ES2311047T3 - Conjunto de rodamientos para cerrar y controlar reguladores de tiro en conductos de chimeneas. - Google Patents
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Abstract
Un conjunto de cojinetes para cerrar y controlar compuertas (10) en los conductos de chimenea, cuyo conjunto incluye los dispositivos (14, 15.1, 15.2) de cojinetes y dispositivos (16.1, 16.2) de cierre hermético y en los que los dispositivos (14, 15.1, 15.2) de cojinetes están dispuestos en conexión con las estructuras (11) de soporte de las compuertas (10) para cerrar y controlar dichas compuertas (10) y en las que los elementos (26) de eje acoplados a las compuertas (10) están acoplados a los dispositivos (14, 15.1, 15.2) de cojinetes, estando formado el conjunto de cojinetes como esencialmente integrado en su totalidad, que incluye - un primer elemento (15.1) de manguito, unido a la estructura (11) de soporte de la compuerta (10), a la que se acopla un aro (15.1'') interno al extremo junto a la estructura (11) de soporte, - un segundo elemento (15.2) de manguito, el primer elemento (15.1) de manguito cuyo extremo tiene un aro (15.2'') que sobresale acoplado alrededor del orificio (18) del eje, unido con dispositivos (17) de fijación al primer elemento (15.1) de manguito, - un manguito (14) de cojinete liso, al cual se acopla un aro (14''), que une el aro (15.2'') el cual sobresale acoplado en conexión con dicho segundo elemento (15.1) de manguito, y - al menos un pliegue (16.1) de cierre hermético, que está acoplado a la circunferencia (15.1*) interna de dicho primer elemento (15.1) de manguito, de tal modo que, cuando el conjunto de cojinetes está siendo ensamblado, está dispuesto para ser presionado entre el aro (15.1'') interno del primer elemento (15.1) de manguito y al menos el aro (15.2'') que sobresale dispuesto en conexión con el segundo elemento (15.2) de manguito a la circunferencia (15.1*) interna del primer elemento (15.1) de manguito.
Description
Conjunto de rodamientos para cerrar y controlar
reguladores de tiro en conductos de chimeneas.
La presente invención se refiere a un conjunto
de cojinetes para cerrar y controlar reguladores de tiro en los
conductos de chimeneas, cuyo conjunto incluye dispositivos de
cojinetes y dispositivos de cierre herméticos y en los que los
dispositivos de cojinetes están dispuestos con respecto a las
estructuras de soporte de los reguladores de tiro para cerrar y
controlar dichos reguladores de tiro y en los que los elementos de
eje dispuestos en el regulador de tiro están acoplados a los
dispositivos de cojinetes. Tal conjunto de cojinetes es conocido,
por ejemplo, en el documento EP 0 023 953 A.
En plantas de energía eléctrica y otras
aplicaciones similares, el flujo de gases en conductos masivos de
chimeneas se regula por medio de grandes reguladores de tiro de
cierre y control. Los reguladores de tiro de cierre y control, que
en lo sucesivo se denominarán compuertas utilizando un término más
corto y general, están dispuestas por lo general sobre ejes en sus
estructuras de soporte. Los cojinetes están dispuestos en un lado de
la estructura de soporte y están seguidos de uniones operativas y
sus adaptaciones, que están conectadas a los dispositivos operativos
que los mueven. En el lado opuesto a este lado operativo, los
dispositivos de cojinetes, que están destinados a garantizar las
operaciones de apertura y cierre sin fricción, están dispuestos en
la estructura de soporte.
Las temperaturas de los gases que fluyen en el
conducto son por lo general de cientos de grados, por ejemplo,
200-400ºC. Los gases de chimenea comprenden gases
que contienen sustancias tales como azufre y partículas de hollín.
Tales condiciones someten a gran exigencia a los cojinetes de las
compuertas y particularmente a su lubricación y a las sustancias
lubricantes.
El estado de la técnica se representa por medio
de conjuntos de rodamientos, en donde los cierres herméticos del eje
de los cojinetes están dispuestos en la estructura de soporte (por
ejemplo, en los documentos EP-754 916,
EP-937 872). El cierre hermético del eje es seguido
inmediatamente, por ejemplo, por un muñón o cojinete, el cual está
expuesto a los gases que pasan a través de la compuerta y
especialmente a las partículas sólidas contenidas en ellos. Los
conjuntos de rodamiento conocidos utilizados en las compuertas son
cojinetes lubricados permanentemente o cojinetes que requieren a
intervalos lubricación adicional, siendo la libertad en el
mantenimiento, sin embargo el principal criterio de estos cojinetes.
