ES2313603T3 - Valvula de compuerta deslizante lineal para un recipiente metalurgico. - Google Patents
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Abstract
Válvula de compuerta deslizante lineal (10) para un recipiente metalúrgico que comprende: una placa deslizante (20) con un primer orificio (30) y una placa fija (22) con un segundo orificio (32); una bandeja que se puede deslizar (26) que soporta dicha placa deslizante (20) y que está dispuesta para deslizar dicha placa deslizante (20) con relación a dicha placa fija (22) para controlar un flujo de salida de dicho recipiente metalúrgico por la posición relativa de dichos primer y segundo orificios (30, 32); pudiendo girar dicha placa deslizante (20) con relación a dicha bandeja que se puede deslizar (26); y un mecanismo de trinquete (40, 140) para proporcionar unas posiciones angulares definidas de dicha placa deslizante (20); caracterizado porque dicho mecanismo de trinquete (40, 140) está montado sobre dicha bandeja que se puede deslizar (26) de tal modo que dicha bandeja que se puede deslizar (26) forma el chasis fijo de dicho mecanismo de trinquete (40, 140).
Description
Válvula de compuerta deslizante lineal para un
recipiente metalúrgico.
La presente invención se refiere a una válvula
de compuerta deslizante lineal para un recipiente metalúrgico.
Las válvulas de compuerta deslizante se utilizan
en metalurgia para abrir o cerrar un orificio de colada de un
recipiente metalúrgico tal como una cuchara de vaciado, una pileta
de vaciado, un convertidor o un horno de arco eléctrico. Las
válvulas de compuerta deslizante permiten controlar el caudal de
metal fundido por variación de la abertura de paso de flujo. Una
aplicación típica es la fundición continua de acero, siendo
transferido el acero fundido con un régimen deseado desde una pileta
de vaciado a un molde de fundición continua.
En general, pueden distinguirse dos tipos de
válvulas de compuerta deslizante lineal. En las denominadas válvulas
de compuerta deslizante de tres placas, una placa deslizante es
móvil longitudinalmente, es decir, que se puede deslizar entre una
placa fija superior y una inferior, siendo las dos últimas
estacionarias con respecto al recipiente. Cada placa tiene un
orificio y los de las placas estacionarias son coaxiales. La
posición del orificio en la placa deslizante con relación a los
orificios coaxiales determina la apertura del paso de flujo y así
el caudal. El caudal es controlado por medio de un funcionamiento de
desplazamiento lineal que desplaza la placa deslizante. En el
segundo tipo de válvulas de compuerta deslizante, se omite la placa
estacionaria inferior, no obstante el principio de trabajo de la
válvula de compuerta deslizante sigue siendo el mismo. La presente
invención se aplica particularmente a válvulas de compuerta
deslizantes del último tipo.
Un elemento crítico en estas válvulas de
compuerta deslizante lineal es la placa deslizante que generalmente
comprende una pieza plana realizada a partir de un material
refractario apropiado. Debido a las considerables tensiones
térmicas, mecánicas y químicas ejercidas sobre la placa deslizante,
el agrietamiento del material refractario tiene lugar después de
solamente varias operaciones de fundición. Con temperaturas de
funcionamiento en el orificio de más de 1500ºC y la expansión
térmica relacionada, tiene lugar el agrietamiento por ejemplo
debido al esfuerzo de tracción dentro del material provocado por los
gradientes de temperatura diferentes o debido al esfuerzo de
compresión provocado por la fijación de la placa deslizante. Otras
causas pueden ser los ataques químicos del material que fluye y el
desgaste mecánico debido a la considerable presión de contacto.
También es conocido que el desgaste es más pronunciado en el área de
la placa deslizante que se desliza debajo del orificio de la placa
fija. A esta área de desgaste localizada se agrega la tendencia del
orificio de la placa deslizante a crecer en la dirección de
deslizamiento, es decir volverse oval. Los últimos dos factores
también tienen una parte en el agrietamiento del refractario lo cual
tiene dos consecuencias perjudiciales. Por un lado, es necesario
reemplazar la placa deslizante y, por otro lado, está la reducción
de la impermeabilidad del canal de flujo con los riesgos
resultantes de pérdidas de metal caliente y la inclusión de gas en
el flujo. En la función continua de acero, por ejemplo, las placas
refractarias necesitan ser reemplazadas normalmente después de cómo
máximo cinco ciclos de fundición de la válvula de compuerta
deslizante.
En consecuencia, existe el deseo de aumentar la
durabilidad, es decir, la vida útil, de las placas refractarias en
general, y la placa deslizante en particular. Reduciendo la
frecuencia de reemplazo, pueden ahorrarse costes significativos
relacionados con las operaciones de mantenimiento y piezas de
repuestos.
Como la válvula de compuerta deslizante es un
dispositivo relevante para la seguridad de la planta, también se
desea tener más control sobre la degradación de las placas
refractarias y más conocimiento sobre el estado de la válvula de
compuesta deslizante en general y las placas refractarias en
particular.
