ES2893233T3

ES2893233T3 - Método y sistema para controlar el procedimiento de refrigeración de molde durante la formación de recipientes de vidrio

Info

Publication number: ES2893233T3
Application number: ES17795081T
Authority: ES
Inventors: Aleksander Pinda
Original assignee: Lwn Construction Sp Z O O
Current assignee: Lwn Construction Sp Z O O
Priority date: 2016-09-28
Filing date: 2017-09-28
Publication date: 2022-02-08
Anticipated expiration: 2037-09-28
Also published as: ZA201902660B; PL418893A1; PL240113B1; WO2018063015A1; EP3519364B1; PL3519364T3; MX2019003574A; EP3519364A1; PT3519364T

Abstract

Método para controlar el procedimiento de refrigeración de molde durante la formación de recipientes de vidrio en una máquina de formación de vidrio de tipo IS, caracterizado porque incluye las siguientes etapas: a) analizar la estructura del molde en términos de intercambio de calor entre el vidrio, el molde y el refrigerante, b) recibir datos de los sensores (1, 2, 3, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12) relacionados con la pérdida de presión en el conducto que suministra el refrigerante al molde, la pérdida de presión en la máquina de formación de vidrio, hasta el punto de meter el molde por el refrigerante, la temperatura de la masa gutiforme antes de alimentarse al molde formador, la humedad y la temperatura del aire en el conducto, después de la finalización del trabajo de compresión por el ventilador, e introducirlo en el módulo de cálculo (B), c) introducir la velocidad de producción deseada y el tiempo máximo de realización del acontecimiento de refrigeración en la sincronización, así como el tipo de material del que está hecho el molde y/o la máxima temperatura del molde permitida, en el módulo de cálculo (B), d) basándose en los datos introducidos y recibidos, realizar cálculos numéricos en el módulo de cálculo B, determinar el punto de funcionamiento del ventilador (13, 14, 15) y la sincronización del acontecimiento de refrigeración, garantizar la máxima eficiencia del sistema de refrigeración.

Description

DESCRIPCIÓN

Método y sistema para controlar el procedimiento de refrigeración de molde durante la formación de recipientes de vidrio

El objeto de la invención es un método para controlar el procedimiento de refrigeración de molde durante la formación de recipientes de vidrio y un sistema para realizar dicho método. Los objetos de la invención tienen aplicación en la fabricación de productos de vidrio, específicamente recipientes de vidrio, vidrio médico y recipientes especiales.

El procedimiento de fabricación de recipientes de vidrio puede dividirse en 3 etapas de producción principales: fusión del vidrio; formación del recipiente de vidrio (extremo caliente); recocido, refrigeración, control de calidad y empaquetamiento (extremo frío). Por tanto, la fabricación de recipientes de vidrio empieza con la fusión del vidrio en un tanque de fusión; sin embargo, una de las etapas más importantes es la etapa de formación (extremo caliente). En general, este procedimiento es el mismo independientemente del fabricante y del tipo de recipiente de vidrio que se produce, y se automatiza en un 80% de la producción mundial. Este procedimiento se realiza usando máquinas de formación de vidrio IS (sección individual) de dos filas. El 20% restante de la producción mundial es semiautomática o manual; no obstante, la tendencia mundial se mueve hacia la eliminación casi total de estos tipos de producción.

Una máquina de formación de vidrio de dos filas se construye normalmente con de 6 a 12 secciones que son independientes entre sí. Cada sección consiste en dos filas de moldes, conocidos como: moldes formadores (lado formador), en el que los denominados parisones se forman a partir de las masas gutiformes, y moldes de acabado (lado de acabado), en el que se forman los recipientes acabados.

Los moldes utilizados en los moldes formadores, así como los utilizados en los moldes de acabado difieren entre sí en términos del material de formación que se usa, el tipo de refrigeración, el tipo de recipiente que se fabrica y el tipo de máquina que se emplea. El procedimiento de formación de máquinas IS se controla por medio de un controlador electrónico. Cada ciclo de producción de recipiente se divide en 360°, en el que la máquina realiza una serie de funciones diversas asociadas con la fabricación del recipiente. Cada función realizada está limitada por una cantidad específica de grados, durante la que se realiza. Una unidad de tiempo que especifica el ciclo de producción de 360° se define por la velocidad de corte de la masa gutiforme. El ajuste de velocidad según el cual tienen lugar los acontecimientos individuales se denomina sincronización y constituye el ajuste más importante del procedimiento de formación. Las secciones de la máquina de formación se controlan de manera independiente. Esto significa que tienen controladores de sincronización individuales, que facilitan, por ejemplo, la fabricación de diferentes tipos de recipientes de vidrio con diferentes velocidades de producción en una máquina. La función de los moldes no solo es conformar la masa gutiforme de la forma correcta, sino también refrigerarla a la temperatura que permita la formación. En las máquinas de formación de vidrio, es posible aplicar los siguientes tipos de refrigeración de molde:

El método VertiFlujo, InVertiFlujo - el principio fundamental de funcionamiento de cada uno de los tipos de refrigeración enumerados es el mismo y la refrigeración tiene lugar al suministrar el refrigerante desde abajo (vertiflujo) o arriba (invertiflujo) del molde a los canales axiales realizados en la sección transversal del molde de formación de vidrio. El refrigerante se proporciona solo cuando el molde se cierra y el vidrio se encuentra en su interior. El tiempo durante el cual el molde se refrigera está limitado por el ajuste de sincronización en la máquina de formación de vidrio y se asocia con el tiempo durante el cual el molde está en el estado cerrado.

El método de refrigeración de 360°, refrigeración E-MOC, refrigeración Axial - el principio de funcionamiento es similar al anterior con la diferencia de que el aire se suministra por los soportes colgantes, en los que se monta el molde, y no está limitado por ningún acontecimiento en la máquina, lo que significa que el refrigerante se suministra desde el interior hacia la parte inferior y la parte superior del molde. Los soportes colgantes normalmente se ubican en el centro del molde. Puede realizarse refrigeración a través de 360° del ciclo de producción.

El método de refrigeración por apilamiento, refrigeración radial - se realiza por el flujo de aire en el exterior de los moldes. El refrigerante se distribuye por boquillas colocadas en los bordes de la sección. La refrigeración también puede tener lugar a través de 360° del ciclo de fabricación y no está limitada por ningún otro acontecimiento en la sincronización de la máquina.

También existe una posibilidad de combinar diversos tipos de refrigeración al mismo tiempo en una única sección, dependiendo del tipo de máquina IS.

Las máquinas de formación de vidrio se diferencian también en términos de: el número de secciones, el número de masas gutiformes, la velocidad de producción máxima, el tamaño de los moldes que puede utilizarse en la máquina, el método de refrigeración de molde, el método de accionamiento de los mecanismos de la máquina y el tipo de recipiente de vidrio que se produce. Independientemente de los esquemas de construcción mencionados anteriormente, el principio de funcionamiento de las máquinas de tipo IS coincide normalmente e incluye las siguientes etapas:

La etapa de suministrar el vidrio por alimentadores (es decir, canales a través de los cuales el vidrio fluye desde el tanque de fusión) a la máquina de formación de vidrio. En los alimentadores, se disminuye la temperatura del vidrio hasta la temperatura que facilita la formación de recipientes de vidrio y se hace térmicamente uniforme.

