma en cada núcleo (C) procedente del primer acumulador (CS) y producido mediante la máquina (T) de conformación de tubos. El núcleo (C) permite el enrollado de la banda (W) alrededor de un eje definido por el eje longitudinal del mismo núcleo (C). Los cilindros así producidos en la rebobinadora (R) alcanzan el transportador (LT), que los transporta hasta el segundo acumulador (LS). Este último alimenta la máquina (CM) de corte que corta los cilindros para obtener rollos con la longitud deseada.
La máquina (T) de conformación de tubos y la máquina (CM) de corte están orientadas transversalmente con respecto a la trayectoria (PP) seguida por la banda de papel. Por lo tanto, los núcleos producidos mediante la máquina (T) de conformación de tubos y que salen de esta última se desplazan a lo largo de una dirección sustancialmente perpendicular con respecto a dicha trayectoria (PP) y los rollos producidos mediante la máquina (CM) de corte salen de esta última también en una dirección sustancialmente perpendicular con respecto a dicha trayectoria (PP).
El primer acumulador (CS) recibe los núcleos producidos por la máquina (T) de conformación de tubos mediante un transportador vertical (VC).
Los dispositivos (U1, U2) de desenrollado, la unidad de repujado y apresto, la rebobinadora, el acumulador para los núcleos, el acumulador para los cilindros, la máquina de conformación de tubos, los medios para transferir los núcleos de la máquina de conformación de tubos al primer acumulador, los medios para transferir los cilindros del segundo acumulador a la máquina de corte y la máquina de corte pueden ser del tipo usado normalmente para la producción de rollos de papel. Los documentos EP 0454633 y US 6715709 desvelan rebobinadoras; el documento WO 2011/089634 desvela un acumulador para núcleos de cartón tubulares; el documento WO 2004/014641 desvela una máquina de conformación de tubos; los documentos US 3926299 y US 3762582 desvelan dispositivos para manipular y almacenar cilindros de papel.
Según el ejemplo mostrado en la Fig. 2, la máquina (T) de conformación de tubos está dispuesta aguas abajo con respecto a la máquina rebobinadora (R) y está colocada en una plataforma (1) debajo de la cual está dispuesta la unidad (LT) de transporte para los cilindros. La máquina (CM) de corte está puesta aguas abajo con respecto al segundo acumulador (LS). Debido a que la unidad (LT) de transporte impone una desviación lateral a los cilindros mientras se desplazan hacia el segundo acumulador (LS), la máquina (CM) de corte puede colocarse dentro del contorno “A” de la línea de producción, es decir, dentro de la línea formada por los dispositivos de desenrollado, la unidad de repujado-apresto, la rebobinadora, el primer acumulador y la máquina de conformación de tubos. En el ejemplo, la unidad (LT) de transporte determina una desviación (LD) de los cilindros hacia la izquierda mientras los cilindros se desplazan a lo largo de la trayectoria comprendida entre la rebobinadora (R) y el segundo acumulador (LS) . Gracias a la desviación lateral impuesta a los cilindros que se desplazan hacia el segundo acumulador (LS), la máquina (CM) de corte puede estar dispuesta tal como se ha descrito anteriormente, reduciéndose el ancho general de la línea de producción en comparación con las plantas tradicionales que permiten un avance recto de los cilindros entre la rebobinadora y el acumulador para los cilindros. Al verse desde arriba, según el ejemplo mostrado en los dibujos, la unidad (LT) de transporte para los cilindros tiene forma de “S”. Se entiende que, en caso necesario, al verse desde arriba, la unidad (LT) de transporte de los cilindros puede comprender una primera sección rectilínea, una segunda sección en forma de “S” y una tercera sección recta. De otro modo, al verse desde arriba, la unidad (LT) de transporte para los cilindros puede incluir una sección en forma de “S” precedida o seguida por una sección recta. De nuevo, al verse desde arriba, la unidad de transporte para los cilindros es rectilínea, orientada con un ángulo predeterminado con respecto a la trayectoria (PP) mencionada anteriormente. En cualquier caso, la sección
de salida de la unidad (LT) de transporte para los cilindros está desplazada lateralmente con respecto a la línea central de la rebobinadora de una cantidad predeterminada “B”.
