ES2225718T3 - Instalacion para la alimentacion de una pluralidad de consumidores con productos a granel en polvo. - Google Patents

Abstract

Instalación para la alimentación de una pluralidad de consumidores, por ejemplo, células de hornos de fusión de aluminio, con productos a granel, por ejemplo, óxido de aluminio en polvo, con un silo (10) para el producto a granel, un dispositivo (14) de transporte de depósitos de presión o de bomba que está unido a una tubería (16) de transporte, una pluralidad de depósitos (26) antepuestos cerca de los consumidores (34, 36) que están conectados a través de válvulas (40) a la tubería (16) de transporte y al menos un canal (28, 30) tubular o transportador neumático que une un depósito (26) antepuesto a una pluralidad de consumidores (50, 52) de los hornos (34, 36), presentando el canal (28, 30) tubular o transportador, al menos, una salida (38) por cada consumidor (50, 52).

Description

Instalación para la alimentación de una pluralidad de consumidores con productos a granel en polvo.

La invención trata de una instalación para la alimentación de una pluralidad de consumidores, por ejemplo, células de hornos de fusión de aluminio, con óxido de aluminio en polvo, según la reivindica-
ción 1.

Del documento EP0122925 se conoce una instalación, en la que un depósito de almacenamiento, por ejemplo, para óxido de aluminio, está unido a un canal transportador neumático. El canal transportador presenta una pluralidad de salidas laterales que están unidas, en cada caso, a un canal transportador neumático que presenta, a su vez, salidas para células individuales de un horno de fusión de aluminio.

Del documento EP0224436 se conoce una instalación para la alimentación de depósitos de productos a granel en la que una tubería de transporte neumático está unida a tramos a los depósitos a través de una disposición de válvulas. La disposición de válvulas es tal que la válvula cierra automáticamente cuando el estado de llenado en el depósito alcanza un valor predeterminado.

Del documento DE3310452 se conoce también una instalación para la alimentación neumática de una pluralidad de puntos de consumo de productos en polvo.

La invención se basa en el objetivo de crear una instalación para la alimentación de una pluralidad de consumidores, por ejemplo, células de hornos de fusión de aluminio, con óxido de aluminio en polvo, mediante la que se puede alimentar una gran cantidad de células con un gasto de energía relativamente bajo.

Este objetivo se alcanza mediante las características de la reivindicación 1.

En la instalación según la invención, el silo, por ejemplo, para óxido de aluminio, está unido a un dispositivo de transporte de depósitos de presión o de bomba que alimenta, por su parte, una tubería de transporte neumático. Los dispositivos de transporte de depósitos de presión o de bombas ya se conocen en general para el transporte de productos a granel. Mediante estos sistemas se puede transponer una gran longitud con un gasto de energía relativamente bajo. Por esta razón es posible alimentar una pluralidad de puntos de recepción, incluso dispuestos lejos, con el producto a granel, por ejemplo, óxido de aluminio. Según la invención, en las tuberías de transporte en la zona de los puntos que se deben alimentar, por ejemplo, los hornos de fusión de aluminio, están dispuestos unos llamados depósitos antepuestos o intermedios que están unidos mediante válvulas a la tubería de alimentación. El depósito antepuesto está unido, por su parte, mediante al menos un canal transportador neumático a una pluralidad de consumidores, por ejemplo, células del horno de fusión de aluminio, presentando el canal transportador neumático salidas por cada célula del horno.

Un canal transportador neumático para el transporte de productos a granel también es ya conocido. Éste tiene la ventaja considerable para la alimentación directa, por ejemplo, de hornos de aluminio, de que no se requiere una obturación a prueba de escape bajo presión de las células del horno. Si se usa una tubería de transporte neumático en este punto resulta indispensable una obturación a prueba de escapes bajo presión, porque, de lo contrario, saldrían cantidades de polvo considerables de las células del horno y se ensuciaría el entorno del horno.

Se entiende que anteriormente y a continuación también se puede denominar canal transportador un tubo que presente en la zona inferior un canal por separado que se pueda soplar con aire, cuya limitación dirigida hacia arriba sea permeable de modo que se pueda alcanzar así la fluidificación deseada de los productos a granel que se deben transportar.