La etapa de formar una masa gutiforme de vidrio (es decir, una parte de vidrio, a partir de la cual, posteriormente, se forma el recipiente de vidrio). El flujo de vidrio continuo se proporciona a partir de los alimentadores hasta el distribuidor, donde, por medio de un pistón, se empuja a través de un tubo estrecho. Después de abandonar el tubo, se corta el vidrio, formando una masa gutiforme conformada. Los tamaños de la masa gutiforme difieren entre sí en términos de peso y longitud. Estos parámetros dependen del tamaño del recipiente de vidrio que se fabrica y su masa objetivo. El tamaño de la masa gutiforme se controla mediante la velocidad de corte de las cizalladuras montadas en el cabezal de la máquina.

En la siguiente etapa, cada masa gutiforme se dirige, por medio del distribuidor, hasta el molde actualmente desocupado en el lado del molde formador de la sección en la máquina de formación de vidrio, en la que empieza el procedimiento de formación de recipientes de vidrio.

La etapa de formación del parisón. Después de que la masa gutiforme entre en el molde formador, bajo presión o por medio de un pistón, se forma un parisón, que se transporta posteriormente al molde en el lado del molde de acabado.

Después de entregar el parisón al molde en el lado del molde de acabado, se forma el parisón en la forma final del recipiente de vidrio por medio de soplado y se coloca en la cinta transportadora.

Un sistema de control para la refrigeración de molde en una máquina de formación de vidrio se conoce a partir de la patente estadounidense US3953188. El sistema implica compensar el punto de ajuste de presión para el control del aire de refrigeración para corregir los cambios de temperatura del aire de refrigeración y los cambios de la velocidad de flujo de masa del vidrio. Durante las condiciones de flujo máximas y mínimas para el aire de refrigeración, se modifica el equilibrio de transferencia de calor entre el refrigerante y los parisones que se refrigeran al modificar los puntos de ajuste de los controladores de temperatura en el alimentador que suministra la máquina de formación o, como alternativa, al cambiar la velocidad de producción de la máquina de formación de modo que los parisones se almacenan normalmente a la temperatura deseada con el intervalo limitado de suministro de refrigerante.

El documento DE102004054254, a su vez, da a conocer un método para el control automático del procedimiento de refrigeración de molde de vidrio usado en máquinas de formación de vidrio. La solución citada incluye una medición automática, almacenamiento y control del valor de temperatura interna de los moldes formadores y de acabado para cada molde de formación de vidrio individual y, a continuación, la comparación del parámetro de control y el parámetro de referencia, y la determinación del parámetro de compensación para cada molde de formación de vidrio individual. El parámetro de compensación afecta a la eficiencia de refrigeración de cada molde, principalmente al usar elementos de ajuste eléctricos, hidráulicos o neumáticos, y permite obtener la temperatura interna deseada del molde al usar un sensor de temperatura colocado en cada estación con los moldes de formación de vidrio, con el fin de medir la temperatura interna de los moldes.

A su vez, a partir de la solicitud de patente europea EP1136453, se conoce un sistema de refrigeración de molde usado en máquinas de formación de vidrio, usando una serie de ventiladores independientes, ajustando el bastidor de cada sección de la máquina. Un sistema de refrigeración de molde para máquinas de formación de vidrio con múltiples secciones comprende un aparato de refrigeración para cada sección, accionado por un motor controlado por un sistema de control, que permite regular la velocidad del motor y, en consecuencia, el flujo y la presión del aire de refrigeración, que a su vez se traduce en controlar la temperatura del molde que cambia durante el procedimiento de formación de elementos de vidrio.

Cada una de las soluciones anteriores se centra principalmente en el sistema de refrigeración y su funcionalidad.

Uno de los principales problemas que limitan la velocidad de producción de recipientes de vidrio es la refrigeración de moldes en las secciones de la máquina de formación de vidrio. Además, este procedimiento consume mucha energía. El problema de la refrigeración está presente tanto en el lado del molde formador como en el lado del molde de acabado, independientemente de la configuración de la máquina de formación de vidrio y el producto que se fabrica. Cada procedimiento de producción de recipientes de vidrio en la máquina de formación de vidrio es un procedimiento acabado; sin embargo, puede distribuirse durante un periodo de tiempo muy largo, en el que no se producen interrupciones. Esto significa que los moldes, a los que se alimenta el vidrio en forma líquida, están sometidos a exposición a altas temperaturas a largo plazo. La temperatura de los moldes, debido al procedimiento de fabricación de larga duración y muy rápido, aumenta, debido a la falta de un periodo de descanso durante el cual pueden refrigerarse los moldes. Al mismo tiempo, el intervalo entre la temperatura del vidrio, a la que puede formarse, y la temperatura, a la que este procedimiento es imposible o muy difícil, es muy pequeña. Si los moldes alcanzan una temperatura excesivamente alta, evitando la refrigeración del vidrio a una temperatura adecuada, el procedimiento de fabricación se interrumpe. La refrigeración insuficiente de los moldes puede provocar defectos en la forma del recipiente formado, defectos en el vidrio y un desgaste más rápido de los moldes o incluso su daño. La falta de refrigeración de molde adecuada también se asocia a pérdidas de energía muy grandes (fusión de vidrio constante, accionamiento de la máquina de formación de vidrio, accionamiento de los ventiladores de refrigeración de molde, etc.) y, por tanto, a grandes pérdidas económicas para el productor de recipientes. Muchos productores de recipientes de vidrio se ven obligados a limitar la velocidad de producción o a limitar el número de secciones, en las que se fabrican los recipientes (por ejemplo, en una máquina de 10 secciones, los recipientes se fabrican solo en 8 secciones), lo que también provoca grandes pérdidas económicas y afecta negativamente a la rentabilidad de la fabricación. Por ello, es extremadamente importante que los moldes mantengan una temperatura constante a un nivel que facilite la formación de recipientes de vidrio sin ningún defecto.

La temperatura del molde se ve afectada por los siguientes parámetros: temperatura del vidrio, velocidad de fabricación de CRV (velocidad de cavidad, que define el número de cortes por minuto), tipo de material del molde, estructura del molde, ajuste de sincronización en la máquina de formación, tipo de refrigeración que se usa, parámetros de aire de refrigeración. Dichos parámetros caracterizan cada producción de recipientes de vidrio y se producen independientemente de la máquina aplicada, el tipo de recipiente que se fabrica o el productor de recipientes de vidrio. Con el fin de mantener la temperatura del molde a un nivel adecuado, es necesario proporcionar un intercambio de calor posiblemente mejor entre el molde y el refrigerante. Los siguientes parámetros tienen la mayor influencia en este procedimiento: temperatura del aire en la entrada del ventilador, selección apropiada de puntos de funcionamiento del ventilador de refrigeración de molde, tipo de flujo de aire en las boquillas de refrigeración, ajuste de sincronización apropiado en la máquina.

La temperatura del aire en la entrada del ventilador es especialmente importante para los productores de recipientes de vidrio, cuyas plantas de fabricación se sitúan en países que tienen una temperatura media anual más alta (por ejemplo, Arabia Saudí, Australia) y/o durante el periodo estival en general. La temperatura del aire en la entrada del ventilador es un factor muy importante, que obstaculiza el procedimiento de formación, ya que su valor excesivo provoca una disminución de la capacidad térmica del refrigerante, lo que da como resultado una transferencia de calor insuficiente del molde.

Normalmente, los parámetros de funcionamiento del ventilador los seleccionan empleados de artículos de vidrio basándose en su experiencia o en datos suministrados por el productor de máquinas de formación de vidrio. La selección inapropiada de puntos de funcionamiento del ventilador provoca problemas significativos con la refrigeración de molde, en ocasiones incluso evitando su refrigeración apropiada. La selección errónea del ventilador da como resultado el funcionamiento fuera del punto de funcionamiento óptimo (inestabilidad, sobrecarga, etc.), que a su vez puede dar como resultado daños en los cojinetes, fisuras del alojamiento, sobrecalentamiento del motor, ruido excesivo, fisuras del conducto.