Para solucionar parte de los problemas
mencionados, la patente de US nº. 3.764.042 propone un mecanismo de
compuerta que se puede deslizar, es decir una válvula de compuerta
que se puede deslizar, en la cual el elemento de cierre para la
salida de un recipiente es un disco que está montado para moverse
giratoriamente en una bandeja que se puede deslizar
alternativamente en forma lineal. Cada vez que la salida se cierra,
el disco se gira para prolongar la vida útil del mismo. El
mecanismo dado a conocer en la patente US nº 3.764.042 es de
construcción relativamente simple pero permite hacer girar el disco
solamente en combinación con una operación deslizante. Como el
ángulo posible de rotación es limitado, se requieren varias
operaciones de deslizamiento para obtener una cierta posición
angular que deriva en el desgaste adicional de las placas
refractarias. Otro inconveniente relacionado con el mecanismo de la
patente US nº 3.764.042 son los riesgos de seguridad relacionados
con llevar a cabo la rotación durante el funcionamiento. Por
ejemplo, un fallo de la capacidad de rotación puede resultar en la
imposibilidad de cerrar la salida del recipiente. El documento EP 0
346 258 propone una placa deslizante que es simétrica
giratoriamente y tiene un orificio central. La placa deslizante
puede girar en la válvula de compuerta deslizante durante el
funcionamiento. La válvula de compuerta deslizante del documento EP
0 346 258 comprende un mecanismo combinado que permite deslizar la
placa deslizante linealmente e, independientemente de esto, hacer
girar la placa deslizante alrededor de su eje de simetría. Este
mecanismo combinado es, no obstante, relativamente complejo y
requiere un accionador adicional en el sitio de fundición para
efectuar la operación de deslizamiento. Asimismo, con el
dispositivo tal como se da a conocer, es necesario un mecanismo de
control relativamente complejo para controlar ambos accionadores. En
consecuencia, puede esperarse una considerable susceptibilidad a
los fallos en el medio ambiente severo inherente a las plantas
metalúrgicas. Además, la rotación de la placa deslizante durante el
funcionamiento de la válvula de compuerta deslizante requiere la
intervención y conocimientos adicionales por parte del operario de
fundición.
\newpage
Estas pueden ser las razones por las cuales los
dispositivos dados a conocer no han sido objeto de uso difundido en
la industria actualmente. No obstante, los hallazgos de la técnica
anterior, es decir la simetría giratoria de la placa deslizante
para reducir los esfuerzos termo-mecánicos y la
rotación de la placa deslizante para deslocalizar el desgaste,
deben reconocerse como contribuciones a la duración aumentada de la
placa deslizante.
El objetivo de la presente invención es
proporcionar una válvula de compuerta deslizante mejorada que
solucione por lo menos parcialmente los problemas mencionados.
Para alcanzar este objetivo, la presente
invención propone una válvula de compuerta deslizante lineal para
un recipiente metalúrgico que comprende una placa deslizante con un
primer orificio y una placa fija con un segundo orificio y una
bandeja que se puede deslizar linealmente que soporta la placa
deslizante y está dispuesta para hacer deslizar la placa deslizante
con relación a la placa fija de modo de controlar un flujo de
salida del recipiente metalúrgico por la posición relativa de los
orificios primero y segundo. La placa que se puede deslizar es
giratoria con relación a dicha bandeja que se puede deslizar. La
válvula de compuerta deslizante comprende además un mecanismo de
trinquete para proveer posiciones angulares definidas de la placa
deslizante. De acuerdo con un aspecto importante de la invención, el
mecanismo de trinquete está montado sobre la bandeja que se puede
deslizar de modo que la bandeja que se puede deslizar forma el
chasis fijo del mecanismo de trinquete.
El mecanismo de trinquete permite que la placa
deslizante gire alrededor de un eje esencialmente perpendicular a
su superficie de modo de distribuir o deslocalizar el desgaste. El
mecanismo de trinquete está montado sobre la bandeja que se puede
deslizar de tal modo que proporciona posiciones angulares definidas
de la placa deslizante independientemente de la posición
(deslizante) de la bandeja que se puede deslizar. El mecanismo de
trinquete permite hacer girar la placa deslizante
independientemente de la operación de deslizamiento sin necesidad
de medios accionadores adicionales para llevar a cabo la operación
de deslizamiento. Por lo tanto, no hay necesidad de acoplar un
segundo accionador a la válvula de compuerta deslizante para
permitir que esta última lleve a cabo el control de flujo. De
hecho, se ha hallado que no hay ningún beneficio en efectuar la
rotación durante la operación de deslizamiento, por ejemplo en el
sitio de fundición. Por el contrario, en presencia de un depósito
de metal, existe algún riesgo de desenganchar las placas
refractarias por rotación, es decir crear un espacio entre ellas.
En funcionamiento, esto puede provocar un peligro importante de
derrame de metal fundido e inclusión de gas. Debido a la presión de
contacto existente normalmente entre la placa fija y la placa
deslizante, las posiciones angulares definidas que pueden
establecerse por medio del mecanismo de trinquete se mantienen
automáticamente, independientemente de la presencia de medios
accionadores. Además, dado que el mecanismo de trinquete es
independiente del mecanismo deslizante, aunque improbable, un
posible fallo del mecanismo de trinquete no inhibe el
funcionamiento normal de la válvula de compuerta deslizante. La
válvula de compuerta deslizante funciona de manera convencional en
el sitio de fundición y la rotación se efectúa preferentemente de
forma separada e independiente, por ejemplo en el sitio de servicio
o en un taller de mantenimiento. Ciertamente, la válvula de
compuerta deslizante es transferida normalmente junto con el
recipiente metalúrgico a un sitio de servicio después de cada
operación de fundición, por ejemplo, para vaciar el contenido
residual del recipiente metalúrgico. En consecuencia, no se
requiere ninguna operación de transferencia adicional.
La válvula de compuerta deslizante comprende
preferentemente un soporte de placa deslizante giratorio montado
sobre dicha bandeja que se puede deslizar. El soporte de placa
deslizante giratorio forma el asiento de retención para la placa
deslizante y permite evitar la fricción en el lado inactivo de la
placa deslizante durante la rotación.
