ES2224317T3 - Procedimiento para producir nucleos desalparael moldeado apresion y por inyeccion. - Google Patents

Procedimiento para producir nucleos desalparael moldeado apresion y por inyeccion.

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ES2224317T3 ES98119315T ES98119315T ES2224317T3 ES 2224317 T3 ES2224317 T3 ES 2224317T3 ES 98119315 T ES98119315 T ES 98119315T ES 98119315 T ES98119315 T ES 98119315T ES 2224317 T3 ES2224317 T3 ES 2224317T3
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Abstract

PROCEDIMIENTO PARA PRODUCIR GRANOS DE SAL (2), EN EL QUE LA SAL SE DISUELVE EN UN DISOLVENTE LIQUIDO DENTRO DE UN TANQUE DE MEZCLA (12), A FIN DE FORMAR UNA SOLUCION SALINA QUE SE ENCUENTRA SUPERSATURADA CON SAL, Y QUE A CONTINUACION SE ATOMIZA DENTRO DE UNA TORRE DE SECADO (3), POR DONDE CIRCULA UNA CORRIENTE DE AIRE CALIENTE; ESTANDO EL PROCESO DE ATOMIZACION DISEÑADO PARA PRODUCIR UNA SERIE DE GOTAS DE SOLUCION SALINA, TODAS ELLAS DE APROXIMADAMENTE EL MISMO TAMAÑO, Y ESTANDO DISEÑADA LA CORRIENTE DE AIRE CALIENTE PARA EVAPORAR EL DISOLVENTE LIQUIDO QUE SE CONTIENE EN CADA GOTA, CON EL FIN DE HACER QUE LA SAL PRESENTE EN DICHA GOTA SE SOLIDIFIQUE EN UN GRANO DE SAL (2) DE FORMA PRACTICAMENTE ESFERICA; DADO QUE LAS DIMENSIONES DE LOS GRANOS DE SAL (2) DEPENDEN DE LAS DIMENSIONES DE LAS GOTAS DE SOLUCION SALINA, SE PUEDEN OBTENER GRANOS DE SAL (2) DEL TAMAÑO DESEADO, POR LA PRODUCCION DE GOTAS DE SOLUCION SALINA DE TAMAÑO APROPIADO DURANTE EL PROCESO DE ATOMIZACION.