Otro parámetro es el tipo de flujo de aire en las boquillas de refrigeración (en caso de refrigeración radial) y/o canales de refrigeración (en caso de refrigeración axial). En caso de flujo laminar, el procedimiento de convección calorífica entre el molde y el refrigerante es inferior que en caso de flujo turbulento. El tipo de flujo en los canales del molde o las boquillas de refrigeración se asocia a la estructura de canales que suministra el refrigerante y la estructura de la bancada de la máquina.

El ajuste de sincronización apropiado en la máquina tiene una influencia muy fuerte en la refrigeración del molde; sin embargo, su duración está limitada por la velocidad de producción establecida. Cuanto mayor sea la velocidad de producción, menor tiempo hay en la sincronización para el acontecimiento del procedimiento de refrigeración. Este problema está presente especialmente en caso de refrigeración axial, particularmente en caso de refrigeración de vertiflujo e invertiflujo.

La estructura y el tipo de material del molde explica su durabilidad mecánica, pero se considera muy raramente la estructura del molde en términos de sus propiedades térmicas, intercambio de calor y provisión de refrigeración apropiada. Este enfoque da como resultado un procedimiento a veces difícil, largo y tedioso de muestreo del producto recientemente implementado (antes del procedimiento de fabricación real, cada recipiente se somete a prueba en la máquina en términos de calidad y posibilidad de fabricación, este procedimiento se denomina muestreo).

La humedad del aire en la entrada del ventilador tiene el impacto más bajo en la eficiencia de refrigeración y el intercambio de calor entre el aire y el molde. El aire húmedo tiene una mayor capacidad térmica que el aire seco. Solo fluctuaciones muy grandes de humedad pueden afectar significativamente la eficiencia de refrigeración.

En máquinas de formación de recipientes de vidrio conocidas, se usa aire como refrigerante. Normalmente, con el fin de bombear el aire de refrigeración, se emplean ventiladores radiales, que bombean el aire a través de un sistema de conductos y aletas reguladoras a la bancada de la máquina de formación, donde se distribuye a secciones individuales y también a los moldes de formación de vidrio. El procedimiento de refrigeración implica transferir una cantidad apropiada de calor suministrada por la masa gutiforme de vidrio al molde de formación de vidrio dotándolo del refrigerante, en este caso, aire. Este procedimiento está destinado a garantizar el mantenimiento de la temperatura adecuada del vidrio presente en el molde, en el que puede formarse el vidrio. Teniendo en cuenta que el intervalo de temperatura en el cual puede formarse el vidrio (es decir, puede formarse para dar un recipiente de vidrio sin ningún defecto de fabricación) es muy pequeño, el procedimiento de refrigeración no solo es muy complicado, sino que también es el factor más importante durante la formación de recipientes de vidrio. No obstante, muchos productores de máquinas de formación de vidrio, así como de recipientes de vidrio, minimizan o pasan por alto el impacto de este procedimiento, debido a su complejidad y a su no linealidad.

Los parámetros que afectan a la temperatura del molde y los que afectan a la eficiencia de la refrigeración del molde se superponen y dependen los unos de los otros. Muestra lo complejo que es el procedimiento de formación, así como lo difícil que es obtener un intercambio de calor adecuado entre el molde y el refrigerante.

Por tanto, el problema técnico que queda por resolver es proponer un método y un sistema de este tipo para controlar el procedimiento de refrigeración de molde durante la formación de recipientes de vidrio, lo que permitirá la optimización de la estructura de moldes de formación de vidrio, acortando el tiempo de preparación del sistema para fabricarlo y ajustarlo, permitirá un control constante y una optimización en tiempo real del procedimiento de fabricación, proporcionará una reducción de los residuos de producción, afectando significativamente a la obtención de beneficios económicos. Además, se desea proporcionar un mejor control del procedimiento de recocido de productos fabricados, reducir la intensidad energética de todo el procedimiento y limitar el tiempo de trabajo de los operarios de las máquinas de formación de vidrio. Sorprendentemente, la presente invención resolvió dichos problemas. El documento US4654066 describe un sistema para controlar la refrigeración de moldes en sistemas de formación de artículos de vidrio.

El primer objeto de la invención es un método para controlar el procedimiento de refrigeración de molde durante la formación de recipientes de vidrio en una máquina de formación de vidrio de tipo IS, caracterizado porque implica las siguientes etapas:

a) analizar la estructura del molde en términos de intercambio de calor entre el vidrio, el molde y el refrigerante,

b) recibir datos de sensores relacionados con la pérdida de presión en el conducto que suministra el refrigerante al molde, la pérdida de presión en la máquina de formación de vidrio, hasta el punto de meter el molde por el refrigerante, la temperatura de la masa gutiforme antes de alimentarse al molde formador, la humedad y la temperatura del aire en el conducto, después de la finalización del trabajo de compresión por el ventilador, e introducirlo en el módulo de cálculo,

c) introducir la velocidad de fabricación deseada y el tiempo máximo de realización del acontecimiento de refrigeración en la sincronización, así como el tipo de material usado, a partir del cual se ha fabricado el molde, y/o la máxima temperatura del molde permitida, en el módulo de cálculo,

d) basándose en los datos introducidos y recibidos, realizar cálculos numéricos en el módulo de cálculo, determinar el punto de funcionamiento del ventilador y la sincronización del acontecimiento de refrigeración, proporcionar la eficiencia máxima del sistema de refrigeración.

En la etapa (d), también es posible obtener la información, tanto si puede aumentarse aún la velocidad de producción deseada o si debería prolongarse la producción, dado que no hay posibilidad de mantener la temperatura del molde apropiada.

En la realización preferida de la invención, el análisis de la estructura del molde en la etapa (a) implica el análisis de moldes ya existentes que se usan para la producción o moldes en la fase de construcción, antes de implementarlos para la producción.

En otra realización preferida de la invención, los cálculos numéricos se realizan manteniendo el error de cálculo en el intervalo entre el 3% y el 5%.

En la realización preferida posterior de la invención, el punto de funcionamiento del ventilador incluye la presión estática y el volumen de flujo del refrigerante.

Preferiblemente, realizar los cálculos numéricos en el módulo de cálculo devuelve los parámetros estructurales de los canales de refrigeración en los moldes, preferiblemente su forma, colocación y tamaño.

Más preferiblemente, realizar los cálculos numéricos en el módulo de cálculo devuelve los parámetros estructurales de las boquillas de refrigeración en los moldes, preferiblemente su forma, colocación y tamaño.

En la realización preferida de la invención, adicionalmente, los datos actuales de la caja de conmutación de la bomba de refrigerante y los datos relacionados con la velocidad de corte de la masa gutiforme se introducen en el módulo de cálculo.

En otra realización preferida de la invención, se realizan periódicamente los cálculos numéricos.

El segundo objeto de la invención es un sistema para controlar el procedimiento de refrigeración de molde durante la formación de recipientes de vidrio en una máquina de formación de vidrio de tipo IS, caracterizado porque comprende un módulo de cálculo conectado al módulo de control de la sincronización de la máquina de formación de vidrio, al controlador del ventilador y a los sensores que proporcionan datos para los cálculos.

En una realización preferida de la invención, el sistema comprende adicionalmente un intercambiador de calor que reduce la temperatura del refrigerante aguas arriba del acceso a la sección de la máquina de formación de vidrio.

