Desarrollo y optimización

la boquilla sónica de dos fases

¿Es posible mejorar aún más el funcionamiento de las boquillas utilizadas para la aplicación de disolventes en el proceso de fabricación de cantos encolados? En particular, sería deseable mejorar el mantenimiento predictivo (Predictive Maintenance) y lograr una automatización parcial. Con este objetivo, FSGSchäferGmbH desarrolla, en estrecha colaboración con la Universidad de Ciencias Aplicadas de Münster, nuevos diseños de boquillas y evalúa su rendimiento mediante pruebas detalladas de laboratorio y mediciones en condiciones reales de funcionamiento.

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boquilla sónica de dos fases

para un consumo mínimo de COV

Sobre la base de esta investigación, se ha desarrollado una boquilla sónica de dos fases que destaca por su eficiencia y que reduce al mínimo el consumo de compuestos orgánicos volátiles (COV). En particular, como novedad en el sector, el caudal másico de la fase de disolvente puede controlarse mediante la presión de trabajo de la fase de aire comprimido, de modo que la velocidad de la mezcla de fases en la boquilla es sónica. Si bien las generaciones anteriores de estas boquillas de alta presión, de los más diversos diseños, están ampliamente disponibles en el mercado y se utilizan desde hace décadas en la producción diaria de la industria del mueble, a menudo se aplica el principio de «cuanto más, mejor», sin optimizar el funcionamiento. Aunque el consumo de disolventes es, en general, insignificante desde el punto de vista económico, las nuevas directivas sobre el uso industrial de productos químicos orgánicos, así como las mayores expectativas de calidad en el mobiliario de interior moderno, exigen un cambio de mentalidad. La nueva boquilla sónica de dos fases responde a esta necesidad.

geometría optimizada de la boquilla

reduce al mínimo la cantidad de disolvente

La geometría de la nueva boquilla sónica de dos fases se ha podido optimizar con ayuda de estos parámetros, de modo que la cantidad de disolvente se ha reducido a lo estrictamente necesario desde el punto de vista técnico-productivo. Esta es una ventaja decisiva del nuevo diseño para cumplir con futuras directivas legales más estrictas. Además, se ha demostrado que el caudal másico de la fase de disolvente puede controlarse mediante la presión de trabajo de la fase de aire comprimido. De este modo, en este tipo de boquillas resulta factible el uso de sensores para controlar cada componente de forma individual y automatizada. El conocimiento adquirido sobre la física de los flujos en la boquilla y el cono del chorro sienta también las bases necesarias para la transición, prevista a largo plazo, hacia disolventes de base acuosa y la eliminación total de los COV.

Colaboración subvencionada por Renania del Norte-Westfalia

Desarrollado conjuntamente en el Campus Tecnológico de Steinfurt

El desarrollo y la caracterización de la eficiencia de este novedoso diseño de tobera fueron llevados a cabo por un equipo de investigación multidisciplinar en el marco de una colaboración financiada por el Estado federado de Renania del Norte-Westfalia en el Campus Tecnológico de Steinfurt de laUniversidad de Ciencias Aplicadas de Münster. Para ello se emplearon técnicas de medición de última generación, como la espectroscopia láser y la espectroscopia acústica, así como enfoques científicos procedentes de la investigación básica. Los registros del espectro acústico del ruido del chorro de la boquilla, realizados con micrófonos sensibles a los ultrasonidos, permitieron realizar mediciones no invasivas de la velocidad en la fase de aire comprimido. El perfilado de la velocidad con resolución temporal del cono de chorro delante de la boquilla, mediante iluminación láser, permitió determinar las velocidades de salida de gotitas de distintos tamaños en la fase líquida. Ambos métodos se utilizaron por primera vez en este contexto. Se pudo reproducir teóricamente la mezcla, en la nueva boquilla, de disolventes orgánicos con la corriente sónica de aire comprimido, el transporte de esta mezcla de fases por el canal de la boquilla y la posterior nebulización en el cono del chorro tras la salida de la boquilla.Con el enfoque adoptado se logró comprender con éxito la evolución de la velocidad del flujo en la boquilla, así como la uniformidad de la niebla de pulverización en función de parámetros de la boquilla como la presión de trabajo, el diámetro de la abertura o la cantidad de disolvente. Además, se pudieron determinar las velocidades de impacto de las gotas individuales de disolvente en función de su tamaño.

 

De la investigación a la práctica

Nuestra patente de boquillas

Sistema de mezcla con boquillas de alta presión y sensores

Con el fin de automatizar los procesos, reducir el desgaste de los materiales y cumplir con la normativa estricta relativa a las emisiones de disolventes orgánicos volátiles, se ha patentado el diseño y la funcionalidad de una boquilla inteligente de alta presión.

Descripción de la patente
Solicitud de patente europea n.º 20 205 885.5

Das theoretisch untersuchte und mit Prototypen vermessene Design nutzt die Ultraschallgeschwindigkeit der Hochdruckluft im Düsenkörper um Lösungsmittel anzusaugen und homogen in den Jetstrahl einzubringen. Die Strahlhomogenität und der Lösungsmittelmassenfluss werden mit akustischen Sensoren erfasst und mit elektronischer Datenverarbeitung analysiert und mit Optimalreferenzen verglichen. 

Eine integrierte Feedbackloop kontrolliert das Nadelventil der Lösungsmittelzufuhr um den optimalen Betrieb zu erreichen und aufrecht zu halten. 

Das Patent antizipiert die zu erwartenden technologischen Entwicklungen in der maschinellen Hochleistungsherstellung von Möbeln und Inneneinrichtungen.

Ventajas de la nueva

Boquilla sónica de dos fases

Kontinuierliche Selbstansaugung der Flüssigphase

Der Betrieb der Düse garantiert minimal notwendigen, gleichmässigen Auftrag des Produktes.

Sonische Druckluftgeschwindigkeit im Düsenkörper

Stabiler, wirbelfreier Transport der Flüssigphase im Düsenkörper und kontroliierte Tröpfchenvernebelung beim Düsenaustritt.

Effizienter Betrieb

Nur die minimal notwendigen Menge des Produktes wird versprüht, im Sinne moderner Richtlinien zur Minimierung von VOCs.

Arbeitsdruckabhängiger Massenfluss des Produktes

Eine gewünschte Veränderung des Produktauftrags benötigt keine Stellschraubenkorrektur, sondern kann über den Arbeitsdruck erreicht werden.

Contacto

Llámenos

Con más de 30 años de experiencia en la fabricación de productos químicos para el sector del mueble y la construcción de stands feriales,
hemos acumulado una amplia experiencia.