En una forma de realización preferida, el
mecanismo de trinquete comprende una rueda de trinquete, que está
fijada al soporte de placa deslizante giratoria, un empujador, que
está montado de manera móvil con relación a la rueda de trinquete
sobre dicha bandeja que se puede deslizar, y un retén que está
montado de manera pivotante al empujador. Estas partes están
dispuestas de tal modo que transforman la acción lineal del
empujador en rotación de la placa deslizante.
Durante el funcionamiento, la válvula de
compuerta deslizante comprende un accionador de control de flujo
para posicionar la bandeja que se puede deslizar, es decir llevar a
cabo las operaciones de deslizamiento. Para accionar el empujador,
el mecanismo de trinquete comprende preferentemente un acoplamiento
fijado a la bandeja que se puede deslizar para acoplar un
accionador lineal amovible distinto al mecanismo de trinquete. El
acoplamiento está adaptado para recibir un accionador lineal
apropiado tal como un cilindro hidráulico. Después de la rotación
de la placa deslizante, el accionador lineal puede retirarse
fácilmente en virtud del acoplamiento. Un acoplamiento similar está
previsto ventajosamente para el accionador de control de flujo.
Normalmente, está previsto una presión de
contacto de ajuste entre la placa deslizante y la placa fija durante
el funcionamiento de la válvula de compuerta deslizante. En una
variante ventajosa de la invención, la válvula de compuerta
deslizante comprende además un dispositivo reductor de presión para
la reducción controlada de la presión de contacto. Como las
válvulas de compuerta deslizante se construyen normalmente con un
alojamiento y una bisagra para abrir oscilantemente el alojamiento,
esta característica se utiliza ventajosamente para los efectos
mencionados. En consecuencia, un simple dispositivo reductor de
presión comprende un fiador para limitar la abertura del
alojamiento en una proporción predeterminada, a de tal manera que la
presión de contacto se reduce de manera controlada.
Para evitar la rotación accidental de la placa
deslizante, por ejemplo debido a los pares de torsión ejercidos por
el mecanismo de deslizamiento, el mecanismo de trinquete comprende
preferentemente un mecanismo de bloqueo para bloquear la rotación
no intencionada del soporte de placa deslizante giratoria. Además de
la rotación en un sentido que es bloqueada por la naturaleza del
mecanismo de trinquete, este mecanismo de bloqueo bloquea la
rotación también en el sentido permitido de rotación. Este mecanismo
de bloqueo está diseñado de manera que no es eficaz cuando se lleva
a cabo la rotación intencionada por medio de un accionador
lineal.
Resulta ventajoso usar placas deslizantes que
comprendan un refractario simétrico giratoriamente, preferentemente
en forma de disco. Además, el primer orificio está realizado, de
manera beneficiosa, simétrico giratoriamente, preferentemente
circular, y provisto de manera céntrica en el refractario. Al
proporcionar longitudes de trayectoria iguales o similares a las
ondas térmicas que se propagan desde el orificio a la periferia del
refractario, se reducen los esfuerzos de tracción.
De acuerdo con otra variante de la invención, la
válvula de compuerta deslizante comprende preferentemente un anillo
de sujeción para sujetar la placa deslizante. La rotación de este
anillo de sujeción es bloqueada sobre el soporte de placa
deslizante giratoria y comprende una pluralidad de elementos de
fijación elásticos para sujetar elásticamente la placa deslizante
al anillo de sujeción. En virtud de la sujeción elástica, se
permite una extensión predeterminada de expansión térmica en la
dirección radial con lo cual se reducen los esfuerzos mecánicos
adversos en el refractario de la placa deslizante.
Resulta beneficioso disponer los elementos de
fijación elásticos en simetría giratoria, es decir a intervalos
angulares regulares, sobre el interior del anillo de sujeción. Su
número es preferentemente mayor que 4.
Ventajosamente, unos medios pretensores
ajustables están asociados a los elementos de fijación elásticos
para aplicar una pretensión predeterminada a los elementos de
fijación elásticos. Dado que la dilatación térmica es inevitable,
esta medida permite determinar el límite inferior por encima del
cual se permite la dilatación de la placa deslizante y algo del
control de los esfuerzos termomecánicos para permanecer por debajo
de los límites de la resistencia a la ruptura.
El anillo de sujeción comprende preferentemente
por lo menos tres varillas rígidas con unas articulaciones
correspondientes. Las varillas articuladas permiten la distribución
circunferencial uniforme de la fuerza de sujeción ejercida sobre la
placa deslizante por los medios de sujeción elásticos. En
combinación con un cierre apropiado, permiten una simple operación
de intercambio de placa deslizante ensanchando el anillo de
sujeción abierto.
La placa deslizante comprende normalmente una
banda de acero externa, por ejemplo realizada en acero, que rodea
al refractario por medio de un encaje por contracción.
Ventajosamente, la banda de acero y el anillo de sujeción
comprenden cada uno unos medios de bloqueo cooperantes para bloquear
la rotación de la placa deslizante con respecto al anillo de
sujeción. Además de los elementos de fijación elásticos, estos
medios de bloqueo aseguran permanentemente una orientación
determinada de la placa deslizante con relación al anillo de
sujeción y, en consecuencia, con relación al soporte de placa
deslizante giratoria.
Resulta beneficioso diseñar la placa deslizante
de modo que la relación del diámetro externo del refractario al
diámetro del primer orificio sea mayor o igual a 4.
Además, resulta beneficioso producir la placa
deslizante y la placa fija de modo que tengan dimensiones idénticas.
Como resultado, pueden intercambiarse fácilmente.