Los cojinetes lubricados permanentemente están lubricados, por
ejemplo, durante el montaje en la fábrica. La lubricación permanente
es con frecuencia la única alternativa para la lubricación de los
cojinetes en ciertas posiciones, debido a que las boquillas de
grasa, que permiten la lubricación posterior, no pueden estar
dispuestas con respecto a sus respectivos casquillos de cojinetes;
en cambio, deben estar dispuestos para ser tan herméticamente
cerrados como sea posible, para evitar que fluya o se evapore fuera
de los cojinetes el lubricante calentado. Son precisamente los
conjuntos particularmente con cojinetes los que requieren
mantenimiento por lo general.
Las partículas de hollín, impurezas y similares
que fluyen con los gases originan no solo calor, sino también la
solidificación de los lubricantes, de ese modo reduciendo
sustancialmente la eficacia de la lubricación en los cojinetes. Esto
debilita esencialmente la movilidad de las compuertas y en el peor
de los casos origina el atasco de las compuertas. El endurecimiento
del lubricante puede bloquear potencialmente también el acceso al
engrasado tal como a una boquilla de grasa. Los lubricantes que se
pueden utilizar deben ser seleccionados según el procedimiento.
Además de las desventajas expuestas
anteriormente, los actuales conjuntos de cojinetes son bastante
grandes, debido a la necesidad de mantenimiento esto implica que los
componentes que requieren mantenimiento deben estar colocados fuera
del aislamiento térmico, en donde serán accesibles durante las
operaciones de mantenimiento. Esto con frecuencia da por resultado
la falta de espacio alrededor de las compuertas, esto es, por
ejemplo, restringiendo las operaciones de mantenimiento que pueden
ser realizadas cerca da ellas. La publicación
EP-111576 describe un ejemplo de este caso, el cual
tiene uniones operativas en ambos lados de la estructura de soporte
para regular la posición de la compuerta. También en este caso, es
imposible hablar de libertad en el mantenimiento o al menos de una
estructura integrada de cojinetes o de una regulación de la presión
que actúa sobre el cierre hermético.
Además, también se hace referencia al estado de
la técnica en las publicaciones US-3.525.328;
US-5.667.311; US-6.139.216; y
finalmente el modelo de utilidad F1 número 3867.
La presente invención está destinada a crear un
nuevo tipo de conjunto de rodamiento más fiable operativamente e
integrado para compuertas de cierre y control en conductos de
chimenea. Las características del conjunto de rodamientos según la
invención se formulan en la Reivindicación 1.
El conjunto integrado de rodamientos según la
invención proporciona funcionalidad sustancialmente mejorada creando
un cierre hermético propio entre los gases de chimenea que pasan a
través de la compuerta y el lubricante que lubrica los
cojinetes.
Además del cierre hermético, el conjunto de
cojinetes reduce también la carga del eje que se origina de la
presión de los gases de chimenea. Además, esencialmente los
cojinetes libres de mantenimiento son posibles para compuertas al
tiempo que el pequeño tamaño del conjunto de cojinetes hace más
fácil aplicarlo en ambientes con espacios reducidos de la
planta.
Otros rasgos característicos del conjunto de
rodamientos según la invención se harán evidentes por las
reivindicaciones que se acompañan al tiempo que otras ventajas
obtenidas con la ayuda de la invención se describen con mayor
amplitud en la sección de descripción.
Las soluciones del conjunto de cojinetes según
la invención, que no están de ningún modo limitadas por las
realizaciones presentadas a continuación, se examinan con más
detalle haciendo referencia a los dibujos que se acompañan, en los
cuales:
La figura 1 muestra una aplicación preferida del
conjunto de rodamiento según la invención.
La figura 2 muestra un conjunto de rodamiento
según la invención en su forma ensamblada.
La figura 3 muestra una vista en perspectiva en
despiece del conjunto de rodamiento según la invención.
La figura 4 muestra una sección transversal de
los elementos de manguito del conjunto de cojinetes según la
invención.
La figura 5 muestra una vista en perspectiva en
despiece de otro conjunto de cojinete según la invención.
La figura 6 muestra una vista desde lo alto de
otro conjunto de cojinetes según la invención.
La figura 7 muestra una vista lateral de otro
conjunto de cojinetes según la invención.
La figura 8 muestra una vista lateral de otro
conjunto de cojinetes según la invención, y
La figura 9 muestra una sección transversal de
los elementos de manguito de otro conjunto de cojinetes según la
invención.