Description

Procedimiento para producir núcleos de sal para el moldeado a presión y por inyección.
La presente invención se refiere a un método para producir núcleos de sal para moldes utilizados en la fabricación de artículos colados a presión y moldeados por inyección, a los que la descripción siguiente hará referencia explícita.
Se conoce desde hace algún tiempo la técnica de hacer núcleos para moldes utilizados en la fabricación de artículos colados a presión y moldeados por inyección compactando granos de sal dentro de moldes que llevan una impresión negativa del núcleo deseado. En efecto, el uso de núcleos hechos de esta forma reduce drásticamente tanto el tiempo que se tarda como el costo de producir estos artículos eliminando las operaciones de maquinado posteriores, y también hace posible adoptar soluciones de diseño que de otro modo no se podrían utilizar con las técnicas convencionales indicadas.
Por desgracia, sin embargo, el uso de núcleos de sal para la producción de artículos colados a presión o moldeados por inyección está limitado actualmente por las dificultades que surgen al obtener grandes cantidades de granos de sal que sean adecuados para producir estos núcleos a un costo industrialmente aceptable.
Se ha observado mediante experimentación que, para resistir las altas presiones utilizadas en la fabricación de dichos artículos colados a presión o moldeados por inyección, los núcleos de sal tienen que ser sumamente compactos y, por lo tanto, la forma y tamaño de partícula de los granos de sal usados para producir estos núcleos tienen a ser tales que garanticen que se logre la densidad máxima posible una vez que los granos de sal hayan sido compactados dentro de los moldes apropiados.
Hoy día, solamente se obtienen granos de sal adecuados para producir núcleos de sal después de un proceso lento y caro que implica, en primer lugar, una etapa de trituración en la que aglomerados de sal genérica son alimentados a trituradoras de las que se obtienen granos de sal de tamaño de partícula variable y, después, una etapa de clasificación en la que los granos de sal producidos por las trituradoras son transportados a tamizadoras capaces de separar de la corriente de granos de sal los granos de sal que son de un tamaño adecuado para producir los núcleos de sal antes indicados.
El proceso de producción antes descrito tiene la gran desventaja de dar un bajo rendimiento específico; en consecuencia, para garantizar que se produzcan suficientes granos de sal para cumplir las necesidades de una planta grande para producir artículos colados a presión o moldeados por inyección, las plantas de producción de granos de sal necesarias tendrían que ser de un tamaño tal e implicarían tales costos que desalentarían su uso. Además, los granos de sal obtenidos usando el proceso de producción antes descrito tienen muchos bordes afilados y sus características morfológicas no se prestan, por lo tanto, en particular a ser compactados.
Por lo tanto, el objeto de la presente invención es proporcionar un método para producir núcleos de sal a costos reducidos.
El método según la presente invención incluye producir granos de sal que tienen un tamaño de partícula dado, caracterizado porque incluye las etapas siguientes:
- disolver la sal en un disolvente líquido para obtener una solución salina;
- atomizar dicha solución salina dentro de una torre de secado para producir una pluralidad de gotas de solución salina dentro de dicha torre de secado;
- evaporar el disolvente líquido contenido en cada gota de solución salina poniendo dichas gotas de solución salina en contacto con una corriente de aire caliente para hacer que la sal presente en cada gota se solidifique a un grano de sal correspondiente; y por último
- sacar los granos de sal de dicha torre de secado.
El método de la presente invención se implementa con una planta que incluye una torre de secado que tiene una boca de salida de la que salen dichos granos de sal; medios atomizadores diseñados para atomizar una solución salina incluyendo al menos una sal y un disolvente líquido dentro de la torre de secado para producir una pluralidad de gotas de solución salina; y medios de ventilación diseñados para producir una corriente de aire caliente dentro de dicha torre de secado que hará que el disolvente líquido en cada gota de solución salina se evapore y que la sal presente en cada gota se solidifique en un grano de sal correspondiente.
La presente invención se describirá con referencia ahora a los dibujos anexos que ilustran una realización no limitadora de la misma, en los que:
La figura 1 ilustra diagramáticamente una planta de producción de granos de sal construida según las ideas de la presente invención.
Y la figura 2 ilustra un grano de sal producido por la planta ilustrada en la figura 1.
