ES2285067T3 - Dispositivo de descarga brusca de aire con conducto de expulsion mejorado. - Google Patents

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Abstract

Dispositivo de descarga brusca de aire dispuesto entre un conducto (3) de entrada destinado a estar unido a una capacidad destinada a acumular un volumen de aire, y un conducto (5) de salida, en el que el área (C) de la sección del conducto de salida tomada en su extremidad distal es superior al área (A) de la sección del conducto de entrada tomada en su extremidad situada en la proximidad del dispositivo de control del flujo, caracterizado porque el conducto de salida comprende, en el sentido de la evacuación del aire, un tramo convergente (5A) seguido de un tramo divergente (5B).

Description

Dispositivo de descarga brusca de aire con conducto de expulsión mejorado.
La invención se refiere a un dispositivo de descarga brusca de aire con conducto de eyección mejorado.
En diferentes aplicaciones, es necesario suprimir las acumulaciones de materiales que perjudican el buen funcionamiento de la instalación.
Este es el caso de las cementeras o de los silos de gran peso que se vacían por gravedad.
Para hacer esto, en lugar de utilizar medios puramente mecánicos del tipo de barra metálica manipulada por un individuo, es conocido utilizar dispositivos de descarga brusca de aire.
El principio de estos dispositivos consiste en llenar una reserva o capacidad de aire a una presión dada y dejar escaparse bruscamente el aire para producir una deflagración.
Bajo el efecto de la deflagración, las acumulaciones de materiales se desagregan.
La ventaja de estos dispositivos consiste en el hecho de que pueden funcionar en automático y estar dispuestos en lugares poco accesibles.
Los dispositivos conocidos comprenden entonces un dispositivo de control del flujo de un fluido gaseoso establecido en un recorrido que une el acumulador de fluido gaseoso y, eventualmente, una tobera de eyección.
Así, clásicamente, el dispositivo de descarga comprende un cuerpo que aloja un pistón cuya cara delantera cierra un orificio denominado de salida que desemboca en un conducto de salida, presentando este cuerpo un conducto de entrada que le une a la reserva o capacidad.
Obsérvense, por ejemplo, los documentos FR-A-2 429 952 y WO-A-97/43195.
Durante todo el período de llenado de la capacidad, la cara trasera de este pistón es sometida a una presión que mantiene el pistón sobre el orificio de salida.
Cuando se relaja la presión que mantiene la presión sobre el pistón, este último retrocede bruscamente y deja pasar el fluido de la capacidad hacia el conducto de salida, que integra o no una tobera.
En los dispositivos conocidos actualmente, el conducto de salida tiene una sección constante a lo largo de su eje longitudinal, idéntica al orificio de comunicación entre la capacidad y el cuerpo del dispositivo.
Por el contrario, con mucha frecuencia, la geometría del conducto de salida es diferente a lo largo del eje, es decir, que a nivel de la zona de aplicación del pistón, la sección del conducto de salida es circular para evolucionar a veces hacia una elipse.
La eficacia de estos dispositivos está ligada directamente a la velocidad de evacuación del aire contenido en la reserva.
Esta velocidad de eyección depende, especialmente, de la velocidad de apertura del pistón.
Por eso se ha imaginado aligerar el pistón.
Para hacer esto, éste se presenta, entonces, en forma de una copela, especialmente troncocónica, cuya cara delantera convexa cierra el orificio de salida y la cara trasera cóncava lleva un medio de guiado con el cuerpo del dispositivo.
Este medio de guiado se reduce, preferentemente, a una corredera que se desplaza dentro de una guía fijada a la parte trasera del cuerpo.
Esto permite, a la vez, aligerar el pistón y reducir los rozamientos por reducción de las superficies de guiado.
Especialmente por razones de implantación de estos dispositivos de descarga brusca, es cómodo que el conducto de entrada que une el dispositivo de control del flujo del fluido a la capacidad, sea sensiblemente perpendicular al conducto de salida.
Esto permite, además, limitar el recorrido entre la entrada y la salida.
A lo largo de su recorrido, se constata, necesariamente, una pérdida de carga que reduce la eficacia del dispositivo.