La figura 1 muestra un ejemplo de una aplicación
preferida de un conjunto de cojinetes según la invención. La
estructura de compuertas que se muestra aquí está destinada, por
ejemplo, para cerrar y controlar el flujo de gases en los conductos
de chimenea de las plantas de producción eléctrica.
La compuerta comprende en su totalidad una
estructura 11 de soporte, a la cual se unen tres compuertas 10
mediante ejes 26. Se disponen orificios pasantes para los ejes 26 en
el lado operativo y de mantenimiento 27.1, 27.2 de la estructura 11
de soporte. En el denominado extremo 27.1 del lado operativo del eje
26 de la compuerta 10 está montado en el tubo 25 protuberante del
cojinete y el extremo del eje 26 está acoplado a la unión 12
operativa de la compuerta 10, a través de la cual las compuertas 10
se cierran y se controlan, por ejemplo, mediante un dispositivo
operativo único (no mostrado). Un conjunto 13 de cojinete según la
invención se acopla al extremo 27.1 operativo de cada eje 26.
En el extremo 27.2 opuesto al lado operativo
27.1, se disponen orificios pasantes y cojinetes para los ejes 26 de
las compuertas 10 y permiten el mantenimiento libre y las
operaciones suaves de cierre y control de las compuertas 10, con la
ayuda del conjunto 13 integrado de cojinetes según la invención.
Las figuras 2 y 3 muestran un primer conjunto 13
de cojinetes según la invención. En un extremo del primer elemento
15.1 de manguito en el conjunto 13 de cojinetes, hay un aro 15.1'
interno, se dispone el diámetro de un agujero limitado por el aro
15.1' de modo que forme un ajuste forzado esencialmente con el eje
26 de la compuerta 10 (Figura 1).
El diámetro interno del primer elemento 15.1 de
manguito es, excepto por el área del aro 15.1' interno, adaptado al
grosor de los anillos 16.1, 16.2, estancos con pliegues que están
acoplados a la circunferencia 15.1* interna del elemento 15.1 de
manguito, de tal modo que la circunferencia interna de los anillos
16.1, 16.2 estancos con pliegues esencialmente se correspondan con
la circunferencia externa del eje (no mostrada) que pasa a través
del elemento 15.1 de manguito, de modo que la circunferencia externa
de los anillos 16.1, 16.2 estancos con pliegues forme un ajuste
forzado con la circunferencia 15.1* interna del elemento 15.1 de
manguito y el eje.
Además, el grosor del material de los anillos
16.1, 16.2 estancos con pliegues está dispuesto para cubrir
esencialmente a prudente distancia el espacio dispuesto para ello en
la dirección axial de la circunferencia 15.1* del elemento 15.1 de
manguito.
Los anillos 16.1, 16.2 estancos con pliegues,
cuyo conjunto 13 de cojinetes según la invención incluye en al menos
uno o varios, más habitualmente 2, están fabricados de un material
con las propiedades de elevada resistencia al calor, razonable
compresibilidad, y baja fricción. Un ejemplo de tal material es el
grafito puro, que se utiliza preferiblemente en el conjunto 13 de
cojinetes según la invención. El grafito puro puede resistir
temperaturas de hasta 1000ºC, haciéndolo apropiado para incluso
aplicaciones muy exigentes de cojinetes. Los extremos 19 de los
pliegues 16.1, 16.2 de grafito son acoplados preferiblemente de
forma conjunta mediante biselado, de modo que formen también un
ajuste forzado en los extremos 19. El grosor de los pliegues 16.1,
16.2 de grafito puede ser, por ejemplo 8* 8 mm.
La pieza maquinada 18 cilíndrica está dispuesta
en el segundo elemento 15.2 de manguito, con una circunferencia
interna que está dimensionada para recibir tanto al eje 26 de la
compuerta 10 mostrado en la Figura 1 como un manguito 14 del
cojinete liso de bronce, en el que se dispone el manguito 14 del
cojinete liso, después que se ha montado el conjunto, para descansar
entre el eje y la pieza maquinada 18 cilíndrica.
Se dispone un aro 14' que sobresale en el
extremo del manguito 14 del cojinete liso y conecta esencialmente
con un aro 15.2' que sobresale dispuesto en el segundo elemento 15.2
de manguito (Figura 4). Además, el diámetro externo del aro 15.2'
dispuesto en el primer extremo del segundo elemento 15.2 de manguito
está colocado para corresponder con la circunferencia 15.1' interna
de la pieza maquinada cilíndrica dispuesta en el primer elemento
15.1 de manguito para los pliegues 16.1, 16.2 de cierre
hermético.