En caso de una unión fija del canal transportador al depósito antepuesto y al acceso respectivo a los consumidores, por ejemplo, a las células del horno de fusión de aluminio, existe el peligro de que debido a las condiciones constructivas sea necesaria una adaptación de los canales transportadores en dirección longitudinal. Por consiguiente, una configuración de la invención prevé que el canal transportador presente una primera sección de canal, unida al depósito antepuesto, y una segunda sección que está unida a la salida lateral y que coopera telescópicamente con la primera sección del canal. De esta manera se puede realizar una adaptación espacial de los canales transportadores. Asimismo es posible cambiar la posición del depósito antepuesto sin que haya que modificar las conexiones con el horno de fusión de aluminio o con los canales transportadores.

La segunda sección, que coopera telescópicamente con la primea sección de canal, también se puede configurar como canal transportador neumático, al dotarse de una chapa de aflojamiento y conectarse al aire a presión. De esta forma se garantiza un transporte sin problemas de los productos a granel hasta la salida, por ejemplo, hasta el horno de fusión de aluminio.

La válvula de llenado entre la tubería de transporte neumático y el depósito antepuesto se puede controlar. Naturalmente se debe evitar que el depósito antepuesto se llene excesivamente y, dado el caso, provoque un atasco en la tubería de transporte. Por tanto, está previsto según la invención un dispositivo de control para el accionamiento de la válvula y el dispositivo de control responde a un dispositivo de medición del nivel de llenado que detecta cuando el nivel en el depósito antepuesto alcanza un valor superior determinado.

Se puede pensar en prever otro medidor de nivel de llenado en el depósito antepuesto, que reaccione cuando el depósito se acerque al estado vacío. En este caso se vuelve a abrir la válvula. Durante el funcionamiento de los hornos de fusión de aluminio, se transporta, por ejemplo, de manera discontinua óxido de aluminio a través de la tubería de transporte neumático. Dado que el consumo por unidad de tiempo se conoce, se puede adaptar la cantidad transportada por unidad de tiempo a este consumo. Esto se aplica también a los depósitos antepuestos, de modo que, dado el caso, se puede prescindir de una medición del estado de llenado para el nivel inferior. La válvula se puede controlar, por tanto, en dependencia del tiempo, es decir, después del cierre tras un cierto tiempo se puede volver a abrir, correspondiendo este tiempo al necesario para que cada célula de horno se alimente de forma continua desde el depósito antepuesto.

Según otra configuración de la invención están previstas dos o más canales transportadores neumáticos por cada depósito antepuesto, preferentemente, en lados opuestos, que conducen a una disposición de consumidores, por ejemplo, un horno de aluminio con una pluralidad de células electrolíticas.

Según otra configuración de la invención está previsto un dispositivo de vigilancia e indicador para las válvulas. Éste detecta si la válvula está realmente cerrada, cuando el dispositivo de medición del estado de llenado o el dispositivo de control emite una señal de accionamiento correspondiente para la válvula para el desplazamiento a la posición de cierre. Asimismo, hay que determinar si la válvula ha sido llevada a la posición de apertura, después que ha resultado necesario un nuevo llenado del depósito antepuesto.

Como válvula se puede usar una válvula de llenado convencional para este tipo de sistemas de transporte neumático. Según una configuración de la invención está previsto que la válvula sea, como elemento de válvula, una bola de válvula que presenta un paso axial y que está apoyada de forma giratoria en una caja de válvula. Un aro de obturación flexible está dispuesto en el lado, dirigido hacia la tubería de transporte, de la bola de válvula y coopera con la bola de válvula. En el lado opuesto de la bola de válvula está previsto suficiente espacio libre para la caja de válvula. Para el accionamiento de la bola de válvula se usa, por ejemplo, un dispositivo de accionamiento neumático, con el que se bascula la bola de válvula en un ángulo de 90º de la posición de apertura a la posición de cierre y a la inversa. La presión interna en el depósito antepuesto es menor que en la tubería de transporte neumático sometida a sobrepresión. En estado de cierre de la válvula se produce una diferencia de presión en el aro de obturación de modo que éste resulta oprimido automáticamente contra la superficie de la bola. El efecto de obturación aumenta a mayor diferencia de presión.