Con referencia a la figura 1, el número 1 denota, en general, una planta para producir granos de sal 2 (preferiblemente, pero no necesariamente, cloruro de sodio) que tienen un tamaño de partícula dado, usándose estos granos para la producción de núcleos de sal (de tipo conocido) empleados en la producción de artículos colados a presión o moldeados por inyección.
La planta 1 incluye una torre de secado 3 con una boca de salida 4 en la parte inferior por la que salen granos de sal 2 que tienen un tamaño de partícula dado; una unidad de alimentación de aire caliente 5 diseñada para transportar una corriente de aire a una temperatura dada a la torre de secado 3; una unidad de alimentación de solución salina 6 diseñada para atomizar un disolvente líquido conteniendo sal en solución dentro de la torre de secado 3; y, por último, una unidad de descarga de aire caliente 7 diseñada para transportar el aire caliente generado por la unidad de alimentación de aire caliente 5 fuera de la torre de secado 3.
En el ejemplo ilustrado, la unidad de alimentación de aire caliente 5 incluye a su vez una unidad de ventilador 8 de tipo conocido que está diseñada para transportar una corriente de aire de valor dado a través de un tubo de alimentación 9 y a la torre de secado 3, y un quemador 10 de tipo conocido que está situado a lo largo del tubo de alimentación 9, hacia abajo de la unidad de ventilador 8, y está diseñado para poner la corriente de aire pasante a una temperatura de preferiblemente, pero no necesariamente, entre 400ºC y 700ºC. La unidad de alimentación de aire caliente 5 incluye por último un dispensador de aire 11 que está situado dentro de la torre de secado 3 y está diseñado para impartir una trayectoria preferiblemente, pero no necesariamente, en forma de espiral a la corriente de aire caliente procedente del tubo de alimentación 9.
Por otra parte, la unidad de alimentación de solución salina 6 incluye un depósito de mezcla 12, dentro del que se disuelve sal en dicho disolvente líquido, y una unidad de bombeo 13 diseñada para transportar el disolvente líquido conteniendo sal en solución del depósito de mezcla 12 a la torre de secado 3 a una presión preferiblemente, pero no necesariamente, de entre 2 y 4 bar.
En el ejemplo ilustrado, la sal (preferiblemente, pero no necesariamente, cloruro de sodio) se disuelve en el disolvente líquido (preferiblemente, pero no necesariamente, agua) para obtener una solución supersaturada, y el depósito de mezcla 12 está provisto de un dispositivo mezclador 14 de tipo conocido diseñado para impedir que la sal suspendida en el disolvente líquido se precipite a la parte inferior de dicho depósito de mezcla 12.
La unidad de alimentación de solución salina 6 incluye por último un dispositivo atomizador 15 diseñado para atomizar el disolvente líquido entrante de la unidad de bomba 13 dentro de la torre de secado 3 de tal forma que el disolvente líquido atomizado entre en contacto con la corriente de aire caliente producida por la unidad de alimentación de aire caliente 5. En el ejemplo ilustrado, el dispositivo atomizador 15 incluye una o más boquillas que se colocan dentro de la torre de secado 3, hacia arriba de la boca de salida 4, y apuntan hacia el dispensador 11 de manera que el disolvente líquido conteniendo la sal en solución se atomice en contra de la corriente de aire caliente, que está avanzando en la dirección contraria. No es necesario afirmar que son posibles configuraciones alternativas en las que el disolvente líquido es atomizado en la misma dirección que la dirección de avance de la corriente de aire caliente, en otros términos, en el mismo sentido.
Con referencia a la figura 1, la unidad de descarga de aire caliente 7 incluye a su vez una unidad de aspiración 16 que está diseñada para aspirar el aire caliente desde dentro de la torre de secado 3 a través de un tubo de aspiración 17, cuya entrada está situada dentro de la torre de secado 3, directamente hacia arriba de la boca de salida 4, y una chimenea 18 diseñada para expulsar al exterior el aire caliente aspirado por la unidad de aspiración 16. En el ejemplo ilustrado, dispositivos filtradores 19 de tipo conocido (por ejemplo precipitadores electrostáticos o filtros de tipo húmedo) están situados hacia arriba y hacia abajo de la unidad de aspiración 16, siendo su función extraer y recuperar las partículas suspendidas en el aire caliente aspirado de la torre de secado 3.
Por último, la planta 1 tiene preferiblemente, pero no necesariamente, una cinta transportadora 20 que recoge y transfiere los granos de sal 2 que salen de la boca de salida 4, estando provista ésta última de una válvula de conexión/desconexión 21 para controlar el flujo de granos de sal 2 que salen de la torre de secado 3.
Ahora se describirá la forma en la que opera la planta 1 para producir granos de sal. Se ha supuesto que el disolvente líquido necesario para hacer la solución salina supersaturada ya está presente dentro del depósito de mezcla 12.