Cabe señalar que, con los requisitos de producción actuales, caracterizados por elevadas velocidades de funcionamiento (ritmo de producción de al menos 60 cilindros por minuto), el desplazamiento lateral de los cilindros (sin combinarse con el avance) requeriría una superficie de transportador con un coeficiente de fricción extremadamente elevado, lo cual, no obstante, implica dañar la superficie de los cilindros. En el pasado se ha adoptado una solución de este tipo, aunque para ritmos de producción más bajos (aproximadamente 20 cilindros por minuto). La combinación del avance y el desplazamiento lateral de los cilindros implica un componente lateral de menor velocidad sin imponer ninguna reducción de las velocidades de funcionamiento.
Haciendo referencia al diagrama de la Figura 1, en una instalación experimental construida por el solicitante, la dimensión “A” era de aproximadamente 12,00 (doce) metros y la dimensión “B” era de 2,265 (dos coma doscientos sesenta y cinco) metros. La planta experimental fue concebida para producir cilindros con un tamaño máximo de 2850 mm.
Haciendo referencia al ejemplo mostrado en la Fig. 3, la disposición de las máquinas (en particular, la disposición de los dispositivos de desenrollado, la unidad de repujado-apresto, la rebobinadora, los acumuladores y la máquina de corte) es la misma que en el caso anterior, aunque la máquina (T) de conformación de tubos está en la misma base de las otras máquinas y la unidad (LT) de transporte tiene una sección ascendente para pasar sobre la máquina (T) de conformación de tubos. También en este caso, la unidad (LT) de transporte obliga a los cilindros a desviarse lateralmente mientras avanzan hacia el segundo acumulador (LS).
En la Fig. 4 y en la Fig. 6, donde no se ilustran los detalles estructurales de las máquinas individuales (en particular, los detalles estructurales de la rebobinadora y del primer y del segundo acumuladores), se muestra la trayectoria de los núcleos (C) y los cilindros (L) en el área entre la rebobinadora (R) y la máquina (T) de conformación de tubos. En particular, la Fig. 4 muestra: una primera traslación horizontal (1C) de los núcleos que abandonan la máquina de conformación de tubos encima de la unidad (LT) de transporte; una segunda traslación horizontal (2C) de los núcleos (C) al entrar en el primer acumulador (CS), siendo la segunda traslación (2C) ortogonal con respecto a la primera (1C); un tercer movimiento (3C) vertical ascendente de los núcleos (C) en una fase anterior a su salida desde el primer acumulador (CS); un cuarto movimiento (4C) vertical descendente de los núcleos (C) al abandonar el primer acumulador; una quinta traslación horizontal (5C) de los núcleos (C) en la dirección opuesta con respecto a la primera (1C); una sexta traslación horizontal (6C) de los núcleos (C) al entrar en la rebobinadora (R); la unidad (LT) de transporte que determina el avance y la desviación lateral simultánea de los cilindros (L). La Fig. 5 muestra la trayectoria general seguida por los núcleos (C).
La traslación (1C) está determinada por la máquina (T) de conformación de tubos que, mientras produce los núcleos (C), los hace avanzar, es decir, los fuerza a moverse tal como se muestra en la Fig. 4 (flecha “1C”). La traslación (2C) está determinada por la sección de entrada del primer acumulador (CS) que, normalmente, está dotado de una sección de entrada que recoge los núcleos procedentes de la máquina (T) de conformación de tubos. Dentro del primer acumulador (CS), los núcleos están soportados por barras conformadas que se mueven a lo largo de una trayectoria que consiste en una sucesión de secciones verticales y horizontales. La traslación (3C) es el último trayecto de los núcleos (C) dentro del primer acumulador (CS). La traslación (4C) se produce en la salida de los núcleos (C) desde el primer acumulador (CS) y finaliza con la deposición de los mismos núcleos en un transportador (CW) de cinta que recibe y transporta los núcleos determinando la quinta traslación (5C). La sexta traslación (6C) está determinada por el hecho de que el transportador (CW) está dotado, de manera conocida por sí, de rodillos (CR) cilíndricos inclinados que determinan el deslizamiento de los núcleos (C) hacia la rebobinadora: realmente, los movimientos 5C y 6C se combinan aunque en los dibujos estén representados como movimientos separados por motivos de claridad.