De acuerdo con otro aspecto de la invención, un
procedimiento para accionar una válvula de compuerta deslizante
lineal tal como la descrita anteriormente comprende la etapa de
acoplar un accionador lineal al mecanismo de trinquete y hacer
girar la placa deslizante por medio del mecanismo de trinquete. Esta
etapa es llevada a cabo preferentemente cuando la válvula de
compuerta deslizante no está en funcionamiento, por ejemplo en el
sitio de servicio o en un taller de mantenimiento de modo que se
evitan riesgos de seguridad. En consecuencia, no se requiere
realizar ninguna modificación del procedimiento de fundición
convencional ni conocimientos adicionales.
En una variante, el procedimiento comprende
asimismo la etapa de reducción de la presión de contacto funcional
entre la placa deslizante y la placa fija de manera controlada por
medio de un dispositivo reductor de presión antes de hacer girar la
placa deslizante. Por lo tanto, se facilita la rotación y se reducen
la abrasión de la placa deslizante y de la placa fija durante la
rotación.
En otra variante, el procedimiento comprende
asimismo la etapa de medir uno o más parámetros funcionales del
accionador lineal durante la rotación de la placa deslizante. En una
variante adicional, el procedimiento comprende asimismo la etapa de
medir uno o más parámetros funcionales de un accionador de control
de flujo acoplado a la bandeja que se puede deslizar durante el
funcionamiento de válvula de compuerta deslizante. En caso de
cilindros hidráulicos usados como accionadores, los parámetros
mencionados son, por ejemplo, el desplazamiento efectivo del
pistón, la presión en ambas cámaras del cilindro hidráulico, la
duración y/o variación en el tiempo de estas presiones o cualquier
combinación apropiada de los mismos. Estos parámetros se utilizan
de manera beneficiosa, por ejemplo para controlar el funcionamiento
correcto del mecanismo de trinquete y/o la válvula de compuerta
deslizante. Además, estos parámetros contribuyen al mantenimiento
preventivo.
Aunque el mecanismo de trinquete puede usarse
teóricamente durante el funcionamiento de la válvula de compuerta
deslizante, se prefiere llevar a cabo las etapas de acoplar un
accionar lineal a dicho mecanismo de trinquete y hacer girar dicha
placa deslizante por medio de dicho mecanismo de trinquete en un
sitio remoto y cuando dicha válvula de compuerta deslizante no está
en funcionamiento.
La presente invención se pondrá más claramente
de manifiesto a partir de la siguiente descripción de varias formas
de realización no limitativas haciendo referencia a los dibujos
adjuntos, en los cuales:
la figura 1 es una vista en perspectiva de una
primera forma de realización de una válvula de compuerta deslizante
en estado abierto que ilustra entre otras cosas una placa
deslizante;
la figura 2 es una vista en perspectiva
diferente de la válvula de compuerta deslizante de la figura 1 que
ilustra un mecanismo de trinquete para hacer girar la placa
deslizante;
la figura 3 es una vista superior de una segunda
forma de realización que ilustra otro mecanismo de trinquete;
la figura 4 es un vista en sección parcial del
mecanismo de trinquete de la figura 3;
la figura 5 es una vista superior de una placa
deslizante que ilustra un patrón de rotación posible;
la figura 6 es una vista superior de una tercera
forma de realización que ilustra un soporte de placa deslizante que
tiene un anillo de sujeción;
la figura 7 es una vista en sección transversal
parcial del anillo de sujeción de la figura 6;
la figura 8 es una vista en perspectiva de un
pasador del anillo de sujeción de la figura 6;
la figura 9 es una vista en perspectiva de una
cuarta forma de realización de una válvula de compuerta deslizante
que ilustra un dispositivo reductor de presión;
la figura 10 es una vista lateral de la válvula
de compuerta deslizante de la figura 9 en un estado completamente
comprimido;
la figura 11 es una vista lateral de la válvula
de compuerta deslizante de la figura 9 en estado parcialmente
descomprimido;
la figura 12 es una vista lateral longitudinal
según la figura 10;
la figura 13 es una vista lateral longitudinal
según la figura 11;
la figura 14 es una vista lateral parcial de la
figura 11 que ilustra una herramienta para abrir el alojamiento de
la válvula de compuerta deslizante;
la figura 15 es una vista en sección
longitudinal de la válvula de compuerta deslizante de la figura 3
tomada a lo largo de la línea XV-XV.
La figura 1 ilustra una primera forma de
realización de una válvula de compuerta deslizante lineal designada
en general por el número de referencia 10. La válvula de compuerta
deslizante 10 comprende un alojamiento 12 con una cubierta 14 y un
chasis 16. La cubierta 14 está montada de manera pivotante al chasis
16 por medio de una bisagra 18 de tal modo que el alojamiento 12
puede oscilar a la posición abierta como puede apreciarse en la
figura 1, por ejemplo a efectos de inspección y mantenimiento.
Dependiendo en las exigencias, la bisagra 18 puede estar prevista
en el lado corto en vez del lado largo del alojamiento 12. La
apertura del alojamiento 12 da acceso a una placa deslizante 20 y a
una placa fija 22. El alojamiento 12 puede abrirse y cerrarse por
medio de un dispositivo de bloqueo 23 dispuesto sobre el lado
opuesto a la bisagra 18. El dispositivo de bloqueo 23 comprende
unos medios de bloqueo apropiados sobre la cubierta 14, unos medios
cooperantes correspondientes sobre el chasis 16, y una barra de
palanca operable manualmente para accionar los medios de bloqueo 23.
La placa deslizante 20 está montada sobre un soporte de placa
deslizante giratorio 24 de modo de bloquear su rotación con
respecto al último. El soporte de placa deslizante 24 está montado
sobre una bandeja que se puede deslizar 26 para poder bloquear su
traslación pero para poder girar alrededor de un eje 25.