Durante el funcionamiento, la sal se vierte al depósito de mezcla 12 donde se disuelve en el disolvente líquido para hacer dicha solución salina supersaturada. Al mismo tiempo, la unidad de alimentación de aire caliente 5 y la unidad de descarga de aire caliente 7 se conmutan para hacer circular una corriente de aire caliente dentro de la torre de secado 3.
Una vez que termina la preparación de la solución salina supersaturada, y mientras el dispositivo mezclador 14 sigue agitando el disolvente líquido para impedir que la sal en suspensión precipite en la parte inferior del depósito de mezcla 12, la unidad de bomba 13 aspira gradualmente la solución salina supersaturada fuera del depósito de mezcla 12 y la transporta al dispositivo atomizador 15 que la atomiza en gotas diminutas dentro de la torre de secado 3.
Inmediatamente después de la etapa atomizadora, cada gota de solución salina supersaturada entra en contacto con la corriente de aire caliente que evapora rápidamente el disolvente líquido, haciendo por ello que la sal disuelta se solidifique en un grano de sal 2 de forma esencialmente esférica (figura 2).
Dado que las dimensiones de cada grano de sal 2 dependen esencialmente de las dimensiones de la gota y del porcentaje de sal presente en la solución salina supersaturada, y dado que la atomización produce gotas de aproximadamente el mismo tamaño, todos los granos de sal 2 producidos dentro de la torre de secado 3 son de aproximadamente el mismo tamaño.
Los granos de sal 2 caen después a la boca de salida 4, por la que salen de la torre de secado 3 y caen a la cinta transportadora 20, si la hay.
Dado que las dimensiones de los granos de sal 2 dependen esencialmente de las dimensiones de las gotas de solución salina supersaturada y de la cantidad de sal disuelta en el disolvente líquido, es posible determinar el tamaño de partícula de los granos de sal 2 procedentes de la boca de salida 4 variando algunos parámetros operativos de la planta 1.
Más específicamente, es posible aumentar el tamaño de los granos de sal 2 incrementando el diámetro de las boquillas del dispositivo atomizador 15; incrementando la viscosidad de la solución salina supersaturada; incrementando el peso específico de la solución salina supersaturada; reduciendo el porcentaje de disolvente líquido en la solución salina supersaturada; o reduciendo la presión de alimentación a la que la unidad de bomba 13 introduce la solución salina supersaturada en el dispositivo atomizador 15.
Variando algunos de dichos parámetros operativos de la planta también es posible regular el porcentaje de humedad residual en los granos de sal 2 procedentes de la torre de secado 3. En particular, la humedad residual de los granos de sal 2 se puede aumentar incrementando el porcentaje de disolvente líquido en la solución salina supersaturada, incrementando el diámetro de las boquillas del dispositivo atomizador 15, o reduciendo el peso específico de la solución salina supersaturada.
La principal ventaja del método y de la planta 1 descritos anteriormente es que los granos de sal 2 procedentes de la torre de secado 3 poseen características homogéneas y, en consecuencia, ajustando adecuadamente algunos de los parámetros de la planta 1, es posible obtener grandes cantidades de granos de sal 2 que tienen excelentes características para la producción de núcleos de sal, es decir, que tienen una forma esencialmente esférica y un diámetro de preferiblemente, pero no necesariamente, entre 100 \mum y 300 \mum.

Claims (4)

1. Método de producir núcleos de sal a usar en colada a presión o moldeo por inyección caracterizado porque incluye la producción de granos de sal (2) según las etapas siguientes:
- disolver la sal en un disolvente líquido para obtener una solución salina;
- atomizar dicha solución salina dentro de una torre de secado (3) para producir una pluralidad de gotas de solución salina dentro de dicha torre de secado (3);
- evaporar el disolvente líquido contenido en cada gota de solución salina poniendo dichas gotas de solución salina en contacto con una corriente de aire caliente para hacer que la sal presente en cada gota se solidifique a un grano de sal correspondiente (2); y por último
- sacar los granos de sal (2) de dicha torre de secado (3).
2. Método según la reivindicación 1, caracterizado porque la solución salina obtenida durante la etapa de disolución es una solución que está supersaturada con sal.
3. Método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque durante dicha etapa de atomización dicha solución salina se alimenta a al menos una boquilla atomizadora (15) a una presión de entre 2 y 4 bar.
4. Método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque durante dicha etapa de evaporación se utiliza una corriente de aire caliente que tiene una temperatura de entre 400ºC y 700ºC.
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