Desenvolvimento e otimização

do bocal sónico de duas fases

Será possível melhorar ainda mais o funcionamento dos bicos utilizados na aplicação de solventes no processo de fabrico de bordas coladas? Em particular, seria desejável uma melhoria na manutenção preditiva (Predictive Maintenance) e uma automatização parcial. Com este objetivo em vista, a FSGSchäferGmbH desenvolve, em estreita cooperação com a Universidade de Ciências Aplicadas de Münster, novos designs de bicos e caracteriza o seu desempenho através de testes laboratoriais detalhados e medições em condições reais de funcionamento.

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bocal sónico de duas fases

para um consumo mínimo de COV

Com base nesta investigação, foi desenvolvido um bocal sónico de duas fases que se caracteriza pela sua eficiência e que reduz ao mínimo o consumo de compostos químicos orgânicos (COV). Em particular, como novidade no setor, o caudal mássico da fase de solvente pode ser controlado através da pressão de trabalho da fase de ar comprimido, sendo que a velocidade da mistura de fases no bocal é sónica. Embora as gerações anteriores destes bicos de alta pressão, de os mais diversos tipos, estejam amplamente disponíveis no mercado e sejam utilizadas há décadas no dia-a-dia da produção na indústria do mobiliário, a sua utilização segue frequentemente o princípio de«quanto mais, melhor», sem ter em conta a otimização operacional. Embora o consumo de solventes seja, em geral, economicamente insignificante, as novas diretivas relativas à utilização industrial de produtos químicos orgânicos, bem como as expectativas de qualidade mais elevadas em relação aos interiores modernos, exigem uma mudança de mentalidade. É a este desafio que o novo bico sónico de duas fases dá resposta.

geometria otimizada do bico

reduz a quantidade de solvente ao mínimo

A geometria do bico sónico de duas fases pôde ser otimizada com a ajuda destes parâmetros, de modo a que a quantidade de solvente fosse reduzida ao mínimo necessário do ponto de vista técnico-fabricacional. Esta é uma vantagem decisiva do novo design para cumprir futuras diretrizes legais mais rigorosas. Além disso, ficou demonstrado que o caudal mássico da fase do solvente pode ser controlado através da pressão de trabalho da fase do ar comprimido. Assim, para este tipo de bicos, é concebível a utilização de sensores para controlar cada componente de forma individual e automatizada. A compreensão adquirida sobre a física dos fluxos no bico e no cone do jato cria também uma base necessária para a transição, prevista a longo prazo, para solventes à base de água e para a eliminação total dos COV.

Cooperação financiada pelo Estado da Renânia do Norte-Vestefália

Desenvolvido em conjunto no Campus Tecnológico de Steinfurt

O desenvolvimento e a caracterização da eficiência deste novo design de bocal foram realizados por uma equipa de investigação multidisciplinar, no âmbito de uma cooperação financiada pelo Estado da Renânia do Norte-Vestefália, no Campus Tecnológico de Steinfurt da Universidade de Ciências Aplicadas de Münster. Para tal, foram utilizadas técnicas de medição de última geração, tais como a espectroscopia a laser e a espectroscopia sónica, bem como abordagens científicas provenientes da investigação fundamental. Os registos do espectro sonoro do ruído do jato do bocal, obtidos com microfones sensíveis a ultrassons, permitiram medições não invasivas da velocidade na fase do ar comprimido. A análise do perfil de velocidade com resolução temporal do cone do jato à frente do bocal, através de iluminação a laser, permitiu determinar as velocidades de saída de gotículas de diferentes tamanhos na fase líquida. Ambos os métodos foram utilizados pela primeira vez neste contexto. Foi possível compreender teoricamente a mistura, no novo bocal, de solventes orgânicos com o fluxo sónico de ar comprimido, o transporte desta mistura de fases no canal do bocal e a subsequente nebulização no cone do jato após a saída do bocal.Com a abordagem adotada, foi possível compreender com sucesso a evolução da velocidade do fluxo no bocal, bem como a uniformidade da névoa de pulverização em função de parâmetros do bocal, tais como a pressão de trabalho, o diâmetro da abertura ou a quantidade de solvente. Além disso, foi possível determinar as velocidades de impacto de gotículas individuais de solvente em função do seu tamanho.

 

Da investigação à prática

A nossa patente relativa aos bicos

Sistema de mistura com bicos de alta pressão e sensores

Com o objetivo de automatizar o processo, reduzir o desgaste do material e cumprir regulamentações rigorosas relativas às emissões de solventes orgânicos voláteis, é patenteado o design e a funcionalidade de um bico de alta pressão inteligente.

Descrição da patente
Pedido de patente europeia 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.

Vantagens da nova

Bocal sónico de duas 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.

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Com mais de 30 anos de experiência na produção de produtos químicos para as indústrias do mobiliário e da construção de stands de feiras,
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