Durante el funcionamiento, la válvula de
compuerta deslizante 10 está cerrada y fijada a un recipiente
metalúrgico (no representado) por medio de la cubierta 14. De una
manera conocida de por sí, una traslación lineal de la bandeja que
se puede deslizar 26 según la flecha 28 ó 28' permite cambiar la
coincidencia de un primer orificio 30 en la placa deslizante 20 y
un segundo orificio 32 en la placa fija 22. La variación de la
coincidencia de los orificios primero y segundo 30, 32 o la
ausencia de coincidencia de los mismos permite respectivamente
controlar el flujo de salida del recipiente metalúrgico o detener
dicho flujo de salida. Durante el funcionamiento, la bandeja que se
puede deslizar 26 es trasladada por medio de un accionador de
control de flujo (no representado), por ejemplo un cilindro
hidráulico lineal, que está acoplado en el alojamiento 12 por medio
de un primer acoplamiento 34.
La figura 2 ilustra la válvula de compuerta
deslizante 10 de la figura 1 desde una perspectiva diferente. Están
previstos unos dispositivos de presurización 36 y 36' sobre los
lados largos del chasis 16. Los dispositivos de presurización 36,
36' proporcionan una presión de contacto de ajuste entre la placa
deslizante 20 y la placa fija 22 cuando el alojamiento 12 está
cerrado, por ejemplo durante el funcionamiento de la válvula de
compuerta deslizante 10. De manera en sí conocida, los dispositivos
de presurización 36, 36' están diseñados para proporcionar una
presión de contacto uniforme sobre las superficies de la placa
deslizante 20 y la placa fija 22. Esta presión de contacto es
esencialmente independiente de un ángulo posible entre estas
superficies y la posición de traslación de la bandeja que se puede
deslizar 26.
La figura 2 muestra asimismo un mecanismo de
trinquete 40. El mecanismo de trinquete 40 está acoplado al soporte
24 de placa deslizante giratoria y montado a la bandeja que se puede
deslizar 26 sobre el lado opuesto a la placa deslizante 20. De
hecho, la bandeja que se puede deslizar 26 forma el chasis rígido o
eslabón rígido de la cadena cinemática que define el mecanismo de
trinquete 40. En consecuencia, el mecanismo de trinquete 40 está
dispuesto de manera que se puede desplazar con la bandeja que se
puede deslizar 26. El mecanismo de trinquete 40 comprende una rueda
de trinquete 42, que está fijada al soporte 24 de placa deslizante
giratoria y un empujador 44, que se puede desplazar con relación a
la rueda de trinquete 42 de acuerdo con las flechas 45 y 45'. Un
retén 46 está dispuesto de manera pivotante sobre el empujador 44.
El mecanismo de trinquete 40 actúa a modo de engranaje
transformando la acción lineal del empujador 44 en rotación de la
placa deslizante 20. Un segundo acoplamiento 48 está fijado a la
bandeja que se puede deslizar 26 y permite acoplar un accionador
lineal (no representado) tal como un cilindro hidráulico al
mecanismo de trinquete 40 y más precisamente al empujador 44. El
segundo acoplamiento 48 se mueve con la bandeja que se puede
deslizar 26 y sobresale a través de un orificio correspondiente en
el chasis 16. En consecuencia, el segundo acoplamiento 48 actúa
asimismo a modo de indicador visual externo de la posición de la
bandeja que se puede deslizar 26. De este modo, se puede evitar la
destrucción accidental de la placa deslizante 26 por abertura de
oxígeno, un error que suele ocurrir en el caso de un paso de flujo
tapado en el recipiente metalúrgico.
El mecanismo de trinquete 40 transmite un
movimiento giratorio definido en etapas separadas a la placa
deslizante 20 y garantiza una posición angular definida de la placa
deslizante 20. Por la naturaleza del mecanismo de trinquete 40, la
rotación de la placa deslizante 20 está restringida a un sentido
solamente como lo indica la flecha 49. La rotación no deseada en el
sentido permitido 49 también se evita. De hecho, el alojamiento 12
está normalmente abierto solamente para reemplazar la placa
deslizante 20 y/o la placa fija 22 con lo cual se garantiza una
presión de contacto dada entre la placa deslizante 20 y la placa
fija 22. Esto es principalmente debido a que, por tradición, una
vez que la válvula de compuerta deslizante 10 se ha abierto las
placas 20, 22 son reemplazadas independientemente de su estado.
Asimismo, la rotación de la placa deslizante 20 es llevada a cabo
normalmente a una presión de contacto predeterminada. Esta presión
de contacto durante la rotación puede ser idéntica a la presión de
contacto de ajuste durante el funcionamiento, o, en función de los
requisitos, a una presión de contacto reducida. En un enfoque
diferente, el apoyo de la placa deslizante giratoria 24 puede estar
diseñado con fricción a los mismos efectos. Debido a la presión de
contacto mencionada (funcional o reducida), se evita cualquier
rotación no intencionada de la placa deslizante 20 en el sentido
permitido 49 y se mantiene una posición angular dada de la placa
deslizante 20 después de que haya sido establecida.
Por lo tanto, no es necesario que el accionador
lineal esté montado a la válvula de compuerta deslizante 10 durante
el funcionamiento y más en particular no es necesario que el
accionador lineal esté presente en el sitio de la fundición. De
hecho, la rotación es llevada a cabo preferentemente cuando la
válvula de compuerta deslizante 10 no está funcionando, por ejemplo
en un sitio de servicio. Además, en virtud del mecanismo de
trinquete 40, no se requiere un dispositivo de control sofisticado
para asegurar posiciones angulares definidas de la placa deslizante
20.
Dado que la rotación de la placa deslizante 20
por medio del mecanismo de trinquete 40 es independiente
funcionalmente de la función de deslizamiento de la bandeja que se
puede deslizar 26, se mejora la seguridad en la utilización en
comparación con los dispositivos giratorios de la técnica anterior.