Ciertamente, la eficacia de estos dispositivos puede mejorarse aumentando la capacidad volúmica de la reserva o aumentando la presión del aire contenido en la reserva, pero esto no es siempre posible económicamente, o en razón de la implantación de los dispositivos de descarga.
Otro problema resulta del ruido producido por la evacuación del aire contenido en la cámara trasera.
Así, para reducir el ruido, durante el vaciado de la cámara trasera, es conocido evacuar el aire contenido en esta cámara directa o indirectamente a un conducto de salida.
Para hacer esto, es conocido, véase el documento US-4.201.362, equipar a la cara delantera del pistón con una serie de obturadores dispuestos uno detrás de otro.
Un montaje de este tipo implica, entonces, un aumento del peso del obturador principal y, por tanto, una pérdida de eficacia del dispositivo.
La invención se propone aportar una solución para mejorar la eficacia de los sistemas antes citados.
A tal efecto, la invención tiene por objeto un dispositivo de descarga brusca de aire que comprende un dispositivo de control de flujo de aire dispuesto entre un conducto de entrada destinado a estar unido a una capacidad destinada a almacenar un volumen de aire, y un conducto de salida, estando caracterizado este dispositivo de descarga porque el área de la sección del conducto de salida tomada en su extremidad distal es superior al área de la sección del conducto de entrada tomada en su extremidad situada en la proximidad del dispositivo de control del flujo.
La invención se comprenderá bien con la ayuda de la descripción que sigue hecha a título de ejemplo no limitativo en relación con los dibujos anejos, que representan, esquemáticamente:
- figura 1: una vista de la extremidad de un dispositivo de descarga,
- figura 2: una vista en corte según AA de la fi-
gura 1,
- figura 3: una variante de realización en corte parcial,
- figuras 4 a 6: diferentes detalles de realización.
Refiriéndose a los dibujos, se ve un dispositivo 1 de descarga brusca de aire que comprende un dispositivo 2 de control del flujo de aire dispuesto entre un conducto 3 de entrada destinado a estar unido a una capacidad 4 destinada a acumular un volumen de aire, y un conducto 5 de salida.
Para la fijación de la capacidad al dispositivo, está previsto, por ejemplo, equipar al conducto de entrada del cuerpo del dispositivo con una brida 6.
Para el empalme del conducto de salida a una pared o a una tobera, está prevista, generalmente, una segunda brida 7.
Clásicamente, el dispositivo 2 de control está constituido por un obturador 2A que, aplicado sobre un asiento 2B, puede separarse de éste para dejar pasar libremente el aire que proviene de la capacidad 4 hacia el conducto 5 de salida, que integra eventualmente una tobera, denominándose siempre el conjunto conducto de salida.
En el ejemplo representado, el obturador principal 2A se presenta en forma de un pistón o de una copela troncocónica cuya cara delantera 2C se apoya sobre un asiento 2B.
Esta cara delantera 2C está, por tanto, situada en la cara convexa de la copela.
Este pistón o esta copela cierran la entrada del conducto de salida.
Como puede verse, el conducto 3 de entrada desemboca lateralmente en el cuerpo 100 del dispositivo.
El obturador principal está guiado en traslación.
A tal efecto, en el ejemplo presentado, especialmente en el caso de la forma en copela, la cara trasera de la copela lleva una corredera 10 que coopera con una guía 11 presentada por el cuerpo del dispositivo.
Esta guía está montada en una parte 12 de la pared del cuerpo del dispositivo que es desmontable.
Para el llenado de la capacidad, una entrada de aire controlada desemboca:
- en la cámara trasera 13 del cuerpo del dispositivo, y la holgura entre la pared lateral de esta cámara y la copela permite alimentar de aire la capacidad,
- o bien en el conducto de entrada, y esta citada holgura es la que permite alimentar la cámara trasera para aplicar el pistón o la copela.
Una solución retenida es, igualmente, una doble alimentación, a la vez, de la cámara trasera y de la capacidad.
Frecuentemente, está previsto un medio 130 de solicitación del obturador principal hacia su posición cerrada, pero esto no es obligatorio.