Cuando se está montando el conjunto 13 de
cojinetes según la invención, los aros 14', 15.2' que sobresalen
para conectar de dicho segundo elemento 15.2 de manguito y el
manguito 14 del cojinete liso se acopla en el espacio dispuesto para
los pliegues 16.1, 16.2 de cierre hermético en el primer elemento
15.1 de manguito, de modo que descansen dentro de una distancia y
formen una denominada caja de cierre hermético presionando los
pliegues 16.1, 16.2 de cierre hermético. El aro 15.2' que sobresale
dispuesto en el elemento 15.2 de manguito puede ser sustituido
también por un anillo distinto (no mostrado), que puede ser colocado
libremente con relación al aro 14' del manguito 14 del cojinete
liso. Los otros componentes operacionales pueden comprender también
diversas piezas.
Los orificios 25.1 con hilos de rosca internos
(no mostrados), están dispuestos en el primer elemento15.1, así como
también los orificios 25.2 en el segundo elemento 15.2 de manguito,
en los puntos que corresponden a los orificios 25.1. Los tornillos
17, que soportan parte de la carga originada por los gases de
chimenea sobre las compuertas 10 y que sujetan el conjunto 13 por
completo, están acoplados a los orificios 25.1, 25.2. El aro 15.2'
que sobresale dispuesto en el segundo elemento 15.2 de manguito
tiene también una función secundaria de soportar la carga originada
por los gases de chimenea, que los tornillos 17 de sujeción por si
solos puede que no siempre sean necesariamente capaces de
soportar.
La Figura 4 muestra secciones transversales del
primer y segundo elementos 15.1, 15.2 de manguito utilizados en la
realización descrita. El aro 15.1' interno trabajado a máquina en el
primer elemento 15.1 de manguito se utiliza también para soportar la
carga del eje que se origina desde la compuerta 10. Los aros
adicionales se pueden acoplar a las circunferencias 15.1*,15.2*
internas del primer y segundo elementos 15.1, 15.2 de manguito para
soportar la carga del eje. Los pliegues 16.1, 16.2 de cierre
hermético son acoplados ajustadamente dentro del espacio trabajado a
máquina para ellos en la circunferencia 15.1* interna. La Figura 4
muestra también el aro 15.2' que sobresale dispuesto en el segundo
elemento 15.2 de manguito y la acanaladura 21 de lubricación
dispuesta en el manguito14 del cojinete liso.
En el conjunto 13 de cojinetes, según la
invención, la carga que actúa sobre los cierres herméticos 16.1,
16.2 se puede ajustar, no solo con los tornillos 17 de montaje del
conjunto 13 de cojinetes, sino utilizando también, por ejemplo, el
elemento 22 de muelle helicoidal mostrado en la Figura 4, que se
coloca en el fondo del segundo elemento 15.2, entre el extremo del
eje de la compuerta 10 y el fondo del elemento 15.2 de manguito. El
extremo del elemento 22 de muelle sobre el lado del eje está
conformado de modo que forme un buen ajuste contra el extremo del
eje. Alterando la rigidez del muelle 22 permite un nivel apropiado
de ajuste que encontraremos para el ensamblado de los tornillos 17
de montaje.
Las Figuras 5-8 muestran otra
realización del conjunto de cojinetes según la invención. Los
componentes y principio de esta realización corresponden
esencialmente a la primera realización descrita. En este caso, el
primer y segundo elementos 15.1, 15.2 de manguito son placas
cuadradas. El segundo elemento 15.2 de manguito se deja abierto en
ambos extremos, permitiendo que el eje 26 de la compuerta10 mostrado
en la Figura 1 sea empujado a través de la misma.
Un conducto 25 de cojinete que sobresale por el
eje 26 que pasa a su través se dispone en el extremo del conjunto 13
de cojinetes y tiene dispositivos 24 en su extremo que son conocidos
como tales, por ejemplo, para ajustar la unión 12 operativa mostrada
en la Figura 1 al extremo del eje 26. Esta realización está
destinada particularmente para el lado 27.1 operativo de las
compuertas de cierre y control, en que los dispositivos 12 están
dispuestos para cerrar y controlar la compuerta 10 (Figura1).
Una segunda manera preferida de ajustar la carga
que actúa sobre los cierres herméticos 16.1, 16.2 se muestra en la
Figura 9, que muestra el primer y segundo elemento 15.1, 15.2 de
manguito y un anillo 23 espaciador colocado entre ellos. Alterando
el número y grosor de los anillos 23 del espaciador acoplados, la
presión que actúa sobre los cierres herméticos 16.1, 16.2 puede ser
fácilmente ajustada utilizando el aro que sobresale acoplado con
respecto al segundo elemento 15.2 de manguito.