En otra realización preferida de la invención, los sensores que proporcionan datos para los cálculos se han elegido del grupo que comprende: sensores de temperatura del refrigerante, sensor de humedad, sensor de presión estática, sensor de presión diferencial del conducto principal, sensor de temperatura de la masa gutiforme de vidrio, sensor de temperatura del molde, sensor de temperatura del recipiente de vidrio después de salir del molde de acabado.

En una realización preferida posterior de la invención, el ventilador comprende dos impulsores intercambiables o un impulsor que tiene una geometría de palas variable.

Preferiblemente, el sistema comprende dos ventiladores que suministran el refrigerante a los moldes formadores y a los moldes de acabado, respectivamente.

Más preferiblemente, el sistema comprende adicionalmente un humidificador de aire, que aumenta la capacidad térmica del refrigerante.

La solución según la presente invención tiene en cuenta tres factores muy importantes que tienen un impacto decisivo en la eficiencia del procedimiento de refrigeración, que no se aplicaron en los enfoques anteriores, a saber: análisis de la estructura del molde que permite la optimización del intercambio de calor entre el vidrio, el molde y el refrigerante, ajuste de sincronización y duración del acontecimiento de refrigeración, análisis de la velocidad de producción establecida y su optimización que permite una selección óptima de correlación entre la velocidad de producción, la temperatura del molde, el consumo de energía del ventilador, y minimización de las pérdidas de producción, así como una selección apropiada de parámetros del ventilador (presión estática y volumen de flujo) y su punto de funcionamiento a su máxima eficiencia y el consumo de energía más bajo dependiendo del tamaño y el tipo de recipientes de vidrio que se producen.

El orden de los parámetros enumerados anteriormente no es fortuito y define si el procedimiento de fabricación funciona de manera óptima, es decir, a su velocidad de producción más alta, con la cantidad más baja de pérdidas de fabricación y con un consumo de energía posiblemente bajo. El uso de cálculos numéricos permite limitar significativamente los costes asociados con la optimización de la producción durante su ejecución y, en determinados casos, incluso eliminar tales costes. En este caso, el punto fundamental era desarrollar el algoritmo de cálculo que haría posible, en un tiempo suficientemente corto, obtener resultados afectados por errores en el intervalo entre el 3% y el 5%. Este algoritmo proporciona muchos ahorros asociados con la implementación de la producción, así como el propio procedimiento de producción. Es vital que el tiempo de realización de los cálculos sea más corto que el ciclo de producción de un recipiente de vidrio en una sección, lo que permitiría correlacionar los parámetros del procedimiento después de cada ciclo de producción.

Los cálculos numéricos realizados con el fin de optimizar y controlar el procedimiento de refrigeración del molde de formación de vidrio y la fabricación de recipientes de vidrio pueden dividirse en dos categorías: cálculos para moldes ya existentes que se usan para la producción y cálculos para moldes que están aún en su fase de construcción, antes de implementarlos en la producción.

En el caso de la primera variante, el fin de los cálculos térmicos de refrigeración de moldes ya existentes es definir si existe una posibilidad de conseguir una convección térmica adecuada del molde con la velocidad de producción e instalación de refrigeración actual. A partir de estos cálculos, puede determinarse información sobre si deberían hacerse algunos cambios con respecto a los ajustes del ventilador o de la máquina de formación de vidrio o si la estructura del ventilador o del molde debería modernizarse o modificarse.

En el segundo caso, la optimización del molde en términos de intercambio de calor antes del comienzo de la producción permite ajustarlo a la velocidad de producción establecida y la optimización de la eficiencia de refrigeración del ventilador. El algoritmo de cálculo desarrollado permite acortar al mínimo el tiempo requerido para obtener los resultados del análisis de refrigeración, mientras se mantiene el intervalo de error de cálculo entre el 3% y el 5%.

Los cálculos numéricos tienen en cuenta los siguientes parámetros: pérdidas de presión en el conducto que suministra el refrigerante al molde, pérdidas de presión en la máquina de formación de vidrio, hasta el punto de meter el molde por el refrigerante, material del que está hecho o se pretende que esté hecho el molde, temperatura de la masa gutiforme antes de alimentarla al molde formador, temperatura del aire en el conducto, después de realizar el trabajo de compresión por el ventilador, humedad del aire, velocidad de producción establecida, y el tiempo máximo en la sincronización en el que puede realizarse el acontecimiento de refrigeración, selección óptima del punto de funcionamiento del ventilador, con el fin de garantizar la máxima eficiencia.

Dependiendo de las expectativas y los parámetros establecidos, realizar los cálculos numéricos proporciona la siguiente información en términos de la selección óptima del ventilador y sus condiciones de funcionamiento para el producto o grupo de productos dado, la optimización de la forma, ubicación y tamaño de los canales de refrigeración en los moldes, la optimización de la forma, ubicación y tamaño de las boquillas de refrigeración del molde, y la optimización del ajuste del acontecimiento de refrigeración en la sincronización de la máquina y el ajuste de la velocidad de producción al máximo, suponiendo que las pérdidas de producción resultantes de una temperatura del molde inapropiada son muy bajas o se eliminan completamente.

Los cálculos pueden realizarse antes de instalar el sistema de refrigeración del molde automático. Tienen que ser anteriores a cualquier otra acción destinada a optimizar el procedimiento. Los cálculos térmicos pueden realizarse para productos individuales o para un grupo de productos caracterizado por tener dimensiones similares.

Después de analizar los cálculos numéricos y estructurales, los resultados se envían al módulo de cálculo integrado con el programa que controla la sincronización de la máquina de formación de vidrio. Al usar este módulo, es posible calcular (simular) la temperatura de los moldes de formación de vidrio utilizados en la máquina durante su fabricación. El sistema de refrigeración del molde puede comprender un intercambiador de calor instalado aguas abajo de la bomba de refrigerante. La implementación del intercambiador de calor permite mantener una temperatura y humedad constantes del refrigerante independientemente de los cambios en las condiciones ambientales. El intercambiador de calor puede suministrarse por el refrigerante a partir de una circulación ya existente o puede emplearse un enfriador adicional. El sistema de refrigeración del molde puede comprender un humidificador (un condensador de vapor) instalado aguas abajo de la bomba de refrigerante. Al implementar tal colocación, es posible aumentar la capacidad térmica del refrigerante. Como resultado, puede transferirse más cantidad de calor desde el molde en un periodo de tiempo más corto.

En el conducto de suministro de refrigerante, aguas arriba del acceso a la sección, en el lado del molde formador, así como en el lado del molde de acabado, se instalan aletas de control que envían una señal relacionada con su posición, al módulo de cálculo. El sistema de control se complementa por una serie de sensores, divididos en dos grupos: un grupo de sensores que proporcionan los datos necesarios para los cálculos realizados periódicamente en el módulo de cálculo, y un grupo de sensores que comprueban los datos de cálculo (opcionalmente).

El primer grupo de sensores incluye los siguientes: sensores de temperatura y sensor de humedad del refrigerante, sensores de presión estática, sensor de presión diferencial, sensor de temperatura de la masa gutiforme de vidrio, sensores de temperatura del refrigerante en el conducto aguas abajo del dispositivo de bombeo y aguas abajo del intercambiador de calor, que disminuye la temperatura del refrigerante, o el humidificador inmediatamente aguas arriba del acceso a la sección de la máquina de formación de vidrio, sensor de humedad aguas abajo del humidificador inmediatamente aguas arriba del acceso a la sección de la máquina de formación de vidrio. El número de sensores puede corresponder con el número de secciones en la máquina de formación de vidrio o puede instalarse un sensor central para todas las secciones (esta solución puede dar como resultado un control menos preciso del dispositivo). Además, en el primer grupo de sensores, pueden distinguirse los siguientes: sensor de humedad instalado en el conducto principal aguas abajo del dispositivo de bombeo y aguas abajo del intercambiador de calor que disminuye la temperatura del refrigerante, sensores de presión estática instalados en el conducto aguas arriba de cada sección inmediatamente aguas abajo de las aletas de control, sensor de presión diferencial instalado en el conducto principal, que permite determinar el valor de flujo volumétrico. Este sensor se utiliza solo en el caso en el que no se usa un convertidor de frecuencia para controlar la bomba de refrigerante o en el caso en el que se usa refrigeración radial.