Un dispositivo 14 permite evacuar el aire contenido en la cámara trasera para permitir hacer retroceder la copela o el pistón.
De acuerdo con una característica de la invención, el área C de la sección del conducto de salida tomada en su extremidad distal es superior al área A de la sección del conducto de entrada tomada en su extremidad situada en la proximidad del dispositivo de control del flujo.
Por extremidad distal, se entenderá la extremidad del conducto de salida más alejada de la copela o el pistón.
La sección C de la extremidad distal del conducto de salida es superior a la sección B del citado conducto tomada en su parte próxima.
Ventajosamente, el conducto de salida comprende, en el sentido de evacuación del aire, un tramo convergente 5A, seguido de un tramo divergente 5B.
Esta disposición permite aumentar la velocidad del aire a nivel del estrechamiento y, por tanto, mejorar la deflagración.
Una segunda disposición tomada, permite, igualmente, mejorar la deflagración.
Para que la copela, especialmente troncocónica, deje libre el acceso al conducto de salida, hay que evacuar rápidamente el aire contenido en la cámara trasera 13.
Para hacer esto, clásicamente, se equipa al dispositivo 14 con un obturador 16 denominado de evacuación que controla el flujo del aire contenido en la
cámara trasera 13 hacia el conducto 5 de salida.
Cuando el aire de esta cámara trasera 13 es evacuado, la copela o el obturador principal 2A retroceden hacia la parte trasera para liberar el paso.
De acuerdo con la invención, el asiento 17 de este obturador 16 de evacuación se sitúa a nivel de la cara delantera 2C de la copela o del obturador principal y para la evacuación del aire contenido en la cámara trasera, el obturador 16 se desplaza hacia delante en el sentido opuesto al de la copela 2A cuando ésta abandona su asiento.
Esta disposición técnica es muy ventajosa.
En efecto, el ruido inducido por la liberación del aire contenido en la cámara trasera no es percibido y se confunde con la deflagración porque éste no es enviado al exterior como anteriormente.
El segundo punto interesante consiste en el hecho de que el desplazamiento del obturador hacia la parte delantera elimina cada vez las posibles acumulaciones sobre la cara delantera de la copela.
Un tercer interés consiste en el hecho de que el obturador de evacuación 16 está desacoplado de la copela 2A de modo que ésta es más ligera y, por tanto, puede retroceder más rápidamente.
Este obturador 16 de evacuación está montado en la extremidad de un vástago 16A de mando guiado en traslación a través de la copela troncocónica.
La extremidad de este vástago 16A de maniobra está unida a un medio motor 20 para inducir su desplazamiento.
En una forma de realización, el medio motor 20 es un dispositivo electromecánico que se apoya en el vástago de maniobra, o le arrastra en el sentido deseado.
En otra forma de realización, este medio motor 20 es una membrana deformable, que, sometida a una presión que se ejerce en una cámara 21 denominada de mando, puede desplazarse para provocar la maniobra del vástago.
Una cámara 22 situada en el lado opuesto al que produce la apertura para la evacuación del aire es alimentada de aire a la misma presión que la cámara trasera para facilitar el mantenimiento del obturador 16 sobre su asiento.
Un vástago 16A de maniobra atraviesa, por tanto, la guía y la corredera.
Un muelle 23 de solicitación lleva el obturador a la posición sobre su asiento.
Este muelle de solicitación está alojado en un ánima que comprende la guía.
Como puede verse, esta guía está montada en la cara trasera del cuerpo del dispositivo de descarga brusca.
Para la transferencia del aire contenido en la cámara trasera 13 hacia el orificio bordeado por el asiento del obturador de evacuación, la copela troncocónica presenta canales 25 de evacuación que desembocan en una cámara 26 denominada delantera que aloja una parte del obturador.
Ventajosamente, la parte cóncava de la copela 2A aloja una pieza que delimita una cubeta 30 cuya concavidad vuelta hacia la parte trasera del cuerpo del dispositivo frente a la guía 11 forma con la guía en posición de retroceso de la copela troncocónica una cámara 31 denominada de compresión que forma un amortiguador para el retroceso de la citada copela.