La bola de la válvula sólo se obtura unilateralmente en el lado de la presión mayor. En el lado de la presión menos no hay obturación, sino que más bien la caja presenta en esta zona un gran espacio libre frente a la bola. Así, las fuerzas necesarias para abrir y cerrar la bola se reducen a una medida mínima. Además, en caso de montaje vertical de la válvula de llenado, especialmente en la posición de apertura, no puede ocurrir una deposición de los productos a granel. Esto eleva la seguridad operacional de la válvula, pues se pueden evaluar las fuerzas necesarias para la conexión de la válvula.

Según otra configuración de la invención, está previsto que la tubería de transporte esté conectada en los lados opuestos de una caja cilíndrica, abierta hacia abajo y que la caja de la válvula esté montada herméticamente en el extremo inferior de la caja cilíndrica.

Un ejemplo de realización de la invención se explica detalladamente a continuación mediante dibujos.

Fig. 1 muestra esquemáticamente una instalación según la invención,

Fig. 2 muestra un detalle de la instalación según la invención,

Fig. 3 muestra en perspectiva una válvula de llenado para la instalación según la figura 1,

Fig. 4 muestra un corte a través de la válvula de llenado según la figura 3 y

Fig. 5 muestra en corte un canal transportador para la instalación según la figura 1.

En la figura 1 se puede reconocer un depósito 10 de almacenamiento que contiene, por ejemplo, óxido de aluminio en polvo. Éste se transporta a través de una tubería 12, que contiene al menos un tamiz y al menos un órgano de cierre que no se explican, hasta un depósito 14 de presión. El depósito de presión está unido a una tubería 16 de transporte neumático. El depósito de presión se comunica con una tubería 18 de aire a presión que está conectada a un compresor 20 o a una red de aire a presión. La tubería 18 de aire a presión conduce, por una parte, al extremo superior del depósito 14 de presión y, por otra parte, al extremo inferior, como se puede ver en la figura 1. Además, un desvío 22 va directamente a la tubería 16 de transporte. Mediante el sistema mostrado se puede transportar óxido de aluminio en polvo a través de la tubería 16 de transporte y, en caso necesario, a una distancia relativamente grande sin que se produzcan pérdidas de presión ni caídas de presión tan grandes.

A la tubería 16 de transporte neumático están conectadas a tramos tuberías 24 de desvío que conducen, en cada caso, a un depósito 26 antepuesto. A los depósitos 26 antepuestos están conectados canales transportadores 28, 30 neumáticos en el extremo inferior en lados opuestos. Los canales transportadores 28, 30 neumáticos, que se alimentan con aire a presión mediante un compresor 32, conducen a hornos 34, 36 de fusión de aluminio individuales, estando prevista por cada célula de los hornos 34 una o varias salidas para el canal transportador 30, como se representa, por ejemplo, con la referencia 38.

En la figura 2 se representan de forma ampliada dos depósitos 26 antepuestos. Se reconoce que en la tubería 24 de desvío está dispuesta, en cada caso, una válvula 40 que se acciona mediante un dispositivo 42 de accionamiento automático.

En el depósito 26 antepuesto, que presenta, por ejemplo, un volumen específico para la instalación de 0,5 m^{3}, está previsto un dispositivo 42 de medición del estado de llenado que detecta cuando el nivel en el depósito 26 alcanza un estado máximo. En este caso se cierra la válvula 40. Se vuelve a abrir cuando ha pasado un tiempo predeterminado o cuando se ha detectado un nivel mínimo en el depósito 26 mediante otra medición del estado de llenado.

A las válvulas 40 está asignado un dispositivo de vigilancia que, por ejemplo, está formado por interruptores finales, como se da a entender mediante el círculo 46 señalado con trazos discontinuos. Éste detecta si después de impartirse una orden de accionamiento a la válvula 40 ésta ha tomado la posición deseada o no, lo que se puede comprobar, por ejemplo, mediante el interruptor final. Esto se puede indicar en un monitor 48.