En la Fig. 6, donde no se ilustran los detalles estructurales de las máquinas individuales (en particular, los detalles estructurales de la rebobinadora, el segundo acumulador y la máquina de corte), se muestra la trayectoria de los cilindros (L) en el área entre la rebobinadora (R) y la máquina (CM) de corte.
En particular, la Fig. 6 muestra, aguas abajo con respecto a la unidad (LT) de transporte que, como se ha mencionado anteriormente, el cilindro (L) se mueve a lo largo de una trayectoria de avance que comprende una desviación lateral: una primera traslación (1L) vertical ascendente de los cilindros (L) al entrar en el segundo acumulador (LS); un segundo desplazamiento (2L) vertical descendente de los cilindros (L) en una fase anterior a su salida del segundo acumulador (LS); una tercera traslación (3L) horizontal de los cilindros (L) al salir del segundo acumulador (LS); una cuarta traslación horizontal (4L), ortogonal con respecto a la tercera (3L), de los cilindros en una etapa de avance hacia la cuchilla de la máquina (CM) de corte. En la Figura 6 los rollos producidos mediante el corte del cilindro (L) por medio de la máquina (CM) de corte se indican mediante la referencia “RO”. Dentro del segundo acumulador (LS), los cilindros (L) están soportados por barras conformadas que se mueven a lo largo de una trayectoria que consiste en una sucesión de secciones verticales y horizontales. En su parte terminal (la parte orientada hacia la máquina de corte), el segundo acumulador (LS), que puede ser del tipo conocido, que comprende
una serie de barras (PL) de soporte de cilindros que se mueven mediante cadenas, se extiende horizontalmente encima de los canales (CT) en los que los cilindros se deslizan normalmente al entrar en la máquina de corte. Entre las barras (PL) de soporte de cilindros y los canales (CT) están dispuestos canales (CC) correspondientes denominados de precarga que reciben los cilindros procedentes de las barras de soporte de cilindros del acumulador (LS) y los descargan en los canales (CT) de la máquina de corte de forma sincronizada con los empujadores que actúan sobre los cilindros en la máquina de corte según un proceso conocido por sí.
La unidad (LT) de transporte para los cilindros que hace que los cilindros se desvíen lateralmente mientras avanzan hacia la máquina (CM) de corte permite el uso de máquinas convencionales para crear la planta y, al mismo tiempo, permite la colocación de la máquina (CM) de corte y la conformación de tubos (T) dentro del contorno de la línea de producción dispuestos aguas arriba y que comprenden la rebobinadora (R), la unidad (EG) de repujado-apresto y la unidad (UP) de desenrollado.
Por ejemplo, la unidad (LT) de transporte para los cilindros consiste en tres cadenas de bucle motorizadas constituidas por mallas (MC) unidas entre sí por articulaciones (SM) de bola, contenidas en guías (GC) que tienen la orientación deseada y equipadas, en intervalos regulares, con cuchillas (PC) que, en funcionamiento, están destinadas a contactar con la parte posterior de los cilindros.
En la práctica, la unidad (LT) de transporte forma un desviador de flujo para los cilindros (L), en el sentido de que hace posible desviar el flujo de cilindros que salen de la rebobinadora y poner la máquina (CM) de corte con sus canales (CT) de alimentación también en una posición desplazada con respecto a la rebobinadora.