Aún en el caso improbable de mal funcionamiento, por ejemplo, del
mecanismo de trinquete 40 o del apoyo del soporte de placa
deslizante giratoria 24, la válvula de compuerta deslizante 10 aún
funcionará de manera convencional dado que la rotación y el
deslizamiento de la placa deslizante 20 no están acoplados
mecánicamente.
Si se desea facilitar la rotación y reducir la
abrasión de la placa deslizante 20 y la placa fija 22, la válvula
de compuerta deslizante 10 está provista de un dispositivo reductor
de presión para la reducción controlada de la presión de contacto
funcional tal como se mencionó anteriormente y se ilustra en las
figuras 9-14. Con respecto a las figuras 1 y 2, las
partes similares o idénticas están designadas por los mismos números
de referencia en las figuras 9-14.
En una forma de realización simple, un
dispositivo reductor de presión 50 tal como se ilustra en la figura
9 comprende un dispositivo de retén y tope para limitar la
oscilación de apertura del alojamiento 12. La figura 9 ilustra el
dispositivo reductor de presión 50 que comprende un fiador 52 y un
tope 54. El fiador 52 está montado de manera pivotante a la
cubierta 14 por medio de un eje 56. El tope 54 es una placa base 58
montada al chasis 16 y una protuberancia 60 fijada a la placa base
58. Como se aprecia en las figuras 10 y 11, que son vistas
laterales según la flecha X de la figura 9, el fiador 52 tiene un
diente 62 que está dispuesto para vincularse con la protuberancia
60 del tope 56. El fiador 52 está forzado contra la protuberancia 60
por unos medios elásticos apropiados o, si está dispuesto
apropiadamente, simplemente por gravedad. Cuando el alojamiento 12
está cerrado, como se aprecia en las figuras 10 y 12, la presión de
contacto funcional está dada entre la placa deslizante 20 y la
placa fija 22. Para reducir o aliviar esta presión de contacto de
manera controlada, el dispositivo reductor de presión 50, junto con
el dispositivo de bloqueo 23 y la bisagra 18, permite un
desplazamiento predeterminado relativamente pequeño indicado en 63
en la figura 10.
Como se aprecia en la figura 11, cuando el
alojamiento 12 es desbloqueado por medio de las palancas 64 del
dispositivo de bloqueo 23, la protuberancia 60 es agarrada por el
diente 62 de modo que limita la oscilación de abertura del
alojamiento 12 en una proporción predeterminada pequeña, es decir el
desplazamiento 63. Las figuras 12 a 13 son unas vistas laterales
según la flecha XII en la figura 9. En comparación con el
alojamiento cerrado 12, es decir el estado completamente comprimido
ilustrado en la figura 12, hay una inclinación entre la cubierta 14
y el chasis 16 en el estado parcialmente descomprimido de la figura
13. Cabe destacar que, a pesar de la inclinación, la placa
deslizante 20 y la placa fija 22 se mantienen paralelas y se ejerce
una presión de contacto uniforme sobre su superficie en virtud de
los dispositivos de presurización 36 y 36' como se mencionó
anteriormente.
Cabe destacar que la bisagra 18 está dispuesta
sobre el lado corto del alojamiento 12 en la válvula de compuerta
deslizante 10 de las figuras 9-13. La figura 9
muestra asimismo una tobera colectora 66 montada en el soporte de
placa deslizante giratoria 24 (no representado en la figura 9) en
contacto estanco corriente abajo de la placa deslizante 12. Aunque
no se representa, la válvula de compuerta deslizante 10 está montada
normalmente al recipiente metalúrgico y situada en un sitio de
servicio cuando se lleva a cabo la descompresión parcial controlada
por medio del uso del dispositivo reductor de presión 50. En este
caso, la válvula de compuerta deslizante 10 está orientada
verticalmente como se ilustra en las figuras 9-14.
El dispositivo de bloqueo 23 y el dispositivo reductor de presión
50 están dispuestos de tal modo que puedan llevarse a cabo
manipulaciones fácilmente en esta configuración. Asimismo, el
segundo acoplamiento 48 está dispuesto de tal modo que es fácilmente
accesible.
Como puede apreciarse en la figura 14, cuando se
desea abrir el alojamiento 12, se usa una herramienta 68 para
desacoplar el fiador 52 y el tope 54 a la posición indicada por las
líneas sombreadas. Con este fin, el fiador 52 presenta un orificio
correspondiente a la punta de la herramienta 68. De hecho, se
utiliza la misma herramienta 68 en combinación con las palancas 64
del dispositivo de bloqueo 23, que tienen orificios similares. Como
puede apreciarse también en la figura 14, la placa base 58 del tope
54 comprende unas ranuras alargadas 70 que permiten el ajuste
preciso del desplazamiento permitido 63 y en consecuencia la
cantidad de reducción de presión de contacto. Cabe destacar que el
intervalo se selecciona de tal modo que mantiene un contacto
predeterminado entre la placa deslizante 20 y la placa fija 22.
Permitiendo un desplazamiento relativamente pequeño, el dispositivo
reductor de presión 50 asegura la reducción controlada de la presión
de contacto funcional. Asimismo, impide la apertura accidental del
alojamiento 12.