Un muelle de solicitación de la copela 2A, especialmente troncocónica, aplica ésta sobre su asiento.
Como puede verse en la figura 2, la copela 2A comprende tres niveles.
El nivel trasero es cilíndrico de revolución con un radio constante a lo largo del eje longitudinal.
Los otros dos niveles son, igualmente, cilíndricos de revolución, pero el radio varía a lo largo del eje longitudinal decreciendo firmemente hacia la parte delantera de la copela.
El asiento 2B de la copela 2A está mecanizado en el cuerpo del dispositivo, pero, preferentemente, este asiento está formado por un anillo 120 añadido al cuerpo del dispositivo con el fin de facilitar el entretenimiento (véase la figura 5).
Otra variante (véase la figura 6) consiste en prever un anillo 121 añadido a la copela 2A.
Estos anillos 120 o 121 son de material menos duro que los que entran en contacto con la pieza opuesta.
Como puede verse en la figura 4, en el nivel trasero se ha previsto una junta 40.
Esta junta, que no está prevista para asegurar una estanqueidad perfecta, reduce la holgura de funcionamiento, aproximadamente, a dos o tres décimas de milímetro.
La holgura de cada lado puede ser, entonces, más importante, lo que evita el gripado del pistón o de la copela.
En una forma ventajosa (véase la figura 4), en lugar de que el nivel trasero de la copela 2A coopere con el cuerpo del dispositivo con una holgura de funcionamiento pequeña, este nivel trasero coopera con una camisa 41, siendo esta camisa añadida al cuerpo, pero, preferentemente, esta camisa está montada en la pared trasera.

Claims (8)

1. Dispositivo de descarga brusca de aire dispuesto entre un conducto (3) de entrada destinado a estar unido a una capacidad destinada a acumular un volumen de aire, y un conducto (5) de salida, en el que el área (C) de la sección del conducto de salida tomada en su extremidad distal es superior al área (A) de la sección del conducto de entrada tomada en su extremidad situada en la proximidad del dispositivo de control del flujo, caracterizado porque el conducto de salida comprende, en el sentido de la evacuación del aire, un tramo convergente (5A) seguido de un tramo divergente (5B).
2. Dispositivo de descarga brusca de aire de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende un obturador (16) denominado de evacuación que controla el flujo del aire contenido en una cámara trasera hacia el conducto de salida por desplazamiento de un pistón (2A) en forma de copela, caracterizado porque el asiento (17) de este obturador (16) de evacuación se sitúa a nivel de la cara delantera (2C) de la copela, y para la evacuación del aire contenido en la cámara trasera, el obturador (16) se desplaza hacia adelante en sentido opuesto al de la copela (2A) cuando ésta abandona su asiento.
3. Dispositivo de descarga brusca de aire de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado porque el obturador (16) de evacuación está montado en la extremidad de un vástago (16A) de mando guiado en traslación a través de la copela troncocónica y la extremidad de este vástago (16A) de maniobra está unida a un medio motor (20) para inducir su desplazamiento.
4. Dispositivo de descarga brusca de aire de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado porque el medio motor (20) es un dispositivo electromecánico que se apoya en el vástago (16A) de maniobra, o le arrastra en el sentido deseado.
5. Dispositivo de descarga brusca de aire de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado porque el medio motor (20) es una membrana deformable, que, sometida a una presión que se ejerce en una cámara (21) denominada de mando, se desplaza para provocar la maniobra del vástago (16A) de maniobra.
6. Dispositivo de descarga brusca de aire de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado porque la parte cóncava de la copela (2A) aloja una cubeta (30) cuya concavidad está vuelta hacia la parte trasera del cuerpo de dispositivo frente a una guía y esta cubeta (30) y la guía forman, en posición de retroceso de la copela, una cámara (31) denominada de compresión que forma un amortiguador para el retroceso de la citada copela.
7. Dispositivo de descarga brusca de aire de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado porque el asiento (2B) de la copela (2A) o el pistón (2A) está formado por un anillo (120) añadido al cuerpo del dispositivo de descarga.
8. Dispositivo de descarga brusca de aire de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado porque una anillo (121) está añadido a la copela (2A).
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