El segundo grupo comprende sensores de temperatura del molde y sensores de temperatura de recipientes de vidrio, después de salir del molde de acabado, aguas arriba del acceso al aparato transportador. Estos sensores son opcionales, se usan para comprobar los cálculos y pueden, por ejemplo, utilizarse solo en la fase de calibración del sistema.

Los sensores de temperatura del molde pueden instalarse en diversas configuraciones, por ejemplo: solo en la primera y la última sección en el lado del molde de acabado, o en la primera y la última sección en el molde de acabado y el lado del molde formador.

Asimismo, el módulo de cálculo recibe los datos actuales de la caja de conmutación de la bomba de refrigerante y los datos relacionados con la velocidad de corte (velocidad de producción) y la sincronización.

Los datos de entrada son la temperatura establecida de la parte interior en el molde de formación de vidrio o el recipiente después de salir de este. Los datos auxiliares son la velocidad de fabricación deseada. Estos datos constituyen los datos que debe comprobar el sistema, por ejemplo, si es posible conseguir la temperatura del molde establecida a la velocidad de producción establecida.

El sistema de control, basándose en los datos del primer grupo de sensores y los datos preintroducidos de la estructura del molde de formación de vidrio, usando los algoritmos de cálculo implementados y el método de cálculo, calcula lo siguiente periódicamente: el punto de funcionamiento del ajuste del ventilador y la sincronización de refrigeración de la máquina, y corrige su ajuste de manera continua después de cada ciclo de producción o después de un cambio en uno de los parámetros de entrada, (lo que da como resultado una no linealidad alta de los cálculos) dependiendo de los datos de entrada medidos o establecidos. Puede corregirse y comprobarse adicionalmente la sincronización y el punto de funcionamiento del ventilador, especialmente durante la fase de calibración del sistema, por un sistema de sensores de temperatura del molde utilizados en la máquina de formación de vidrio. La corrección de la temperatura calculada en relación con la temperatura medida en la fase de calibración tiene lugar usando el coeficiente de corrección de la diferencia entre la temperatura calculada y la temperatura medida.

En el caso de refrigeración tanto axial como radial en una máquina de formación de vidrio y ventiladores radiales como las bombas de refrigerante, cada uno de los ventiladores debería estar equipado con dos impulsores intercambiables: uno que permita conseguir un gran volumen de refrigerante bombeado a baja presión y el segundo que permita conseguir una alta presión estática a un volumen de flujo inferior. También es posible implementar ventiladores con impulsores que tienen geometría de palas variable. Al usar esta solución, será posible instalar motores con potencia significativamente inferior y mejorar la eficiencia de los ventiladores que bombean el refrigerante.

El sistema de control del procedimiento de refrigeración durante la formación de recipientes de vidrio, presentado anteriormente, permite la optimización de la estructura de molde de formación de vidrio, en términos de un aumento de la capacidad térmica de intercambio de calor entre el vidrio, el molde de formación de vidrio y el refrigerante. Al mismo tiempo, puede observarse que se requiere menos tiempo para el muestreo del recipiente de vidrio, que se implementa recientemente en la producción, así como se necesita menos tiempo para establecer la sincronización de la refrigeración del molde, de manera que será posible la optimización del ajuste de producción y la producción del recipiente de vidrio. Otra ventaja es la reducción de la cantidad de residuos de producción resultantes de la selección errónea de refrigeración y el número de defectos en los recipientes producidos y, en consecuencia, el aumento de su calidad. El sistema proporciona control de temperatura para el recipiente fabricado antes de que se coloque en la tabla de acumulación y, en consecuencia, una mejor oportunidad de controlar el procedimiento de su recocido. El uso del sistema según la invención permite una selección óptima del punto de funcionamiento del ventilador, así como un control constante y el mantenimiento del mismo intercambio de convección entre el vidrio, el molde de formación de vidrio y el refrigerante, que se asocia con la estabilización de las condiciones del procedimiento de producción, y también la reducción de la cantidad de trabajo para el operario de la máquina. El sistema permite principalmente un aumento de la velocidad de producción o la comprobación, si es posible, y la prolongación de la vida útil de los moldes de formación de vidrio.

Cada una de las ventajas enumeradas anteriormente permite una reducción de costes significativa de la producción de recipientes de vidrio, ya sea por la disminución del consumo de energía de las bombas de refrigerante y la máquina de formación de vidrio, o por la limitación del número de recipientes defectuosos que se fabrican, así como por el aumento de la velocidad de producción.

Se presentan realizaciones a modo de ejemplo de la invención en el dibujo, en las que la figura 1 muestra un diagrama esquemático del sistema para controlar el procedimiento de refrigeración de molde durante la formación de recipientes de vidrio según una realización de la presente invención, la figura 2 muestra un diagrama esquemático del sistema para controlar el procedimiento de refrigeración de molde durante la formación de recipientes de vidrio según otra realización de la presente invención, mientras que la figura 3 muestra un diagrama esquemático del sistema para controlar el procedimiento de refrigeración de molde durante la formación de recipientes de vidrio según una realización posterior de la presente invención.

Ejemplo

Dependiendo del tipo de la máquina de formación de vidrio 21 y el fabricante de recipientes de vidrio, la presente invención emplea uno o dos ventiladores radiales 13, 14, 15 para la refrigeración de molde. En el caso en el que se usa un ventilador 15, bombea el aire al molde en el lado del molde formador 24 y en el lado del molde de acabado 25 (figura 1). Cuando se usan dos ventiladores de refrigeración 13 y 14, se conecta un ventilador 13 al lado del molde formador 24 y se conecta el segundo ventilador 14 al lado del molde de acabado 25 en una máquina de formación de vidrio de dos filas 21 (figura 2). Pueden conectarse por una derivación, en la que se utiliza una aleta de corte 19, y la derivación se usa para suministrar el aire de refrigeración desde el ventilador del molde de acabado 14 hasta el conducto del molde formador o viceversa, en caso de que uno de los ventiladores 13, 14 esté dañado o de que un ventilador 13 o 14 pueda proporcionar una cantidad adecuada de aire de refrigeración. En los sistemas de refrigeración de molde conocidos anteriormente, en particular en países cálidos, puede utilizarse un intercambiador de calor 22, que usa normalmente agua para refrigerar el aire de refrigeración del molde, en el conducto que suministra el aire de refrigeración. Un sistema que usa el intercambiador de calor 22 (mostrado esquemáticamente en la figura 3) se caracteriza por una gran constancia de parámetros de refrigeración, tanto durante el periodo invernal como durante el periodo estival.

El sistema de control del procedimiento de refrigeración de molde se basa en el análisis y la modificación continua de parámetros que tienen una influencia directa sobre el procedimiento de refrigeración. Con el fin de simplificar la comprensión del principio de funcionamiento del sistema, se describen a continuación todos los parámetros de influencia durante la producción de recipientes de vidrio. Todos los parámetros pueden dividirse en 4 subgrupos: 1. Parámetros de entorno, estos parámetros son siempre parámetros de entrada, solo pueden leerse a partir de los sensores del sistema de control del procedimiento de refrigeración de molde.

fi^ent) ~ Vbar.

donde:

Pent. - parámetros de entorno,

pbar. - presión barométrica,

tent. - temperatura del entorno, en la ubicación de las bombas,

hent. - humedad del entorno, en la ubicación de las bombas,

A - altura por encima del nivel medio del mar de la ubicación de la planta de producción.