En la figura 2 también se puede ver cómo un canal transportador 28 está unido a dos células 50, 52 de un horno 36 ó 34.

Los depósitos 26 antepuestos están unidos a través de tuberías 56 a un canal 58 de gas de escape. En estas entra el aire que escapa del depósito antepuesto, cuando se llenan mediante la tubería 16 de transporte neumático.

Durante el funcionamiento se transporta el óxido de aluminio en polvo en la tubería 16 de transporte y, si la válvula 42 está abierta, penetra en un depósito antepuesto. Dado que se conoce el consumo de los hornos 34, 36 de fusión de aluminio, no es necesaria una regulación o ajuste especial de las cantidades transportadas, que se deben ajustar, por unidad de tiempo. Sin embargo, se puede pensar en prever una regulación correspondiente o en detener el transporte, si existen las condiciones correspondientes.

En las figuras 3 y 4 se representa detalladamente una válvula. Se reconoce en la figura 3 que la válvula está dispuesta en el extremo inferior de un depósito 60 cilíndrico, al que están unidas piezas tubulares 62, 64 en los lados opuestos, por ejemplo, mediante soldadura. En los extremos de las piezas tubulares 62, 64 descansan bridas 66, 68 para la conexión al extremo asignado de la tubería 16 de transporte (no mostrado). En el extremo inferior del depósito 60 cilíndrico está soldada una brida 70 para la unión a la brida 72 superior de la caja 74 de la válvula 40.

La caja 74 de válvula cilíndrica apoya una bola 76 de válvula alrededor de un eje horizontal. El accionamiento de la bola 76 de válvula para el desplazamiento en un ángulo de \pm90º se realiza mediante un dispositivo 42 de accionamiento neumático que no se explicará detalladamente, pues los dispositivos de este tipo pertenecen al estado de la técnica.

Como se puede reconocer por las dos posiciones distintas en la figura 4, mediante la bola 76 de válvula se puede liberar o bloquear el paso hacia abajo desde el depósito 60 cilíndrico. Con este fin está sujeta una junta 78 anular elástica entre un hombro de la caja 74 y un anillo 80 de sujeción, que está arqueada hacia arriba a presión y apoyada contra el lado externo de la bola 76 de válvula. En la posición de cierre de la bola 76 de válvula se bloquea un paso hacia abajo mediante la junta 78. Dado que en el depósito 26 antepuesto impera una presión mucho más pequeña que en la tubería 16 de transporte, la diferencia de presión en el anillo 78 de obturación provoca que éste sea comprimido con una fuerza relativamente grande contra el lado externo de la bola 76 de válvula. Por lo demás, existe relativamente mucho espacio libre entre la bola 78 y la caja 74 de manera que el material no se puede asentar y perjudica la viabilidad de la bola 76 de válvula.

Falta por mencionar que en la tubería 16 de transporte y, por tanto, también en las piezas 62, 64 tubulares está dispuesta, por ejemplo, una tubería 82 de aire a presión de diámetro más reducido, que presenta a tramos orificios 84 tallados que indican hacia abajo, en cuya área está dispuesto un obturador 86. Una realización de este tipo de una tubería de transporte neumático ya se conoce.

En la figura 5 se muestra con la referencia 90 un ejemplo de un canal transportador que está compuesto de una primera sección 92 de canal en forma de tubo y de una segunda sección 94 en forma de tubo, cooperando esta última telescópicamente con la primera. La sección 92 de canal está unida a través de la tubuladura 96 lateral al depósito antepuesto no mostrado, por ejemplo, al depósito 26 antepuesto según las figuras 1 y 2. Presenta en la zona inferior un tejido 98 de canal permeable al aire, que está conectado al aire a presión en la referencia 100 ó 102 para el aflojamiento del material que entra al canal 90 a través de la tubuladura 96. La segunda sección 94 presenta una tubuladura 106 de salida que está unida de manera fija a una célula de un horno de fusión de aluminio o también a otro canal transportador. El canal transportador de puede adaptar, por consiguiente, a las condiciones locales en dirección longitudinal.