Tal como se muestra en los dibujos, la máquina (T) de conformación de tubos está situada dentro del contorno de la línea de producción formada por los dispositivos de desenrollado, la unidad de repujado-apresto y la rebobinadora. En comparación con una planta convencional, en la que la máquina (T) de conformación de tubos está fuera de la línea de producción formada por los dispositivos de desenrollado, la unidad de repujado-apresto y la rebobinadora, se obtiene un ahorro considerable de superficie en la fabricación de la planta de producción de cilindros. Por ejemplo, para un tamaño máximo equivalente de los cilindros (cilindros con una longitud igual a 2850,00 mm) y, de este modo, usando las mismas máquinas, en un sistema tradicional, la dimensión “A” mencionada previamente asume un valor de aproximadamente 20 metros. En cambio, tal como se ha mencionado anteriormente, la colocación del tubo (T) como en el diagrama de la Fig. 1, es decir, poniendo la máquina (T) de conformación de tubos de modo que sea interceptada por la dirección (PP) que representa la trayectoria del papel (W) del dispositivo de desenrollado a la rebobinadora, la dimensión “A” tiene un valor reducido casi hasta la mitad. Se entiende que, en los casos en que no haga falta la acumulación de los cilindros (L) aguas arriba con respecto a la máquina (CM) de corte, la unidad (LT) de transporte conecta directamente la rebobinadora (R) a la máquina (CM) de corte.
La máquina (T) de conformación de tubos puede ponerse aguas abajo con respecto a la rebobinadora y aguas arriba con respecto a la máquina de corte, o aguas arriba con respecto a la rebobinadora.
Claims (6)
1. Planta para la producción de rollos de papel, que comprende una rebobinadora (R) que produce cilindros (L) de material de papel, una máquina (CM) de corte que corta los cilindros (L) transversalmente para obtener rollos (RO) de una longitud predefinida, y una unidad (LT) de transporte dispuesta para mover los cilindros (L) desde la rebobinadora (R) hacia la máquina (CM) de corte, en donde dicha unidad (LT) de transporte comprende una sección de entrada y una sección de salida para los cilindros (L), caracterizada por que dicha unidad (LT) de transporte comprende una parte entre dichas secciones de entrada y salida de dichos cilindros adaptada para imponer una desviación lateral a los mismos cilindros mientras avanzan hacia la sección de salida, estando la sección de salida de la unidad (LT) de transporte desplazada lateralmente un valor predeterminado (B) con respecto a la sección de entrada, comprendiendo la planta una máquina (T) de conformación de tubos adaptada para producir tubos de cartón cada uno de los cuales constituye un núcleo (C) interno de un respectivo cilindro (L), estando la máquina (T) de conformación de tubos situada en una posición que es interceptada por la dirección (PP) que representa la trayectoria del papel (W) del dispositivo de desenrollado a la rebobinadora.
2. Planta según la reivindicación 1, caracterizada por que, según una vista en planta, dicha unidad de transporte de cilindros (L) comprende una parte en forma de “S”.
3. Planta según las reivindicaciones 1 y 2, caracterizada por que dicha unidad (LT) de transporte de cilindros comprende una parte que pasa debajo de la máquina (T) de conformación de tubos que produce los núcleos (C).
4. Planta según las reivindicaciones 1 y 2, caracterizada por que dicha unidad (LT) de transporte de cilindros comprende una parte que pasa sobre la máquina (T) de conformación de tubos que produce los núcleos (C).
5. Planta según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada por que comprende un acumulador (LS) para cilindros aguas arriba con respecto a la máquina (CM) de corte, de modo que dicha unidad de transporte de cilindros está colocada entre la rebobinadora (R) y el acumulador (LS) para cilindros y este último alimenta la máquina (CM) de corte.
6. Planta según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada por que la máquina (T) de conformación de tubos está situada aguas abajo con respecto a la rebobinadora (R) con respecto a la trayectoria (PP) seguida por la banda (W) de papel que entra en dicha rebobinadora (R).
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