2. Parámetros del refrigerante. Un conjunto de parámetros directamente responsables de la eficiencia de la convección térmica entre el aire y el molde.

donde:

Prefr- parámetros del refrigerante,

Qrefr. - flujo volumétrico del refrigerante, generado por el elemento de bombeo, en este caso, un ventilador radial, pestá.refr. - presión estática del refrigerante, tal como anteriormente,

trefr. - temperatura del refrigerante en el conducto después de la finalización del trabajo de compresión por la bomba y después de salir del intercambiador de calor 22, si está presente,

hrefr. - humedad del refrigerante después de la finalización del trabajo de compresión por la bomba y después de salir del intercambiador de calor 22, si está presente. Caracteriza el contenido de las partículas de agua en el aire de refrigeración, este parámetro es muy importante si está presente el intercambiador de calor 22,

Re - tipo de flujo en los canales de refrigeración. Puede ser laminar o turbulento,

p - densidad del refrigerante,

3. Parámetros de estructura de los moldes de formación de vidrio. Un conjunto de parámetros resultantes de la estructura del molde de formación de vidrio, que repercuten en la convección térmica entre el vidrio - molde y el refrigerante.

.,Tnrec.iVrec.

donde:

Pest- estructura del molde,

Mm - material del que están hechos el molde y sus piezas. Este factor repercute en la velocidad de la convección térmica entre el vidrio - molde y el refrigerante. Depende de la variedad de conductividades térmicas A de los materiales de los que están hechos el molde de formación de vidrio y sus elementos.

img. - número de masas gutiformes en la máquina de formación de vidrio, a partir de las que se producen recipientes de vidrio simultáneamente en una sección de la máquina de formación de vidrio 21. Repercute en el tamaño del espacio dedicado al molde de un recipiente de vidrio individual. Cuanto mayor sea el número de masas gutiformes, menos espacio habrá para utilizar los moldes de formación de vidrio y más pequeñas serán sus dimensiones externas, lo que influye en la cantidad del refrigerante destinado a recibir el calor del molde.

Cuando el número de masas gutiformes en la máquina de formación de vidrio aumenta:

el espacio para la utilización de moldes disminuye y, por tanto, el espacio para suministrar el refrigerante a un molde individual disminuye, lo que da como resultado una disminución del grosor de la pared del molde que recibe el calor del vidrio.

el requisito para el refrigerante aumenta, dado que debe recibir una mayor cantidad de calor de los moldes de vidrio.

trefr. - tipo de refrigeración utilizada. La estructura del molde es diferente para cada tipo de refrigeración usada en la producción de recipientes de vidrio. El tipo de refrigeración empleada tiene el impacto más fuerte en la selección de salida del punto de funcionamiento del ventilador.

mrec. - masa del recipiente de vidrio que se produce, como el número de masas gutiformes en la máquina de formación de vidrio, repercute en el volumen de espacio para la utilización del molde y la cantidad de calor que se proporcionará, junto con la masa gutiforme, en el molde. Cuanto mayor sea la masa de las masas gutiformes, más calor debe transmitirse desde el molde.

Vrec. - volumen del recipiente de vidrio que se produce

4. Parámetros de producción. Un conjunto de parámetros que tienen un impacto directo en la temperatura del molde y el intercambio de calor entre el vidrio - molde y el refrigerante. Estos parámetros dependen de los ajustes y el tipo de la máquina de formación.

Pprod- parámetros de producción,

rprod. - velocidad de producción, que es el número de cortes por minuto. El tiempo de este ajuste en la máquina de formación repercute en el tiempo de cada acontecimiento en el ciclo de producción en la máquina de formación de vidrio.

tmg. - temperatura de la masa gutiforme en el distribuidor. Este parámetro tiene un impacto significativo en la temperatura del molde.

Trefr. - duración del acontecimiento de refrigeración en la sincronización de la máquina. Este ajuste describe durante cuánto tiempo tiene que proporcionarse la refrigeración al molde.

tm. - máxima temperatura del molde permitida, que garantice que no se sobrecalentará y que facilite la formación de recipientes de vidrio. Una temperatura demasiado alta del molde provoca defectos de fabricación y daños o un desgaste más rápido del molde.

Se ha encontrado que los grupos de parámetros presentados anteriormente dependen los unos de los otros. Solo los parámetros de entorno afectan a los otros parámetros de manera unilateral, lo que significa que su cambio provoca un cambio en los tres grupos de parámetros restantes, pero cualquier cambio en alguno de los parámetros en estos grupos no afecta a los parámetros de entorno. Además, los cambios en cualquier parámetro dentro de un grupo de parámetros en el grupo de Pest., Prefr., Pprod. pueden afectar a los cambios de parámetros en los grupos restantes, excluyendo Pent.. Debe observarse que los cambios de parámetros dentro del grupo de Pest. pueden hacerse solo antes de que se implemente el recipiente de vidrio en la producción o durante la sustitución de los moldes de formación de vidrio. Cualquier cambio en cualquier parámetro dentro de este grupo se asocia con la necesidad de reconstruir o fabricar un nuevo conjunto de moldes de formación de vidrio.

La puesta en marcha del sistema de refrigeración de molde de formación de vidrio automático se divide en 3 etapas:

i) preparación para implementar el sistema en la producción,

ii) implementar el sistema en la producción y la selección de coeficientes de corrección,

iii) puesta en marcha real del sistema de refrigeración de molde automático.

El principio de funcionamiento del procedimiento de control de refrigeración del molde se ha descrito usando un sistema a modo de ejemplo que emplea dos ventiladores individuales 13 y 14 para la refrigeración del molde formador 24 y del molde de acabado 25.

En la etapa (i), por el módulo de control principal A de la máquina de formación, se instala un módulo de control B del sistema de refrigeración de molde SAC automático. En el módulo B SAC, se introduce un modelo numérico del molde del recipiente de vidrio producido actualmente, o implementado en la producción, el modelo numérico se refleja por medio de los elementos de primera fila en el esquema de discretización empleado actualmente. El número de elementos de red debe permitir la obtención de un resultado de cálculo afectado por un error máximo del 4% en relación con las medidas de los sensores de temperatura instalados en la máquina 21 y depende del nivel de complejidad y el tamaño del recipiente de vidrio que se produce. Las curvas de funcionamiento de los ventiladores de refrigeración 13 y 14 también se añaden al módulo de cálculo B, para los moldes formadores 24 y los moldes de acabado 25, respectivamente, con el punto de funcionamiento nominal marcado (estos datos los proporciona el fabricante de los ventiladores). El ajuste calculado del ventilador 13 y 14 (presión y flujo volumétrico), para la temperatura del molde deseada establecida, se marca en las curvas de funcionamiento del ventilador (proporcionadas por su fabricante). En caso de que la eficiencia de trabajo esté por debajo del 75%, el módulo de cálculo B comunica la necesidad de utilizar otro impulsor, cuya curva de funcionamiento sea más adecuada para el punto de funcionamiento establecido.

Como datos de entrada establecidos manualmente en el módulo de cálculo B, se emplean los siguientes parámetros de los grupos enumerados anteriormente:

• Todos los parámetros del grupo de parámetros Pest,

• Parámetro A del grupo de parámetros Pent.,

• Parámetro tm. de la máxima temperatura permitida del grupo de parámetros Pprod..