La figura 3 es una vista en planta de una
válvula de compuerta deslizante 10 con un mecanismo de trinquete
140 de acuerdo con una segunda forma de realización. Con respecto a
las figuras 1 y 2, las partes similares o idénticas están
designadas por los mismos números de referencia en la figura 3. El
mecanismo de trinquete 140 está montado en la bandeja que se puede
deslizar 26 y comprende una rueda de trinquete 142, un empujador
144 y un retén 146. La rueda de trinquete 142 está provista de una
pluralidad de indentaciones 150 que están inclinadas con respecto
al radio de la rueda de trinquete 142. Como se apreciará, el
mecanismo de trinquete 140 está dispuesto para hacer girar la placa
deslizante 20 en etapas separadas definidas 151, por ejemplo 15º en
esta forma de realización, y garantiza una posición angular definida
de la placa deslizante 20.
El mecanismo de trinquete 140 de la figura 3 se
ilustra con mayor detalle en la figura 4. Unas monturas de apoyo
comunes 152, 152' están fijas a la bandeja que se puede deslizar 26
para guiar el empujador 144. Están previstos unos topes de límite
ajustables 154, 154' sobre las monturas 152, 152' para limitar la
carrera del empujador 144 a un intervalo predeterminado en ambas
direcciones indicadas por las flechas 45 y 45'. Los topes de límite
154, 154' cooperan con unos salientes correspondientes 156, 156'
fijados al empujador 144. El retén 146 puede pivotar alrededor de
un eje 158 sobre el empujador 144. Un primer resorte 160 garantiza
que el retén 146 se acople con una indentación dada 150 durante la
rotación.
Como se aprecia mejor en la figura 15, que
ilustra una sección transveral a lo largo de la línea
XV-XV de la figura 3, está previsto un segundo
resorte 162 dentro del acoplamiento 48. El segundo resorte 162 está
soportado por la bandeja que se puede deslizar 26 y actúa sobre el
empujador 144 por medio de una biela 163. Sin la acción de un
accionador lineal acoplado al acoplamiento 48, el segundo resorte
162 empuja al empujador 144 a la posición ilustrada en las figuras
3, 4 y 15. El segundo resorte 162 está protegido por el acoplamiento
48 contra influencias perjudiciales. Con respecto a las figuras 1 y
3, las partes similares o idénticas están designadas por los mismos
números de referencia en la figura 15. Cabe destacar que la figura
15 ilustra además la tobera colectora 66 y una tapa de chapa
metálica protectora 67 que está ausente en las vistas de las figuras
1 a 3.
Haciendo de nuevo referencia a la figura 4, un
elemento de bloqueo ajustable 164 está fijado al empujador 144 y
sobresale perpendicularmente hacia la rueda de trinquete 142. En la
posición que se aprecia en las figuras 3 y 4, el elemento de
bloqueo 164 se acopla con cierta indentación 150' de la rueda de
trinquete 142. El elemento de bloqueo 164 y el segundo resorte 162
forman un mecanismo de bloqueo para bloquear la rotación de la placa
deslizante 20 en el sentido permitido según la flecha 49. Puede
requerirse un bloqueo adicional en el sentido permitido 49 si la
presión de contacto funcional mencionada no impide suficientemente
la rotación en el sentido permitido 49 pueden producirse pares de
torsión significativos durante el funcionamiento. En la forma de
realización de las figuras 3 y 4, el elemento de bloqueo 164
también bloquea la rotación en el sentido opuesto, ya que el retén
146 no está enganchando completamente la rueda de trinquete 142. El
segundo resorte 162 es pretensado y su constante de resorte se
selecciona de modo que garantiza un acoplamiento de bloqueo entre el
elemento bloqueador 164 y la rueda de trinquete 142. Por medio de
una fuerza suficiente ejercida por el accionador lineal el segundo
resorte 162 puede ser comprimido. Por lo tanto, moviendo el
empujador 144 según la flecha 45, el elemento de bloqueo 164 es
desacoplado de modo que se permite la rotación en el sentido
permitido 49.
La placa deslizante 20 como puede apreciarse en
la figura 5 comprende un disco circular de una pieza 20' realizado
en material refractario (p. ej. alúmina, zirconia, sílice, magnesia,
carbono o cualquier combinación apropiada de los mismos) y que
tiene un orificio central circular axial, es decir el primer
orificio 30. El disco 20' está provisto de una banda de acero
circunferencial 20'' realizada en un acero apropiado. De manera en
sí conocida, la banda de acero 20'' es encajada por contracción en
el disco 20', para asegurar la cohesión del disco 20' aún en el
caso de agrietamiento. En una forma de realización específica los
parámetros seleccionados de la placa deslizante 20 son: diámetro
externo 450 mm; diámetro de orificio 90 mm; espesor del refractario
40 mm; espesor de la banda de acero 5 mm y encaje por contracción a
1000ºC. Estos valores dependen de los requerimientos reales, no
obstante pueden seleccionarse de manera diferente. Como la placa
deslizante 20 es simétrica giratoriamente, no hay orientación
preferida y puede girarse fácilmente. Más específicamente, el disco
refractario 20' está realizado de modo que sea lo más isotrópico
posible. El modo de rotación preferido y la función del mecanismo
de trinquete 40, 140 se pondrán de manifiesto según la descripción
de la figura 5.
Con respecto a la figura 1, la placa deslizante
20 tal como se ilustra en la figura 5 está orientada según las
flechas 28 y 28'. En la figura 5, una primera área de desgaste
localizado es identificada por el número de referencia 200
(indicada por sombreado). El área 200 forma parte de la placa
deslizante 20 que es deslizada debajo del segundo orificio 32 y su
longitud corresponde al intervalo de deslizamiento indicado en 202.
Durante la regulación de flujo el área 200 está situada por lo
menos parcialmente dentro del flujo de metal fundido. De este modo,
durante el funcionamiento de la válvula de compuerta deslizante 10,
el área 200 es sometida a una erosión y corrosión significativas.