La sección 94 en forma de tubo dispone en un extremo de una brida 108 que está unida mediante tornillos 112 a un aro 110 para tensar una empaquetadura 114 de obturación que está apoyada en el lado del tubo en la referencia 116 contra un aro que está soldado a la sección 94. Otro aro 118 dentro de la sección 94 se usa para el guiado entre las secciones 92, 94.

En la segunda sección 94 se muestra una chapa 120 perforada en la referencia 120, formándose una sección 122 inferior de canal que dispone de una conexión 124 de aire a presión para el aflojamiento del material que pasa de la primera sección 92 a la segunda sección 94 antes de caer en la tubuladura 106. El extremo de la segunda sección 94 está cerrado con una brida ciega 126.

Se puede pensar también en prever con la segunda sección 94 a tramos varias tubuladuras que estén unidas, en cada caso, a una célula electrolítica de un horno de fusión de aluminio. En este caso se puede prever también una posibilidad de aflojamiento entre las tubuladuras o las salidas, como se representa en la referencia 120.

La primera sección 92 de canal también está cerrada de forma hermética en el extremo derecho, en la referencia 128, mediante una brida ciega.

La instalación, mostrada en las figuras 1 a 5 y descrita anteriormente, se puede usar para otros consumidores de productos a granel, en los que los consumidores están dispuestos en grupos, así como en caso de separación espacial de los distintos grupos.

Claims (9)

1. Instalación para la alimentación de una pluralidad de consumidores, por ejemplo, células de hornos de fusión de aluminio, con productos a granel, por ejemplo, óxido de aluminio en polvo, con un silo (10) para el producto a granel, un dispositivo (14) de transporte de depósitos de presión o de bomba que está unido a una tubería (16) de transporte, una pluralidad de depósitos (26) antepuestos cerca de los consumidores (34, 36) que están conectados a través de válvulas (40) a la tubería (16) de transporte y al menos un canal (28, 30) tubular o transportador neumático que une un depósito (26) antepuesto a una pluralidad de consumidores (50, 52) de los hornos (34, 36), presentando el canal (28, 30) tubular o transportador, al menos, una salida (38) por cada consumidor (50, 52).

2. Instalación según la reivindicación 1, caracterizada porque los depósitos (26) antepuestos presentan un dispositivo (48) de medición del estado de llenado que está unido a un dispositivo de control para la válvula (40) asignada y que cierra la válvula (40) cuando el estado de llenado ha alcanzado una altura predeterminada.

3. Instalación según la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque al menos dos canales (28, 30) tubulares o transportadores neumáticos están unidos al depósito (26) antepuesto.

4. Instalación según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque está previsto un dispositivo (46) de vigilancia e indicador para las válvulas (40) de llenado, que detecta y/o indica cuando una válvula (40) no presenta el estado de conexión
predeterminado.

5. Instalación según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque en la caja (74) de la válvula (40) está apoyado de forma giratoria un elemento de válvula de una bola (76) de válvula, que presenta un paso (77) axial, y porque un aro (78) de obturación elástico está dispuesto en el lado de la bola (76) de válvula, dirigido hacia la tubería (16) de transporte, y coopera con ésta para la obturación, mientras que en el lado opuesto la bola (76) de válvula presenta una separación de la pared de la caja (74) de la válvula.

6. Instalación según la reivindicación 5, caracterizada porque la tubería (16) de transporte está conectada en los lados opuestos a un depósito cilíndrico, abierto hacia abajo, y porque la caja (74) de la válvula está montada en el extremo inferior del depósito (60) cilíndrico.

7. Instalación según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque el canal transportador (90) presenta una primera sección (92), que se puede unir de forma fija al depósito antepuesto o a una sección de canal, y una segunda sección (94) que presenta lateralmente, al menos, una salida (106) y coopera telescópicamente con la primera sección (92) de canal o con otra sección de canal.

8. Instalación según la reivindicación 7, caracterizada porque la segunda sección (94) entre la salida (106) y la primera sección (92) está configurada como canal transportador (120, 124) neumático.

9. Instalación según la reivindicación 7 u 8, caracterizada porque la primera y la segunda sección (92, 94) están conformadas como tubos.