Los siguientes parámetros de los grupos enumerados anteriormente se establecen como ajustes desconocidos en la máquina:

• pestá. refr., Qrefr. del grupo de parámetros de Prefr.,

• rprod., Trefr. del grupo de parámetros de Pprod..

En la etapa (ii), después de la implementación de todos de los datos desconocidos y de entrada, se conectan los sensores 1-3, 6-12 al módulo de cálculo B y se emiten las señales en el siguiente orden:

• señal f acerca de la temperatura de la masa gutiforme, leída del sensor 10,

• señal i, parámetros de entorno leídos de los sensores de temperatura y humedad 11, 12 montados en la aspiración del ventilador.

Después de proporcionar los datos enumerados anteriormente, por medio de motores con los convertidores de frecuencia 16, 17, se ponen en marcha los ventiladores de refrigeración 14, 13 de los moldes formadores 25 y los moldes de acabado 24. Las aletas 5, 4 en el lado del molde formador 25 y el lado del molde de acabado 24, respectivamente, durante la puesta en marcha de los ventiladores 13 y 14, están en una posición cerrada (la información sobre la posición de las aletas se proporciona del potenciómetro al módulo de cálculo B por medio de la señal g y b).

Después de poner en marcha los ventiladores 13 y 14, el módulo de cálculo B está dotado de las señales c, e, I desde los sensores de presión estática 1 y 2, y desde el sensor de presión diferencial 3, que puede utilizarse en el lado de aspiración del ventilador o en el conducto en el lado de bombeo. El módulo B SAC también está dotado de las lecturas del sensor de temperatura de refrigerante en el conducto 6, después de realizar el trabajo de compresión por los ventiladores (señal h). Asimismo, el módulo de cálculo B, por medio de las señales j, k de los convertidores de frecuencia 16, 17, está dotado de información sobre la velocidad de rotación (o frecuencia) y la potencia consumida en el eje del motor de los ventiladores de refrigeración de las respectivas secciones 13, 14. Después de alcanzar el punto de funcionamiento preestablecido (en la primera etapa) por los ventiladores 13, 14, se abren las aletas de control 4, 5, en los conductos que suministran el aire a las secciones individuales, de modo que la presión estática entre las secciones individuales estará al mismo nivel. En el momento de apertura de las aletas 4, 5, el ventilador 13, 14 debería estar en el punto de funcionamiento establecido, lo que facilita determinar las pérdidas de presión provocadas por el flujo de refrigerante y definir el requisito para el aire de refrigeración en los moldes de formación de vidrio 24, 25.

Después de iniciar la producción (independientemente de si durante el procedimiento de muestreo o durante la producción real), la información enumerada anteriormente se envía al módulo de cálculo B, usado para determinar el algoritmo variable (de producción) real de la curva de refrigeración y el calentamiento del molde de vidrio. Teniendo en cuenta el gran número de variables, la curva de refrigeración real cambia con un cambio en cada parámetro y es imposible definirla mediante una única ecuación matemática. Los cálculos para cada ciclo de producción deben realizarse de nuevo. Las curvas de refrigeración y calentamiento del molde de formación de vidrio se usan para determinar la temperatura del molde (en ajustes de sincronización iniciales de la máquina y el ventilador), calculada por medio del método de elementos finitos.

Después de recibir la información de todos los sensores, el módulo de cálculo B realiza cálculos de los siguientes ajustes:

• presión estática y flujo volumétrico, es decir, el punto de funcionamiento del ventilador 13, 14, en el que su eficiencia energética es la más alta. El ajuste se realiza por medio de cambios en la frecuencia (y, en consecuencia, la velocidad de rotación del impulsor) de los ventiladores de refrigeración 13, 14 de los moldes formadores 24 y los moldes de acabado 25, respectivamente. La selección del punto de funcionamiento óptimo repercute en la eficiencia de su funcionamiento, el consumo de energía en el eje del impulsor y, por tanto, el consumo de energía.

• el ajuste de refrigeración en la sincronización de la máquina 21, que repercute en la velocidad de producción. Cuanto más corta sea la duración del acontecimiento de refrigeración, más corta será la duración del ciclo de producción.

El módulo de cálculo B comprueba la retroalimentación entre el ajuste del punto de funcionamiento del ventilador 13, 14 y la duración de la refrigeración en la sincronización de la máquina. Estos dos ajustes se eligen con el fin de garantizar una velocidad de producción máxima, mientras no exceda la temperatura máxima del molde, manteniendo al mismo tiempo el punto de funcionamiento del ventilador 13, 14 donde tiene la eficiencia más alta.

En la etapa (iii), durante la puesta en marcha del sistema de control de refrigeración del molde, después de cada ciclo de producción, el módulo B SAC recibe señales de todos los sensores 1-3 y 6-12. En caso de que se produzca cualquier cambio en cualquier parámetro de entorno o de temperatura, el módulo de cálculo B determina nuevos ajustes para el punto de funcionamiento del ventilador 13, 14 y la sincronización de la máquina. Después de cada ciclo de producción, el módulo B SAC recibe la señal d de los sensores de temperatura del molde 7 instalados en la máquina de formación 21 (máximo 3 sensores instalados de manera permanente en los soportes de molde). La medida de temperatura del molde solo puede realizarse en el momento de apertura del molde. Teniendo en cuenta la gran falta de precisión de medida y posiblemente el gran error de medida, esta señal se trata como información que comprueba los cálculos hechos en el módulo B SAC. Si las medidas de cuatro ciclos consecutivos muestran una divergencia entre la temperatura calculada del módulo B SAC y la temperatura medida del sensor 7 en un intervalo del 15%, el operario de la máquina recibe información de que es necesario medir manualmente la temperatura interior del molde usando un pirómetro manual. Es necesario que el operario realice cuatro medidas durante cuatro ciclos de producción sucesivos. Las medidas hechas manualmente se introducen en el módulo B SAC, si la diferencia entre ellas y los valores calculados es mayor del 10%, se determina un coeficiente que corrige las temperaturas del molde, lo que provoca un cambio en el ajuste y la sincronización del punto de funcionamiento del ventilador 13, 14.

En el módulo B SAC, se instala una serie de filtros de señal, que rechaza las oscilaciones de medida de los sensores 1, 2, 3, 6, 8, 9, 10, 11, 12 por encima del 10%, si no están presentes en los cuatro ciclos de producción sucesivos.

Signos de referencia

Letras:

A - el sistema principal maestro que controla la máquina de formación,

B - módulo de cálculo, y el sistema que controla el sistema de refrigeración de molde automático, SAC

a - señal que controla la sincronización de la máquina de formación de vidrio,

b - señal que controla las aletas de control en el lado del molde formador (número de señales igual al número de secciones),

c - medida de presión estática en el conducto que suministra el aire a cada sección en el lado del molde formador (una al número de señales igual al número de secciones),

d - medida de temperatura del molde en el lado del molde formador y del molde de acabado, en la sección, en la que se instala el conjunto de sensores (uno al número de señales igual al número de secciones por dos),

e - lectura de presión estática en el conducto que suministra el aire a cada sección en el lado del molde de acabado (una a la cantidad de señales igual al número de secciones),

f - lectura de temperatura de la masa gutiforme de vidrio en el distribuidor,

g - señal que controla las aletas de control en el lado del molde de acabado (cantidad de señales igual al número de secciones),

h - lectura de temperatura de:

• el aire de refrigeración en el conducto en el lado del molde formador (figura 1),

• el aire de refrigeración en el conducto en el lado del molde de acabado (figura 1),

• el aire de refrigeración en el conducto principal que suministra el aire a los moldes formadores y a los moldes de acabado (figuras 2 y 3),