El conjunto integrado de cojinetes según la
invención se encuentra lubricado permanentemente de forma
preferente, de modo que no se muestran en el mismo ningún tipo de
conexiones para lubricación. La lubricación se produce de ese modo
durante la etapa de montaje del conjunto de cojinetes. El conjunto
de cojinetes según la invención ya es montado en la etapa de
maquinado. Puede ser instalado en la estructura 11 de soporte de la
compuerta 10 en la aplicación de, por ejemplo, la soldadura del
primer elemento 15.1 al soporte 10.
Se debería comprender que la descripción
anterior y las figuras relacionadas con la misma solo están
destinadas a ilustrar la presente invención. La invención no está de
ningún modo limitada a solamente las realizaciones descritas
anteriormente, en cambio, muchas diferentes variaciones y
adaptaciones de la invención, que son posibles dentro del alcance de
las reivindicaciones que se acompañan, serán evidentes para una
persona experta en la técnica.
Claims (8)
1. Un conjunto de cojinetes para cerrar y
controlar compuertas (10) en los conductos de chimenea, cuyo
conjunto incluye los dispositivos (14, 15.1, 15.2) de cojinetes y
dispositivos (16.1, 16.2) de cierre hermético y en los que los
dispositivos (14, 15.1, 15.2) de cojinetes están dispuestos en
conexión con las estructuras (11) de soporte de las compuertas (10)
para cerrar y controlar dichas compuertas (10) y en las que los
elementos (26) de eje acoplados a las compuertas (10) están
acoplados a los dispositivos (14, 15.1, 15.2) de cojinetes, estando
formado el conjunto de cojinetes como esencialmente integrado en su
totalidad, que incluye
- -
- un primer elemento (15.1) de manguito, unido a la estructura (11) de soporte de la compuerta (10), a la que se acopla un aro (15.1') interno al extremo junto a la estructura (11) de soporte,
- -
- un segundo elemento (15.2) de manguito, el primer elemento (15.1) de manguito cuyo extremo tiene un aro (15.2') que sobresale acoplado alrededor del orificio (18) del eje, unido con dispositivos (17) de fijación al primer elemento (15.1) de manguito,
- -
- un manguito (14) de cojinete liso, al cual se acopla un aro (14'), que une el aro (15.2`) el cual sobresale acoplado en conexión con dicho segundo elemento (15.1) de manguito, y
- -
- al menos un pliegue (16.1) de cierre hermético, que está acoplado a la circunferencia (15.1*) interna de dicho primer elemento (15.1) de manguito, de tal modo que, cuando el conjunto de cojinetes está siendo ensamblado, está dispuesto para ser presionado entre el aro (15.1') interno del primer elemento (15.1) de manguito y al menos el aro (15.2') que sobresale dispuesto en conexión con el segundo elemento (15.2) de manguito a la circunferencia (15.1*) interna del primer elemento (15.1) de manguito.
2. Conjunto según la Reivindicación 1,
caracterizado porque dicho pliegue (16.1, 16.2) de cierre
hermético es de grafito.
3. Conjunto según la Reivindicación 2,
caracterizado porque el biselado (19) está dispuesto en los
extremos de los pliegues (16.1, 16.2) de cierre hermético.
4. Conjunto según cualquiera de las
Reivindicaciones 1-3, caracterizado porque
los dispositivos (20, 21) están dispuestos en el conjunto para
lubricar el cojinete (14).
5. Conjunto según cualquiera de las
Reivindicaciones 1-4, caracterizado porque
los extremos de dicho elemento (15.2) de manguito se dejan
abiertos.
6. Conjunto según las Reivindicaciones
1-4, caracterizado porque el elemento (22) de
carga accionado por muelle está acoplado al extremo del alojamiento
del segundo elemento (15.2) de manguito, para ajustar la
presión.
7. Conjunto según cualquiera de las
Reivindicaciones 1-6, caracterizado porque al
menos un elemento (23) espaciador se acopla entre dicho primer y
segundo elementos (15.1, 15.2) de manguito, para ajustar la
presión.
8. Conjunto según cualquiera de las
Reivindicaciones 1-7, caracterizado porque
los aros internos se acoplan a las circunferencias (15.1*, 15.2*)
internas del primer y/o el segundo elementos (15.1, 15.2) de
manguito, para compensar la carga del eje.
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