• el aire de refrigeración aguas arriba del acceso al intercambiador de calor (figura 3),

• el aire de refrigeración aguas abajo de la salida del intercambiador de calor (figura 3),

• agua de refrigeración aguas arriba del acceso al intercambiador de calor (figura 3),

i - lectura de temperatura y humedad del aire en la aspiración de los ventiladores,

j, k - señal que controla el punto de funcionamiento del ventilador de refrigeración de:

• moldes formadores (figura 1),

• moldes de acabado (figura 1),

• moldes formadores y moldes de acabado (figuras 2 y 3),

l - señal del sensor de presión estática (montado en el conducto principal), y el sensor de presión diferencial (montado en la entrada del ventilador o en el conducto principal), que describe el punto de funcionamiento actual del ventilador,

m - señal que controla la válvula que controla el flujo de agua de refrigeración en el intercambiador de calor, x - señal del sistema principal que controla la máquina de formación con un ajuste de sincronización actual, duración de acontecimiento de refrigeración y velocidad de producción,

y - señal de corrección del ajuste de duración del acontecimiento de refrigeración, que repercute en la corrección de la velocidad de producción,

Números:

1 - sensor de presión estática en los conductos que suministran el aire a cada sección, tanto en el lado del molde formador como en el lado del molde de acabado,

2 - sensor de presión estática instalado en el conducto principal, aguas arriba del distribuidor de aire a las secciones individuales,

3 - sensor de presión diferencial, instalado en la aspiración del ventilador o en el conducto principal, aguas arriba de la distribución de aire a las secciones individuales,

4 - aleta de control (abierta, cerrada o con una posición intermedia), instalada en los conductos que suministran el aire a cada sección en el lado del molde formador,

5 - aleta de control (abierta, cerrada o con una posición intermedia), instalada en los conductos que suministran el aire a cada sección en el lado del molde de acabado,

6 - sensor de temperatura del aire en el conducto, aguas arriba de la distribución de aire a las secciones individuales,

7 - sensor de temperatura del molde,

8 - sensor de temperatura del agua de refrigeración aguas arriba del acceso al intercambiador de calor, 9 - sensor de temperatura del aire aguas arriba del acceso al intercambiador de calor,

10 - sensor de temperatura de la masa gutiforme de vidrio en el distribuidor de masa gutiforme,

11 - sensor de temperatura del aire en la aspiración del ventilador,

12 - sensor de humedad en la aspiración del ventilador,

13 - ventilador de refrigeración del molde formador,

14 - ventilador de refrigeración del molde de acabado,

15 - ventilador de refrigeración del molde formador y del molde de acabado,

16 - caja de conmutación con un convertidor de frecuencia para el ventilador de refrigeración del molde formador, 17 - caja de conmutación con un convertidor de frecuencia para el ventilador de refrigeración del molde de acabado, 18 - caja de conmutación con un convertidor de frecuencia para el ventilador de refrigeración del molde formador y del molde de acabado,

19 - aleta de derivación en el conducto entre el conducto que suministra el aire en el lado del molde formador y del molde de acabado,

20 - distribuidor de masa gutiforme,

21 - máquina de formación,

22 - intercambiador de calor,

23 - válvula que controla el flujo de agua de refrigeración en el intercambiador de calor,

24 - moldes del lado del molde formador,

25 - moldes del lado del molde de acabado.

Claims

REIVINDICACIONES

i. Método para controlar el procedimiento de refrigeración de molde durante la formación de recipientes de vidrio en una máquina de formación de vidrio de tipo IS, caracterizado porque incluye las siguientes etapas:

a) analizar la estructura del molde en términos de intercambio de calor entre el vidrio, el molde y el refrigerante,

b) recibir datos de los sensores (1, 2, 3, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12) relacionados con la pérdida de presión en el conducto que suministra el refrigerante al molde, la pérdida de presión en la máquina de formación de vidrio, hasta el punto de meter el molde por el refrigerante, la temperatura de la masa gutiforme antes de alimentarse al molde formador, la humedad y la temperatura del aire en el conducto, después de la finalización del trabajo de compresión por el ventilador, e introducirlo en el módulo de cálculo (B),

c) introducir la velocidad de producción deseada y el tiempo máximo de realización del acontecimiento de refrigeración en la sincronización, así como el tipo de material del que está hecho el molde y/o la máxima temperatura del molde permitida, en el módulo de cálculo (B),

d) basándose en los datos introducidos y recibidos, realizar cálculos numéricos en el módulo de cálculo B, determinar el punto de funcionamiento del ventilador (13, 14, 15) y la sincronización del acontecimiento de refrigeración, garantizar la máxima eficiencia del sistema de refrigeración.
2. Método según la reivindicación 1, caracterizado porque el análisis de la estructura en la etapa (a) incluye el análisis de módulos ya existentes y que se usan para la producción o moldes en la fase de construcción, antes de la implementación en la producción.
3. Método según la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque los cálculos numéricos se realizan manteniendo el error de cálculo en el intervalo entre el 3% y el 5%.
4. Método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el punto de funcionamiento del ventilador (13, 14, 15) incluye la presión estática y el flujo volumétrico del refrigerante.
5. Método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque los cálculos numéricos realizados en el módulo de cálculo (B) devuelven los parámetros de estructura de los canales de refrigeración en los moldes, preferiblemente su forma, ubicación y tamaño.
6. Método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque los cálculos numéricos realizados en el módulo de cálculo (B) devuelven los parámetros de estructura de las boquillas de refrigeración en los moldes, preferiblemente su forma, ubicación y tamaño.
7. Método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque los datos actuales de la caja de conmutación (16, 17, 18) de la bomba de refrigerante y los datos relacionados con la velocidad de corte de la masa gutiforme se introducen en el módulo de cálculo (B).
8. Método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque los cálculos numéricos se realizan periódicamente, en cada ciclo de producción preferiblemente.
9. Sistema para controlar el procedimiento de refrigeración de molde durante la formación de recipientes de vidrio en una máquina de formación de vidrio de tipo IS tal como se define en la reivindicación 1, caracterizado porque comprende un módulo de cálculo (B) conectado al módulo (A) que controla la sincronización de la máquina de formación de vidrio, al controlador del ventilador situado en la caja de conmutación (16, 17, 18), que se conecta a al menos un ventilador de refrigeración (13, 14, 15) y un sensor (1, 2, 3, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12) que proporciona datos para los cálculos.
10. Sistema según la reivindicación 9, caracterizado porque comprende adicionalmente un intercambiador de calor (22) que disminuye la temperatura del refrigerante aguas arriba del acceso a la sección de la máquina de formación de vidrio.
11. Sistema según la reivindicación 9 o 10, caracterizado porque los sensores (1, 2, 3, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12) que proporcionan los datos para los cálculos se han elegido de un grupo que incluye: sensores de temperatura del refrigerante, sensor de humedad, sensor de presión estática, sensor de presión diferencial en el conducto principal, sensor de temperatura de la masa gutiforme de vidrio, sensor de temperatura del molde, sensor de temperatura del recipiente de vidrio después de salir del molde de acabado.
12. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones 9 a 11, caracterizado porque el ventilador (13, 14, 15) comprende dos impulsores sustituibles o un impulsor con geometría de palas variable.
13. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones 9 a 12, caracterizado porque comprende dos ventiladores (13) y (14) que proporcionan el refrigerante a los moldes formadores (24) y los moldes de acabado (25), respectivamente.
14. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones 9 a 13, caracterizado porque comprende adicionalmente un humidificador de aire, que aumenta la capacidad térmica del refrigerante.