Por la naturaleza de la válvula de compuerta deslizante 10, el
desgaste del área 200 aumenta hacia el primer orificio 30, lo cual
deriva en el síntoma conocido de que el primer orificio 30 crece en
la dirección de la flecha 28. Para deslocalizar el desgaste sobre la
superficie útil de la placa refractaria 20 y para evitar el
crecimiento asimétrico del primer orificio 30, el mecanismo de
trinquete 40, 140 permite girar la placa deslizante 20 de acuerdo
con la flecha 49. En la forma de realización de la figura 3, la
rueda de trinquete 142 está provista con 24 indentaciones de modo
que una etapa de rotación separada de 15º resulta de cada carrera
del empujador 144. En consecuencia, un accionador lineal acoplado al
mecanismo de trinquete 40, 140 permite ubicar un área no desgastada
previamente 204, 206, 208 (indicada por sombreado) dentro del
intervalo deslizante 202 y debajo del segundo orificio 32. Como
puede apreciarse por las indicaciones angulares del patrón de
rotación en la figura 5, se llevan a cabo varias carreras
consecutivas del empujador 144, por ejemplo 6 carreras en este
ejemplo, para obtener un grado determinado de rotación, por ejemplo
90º en este ejemplo.
Un procedimiento ejemplar de funcionamiento de
la válvula de compuerta deslizante 10 equipada con el mecanismo de
trinquete 40, 140 se resume a continuación:
durante una operación de fundición:
- \sqbullet
- iniciar, controlar y detener un flujo de salida de un recipiente metalúrgico (no representado) de una manera en sí conocida, por medio de la válvula de compuerta deslizante 10;
después de la operación de fundición:
- \sqbullet
- transferir el recipiente metalúrgico con la válvula de compuerta deslizante 10 a un sitio de servicio (no representado) y dar la vuelta al recipiente, por ejemplo para vaciar el contenido residual, de modo que la válvula de compuerta deslizante 10 esté dispuesta verticalmente y accesible;
- \sqbullet
- acoplar un accionador lineal (no representado) al segundo acoplamiento 48, es decir al mecanismo de trinquete 40, 140;
- \sqbullet
- (opcionalmente): reducir la presión de contacto funcional en una cantidad predeterminada usando el dispositivo de bloqueo 23 y el dispositivo reductor de presión 50;
- \sqbullet
- (opcionalmente): alinear los orificios primero y segundo 30, 32 trasladando la bandeja que se puede deslizar 26 a la posición de flujo máximo;
- \sqbullet
- controlar el accionador lineal para producir un número de carreras predeterminado que accione el mecanismo de trinquete 40, 140 de modo de haga girar la placa deslizante 20 en etapas separadas a una posición angular definida;
- \sqbullet
- retirar el accionador lineal del segundo acoplamiento 48;
- \sqbullet
- (opcionalmente): ejecutar otras operaciones de mantenimiento en la válvula de compuerta deslizante.
Aunque la rotación de la placa deslizante es
llevada a cabo preferentemente después de cada operación de
fundición, cabe destacar que la placa deslizante 20 y la placa fija
22 son reemplazadas solamente después de un número de operaciones
de fundición que depende de su estado. Como se apreciará,
deslocalizando el desgaste de la placa deslizante 20, este número
de operaciones de fundición excede el número posible con las
válvulas de compuerta deslizante de la técnica anterior que tienen
una placa deslizante no giratoria.
Un sistema automatizado (no representado)
normalmente controla el accionador lineal. Para garantizar que el
número predeterminado de carreras es llevado a cabo efectivamente, y
más precisamente que la posición angular definida se alcance
efectivamente, se miden uno o más parámetros funcionales del
accionador lineal, por ejemplo un cilindro hidráulico, durante la
rotación de la placa deslizante 20. Estos parámetros incluyen, por
ejemplo, el desplazamiento efectivo del pistón, la duración
transcurrida para un desplazamiento dado, la presión en ambas
cámaras del cilindro hidráulico y la duración y/o variación en el
tiempo de estas presiones. Por ejemplo, un nivel de presión por
encima de un intervalo permitido definido indica atascamiento o
agarre de las placas 20, 22 u otros componentes mecánicos de la
válvula de compuerta deslizante 10. Por el contrario, los niveles
de presión por debajo del intervalo permitido indican una ruptura de
la cadena cinemática del mecanismo de trinquete 40, 140. Un factor
que es tenido en cuenta preferentemente es la presión de contacto
eficaz durante la rotación, por ejemplo mediante el conocimiento de
los ajustes de los dispositivos de presurización 36, 36' y, si es
aplicable, del dispositivo reductor de presión 50. Este autocontrol
del mecanismo de trinquete 40, 140 y su accionador lineal permite
detectar un posible fallo y contribuye de este modo a asegurar las
posiciones angulares predeterminadas de la placa deslizante 20 a
través de su vida útil.
En un enfoque similar, es posible medir uno o
más parámetros funcionales del accionador de control de flujo
durante el funcionamiento de la válvula de compuerta deslizante 10.
Los parámetros mencionados, cuando se miden en el accionador de
control de flujo durante el funcionamiento, proporcionan información
adicional sobre el estado de la válvula de compuerta deslizante 10
en general, y las placas 20, 22 en particular.
Por medio de las siguientes etapas o una
combinación parcial de las mismas:
- \sqbullet
- identificar la válvula de compuerta deslizante (por ejemplo por código de barras);
- \sqbullet
- controlar la evolución de las partes mecánicas de la válvula de compuerta deslizante identificada (por ejemplo, tiempos de funcionamiento de las partes, cantidad de operaciones de deslizamiento efectuadas para abrir/cerrar la válvula de compuerta deslizante, etc.);
- \sqbullet
- controlar la evolución de esta placa deslizante y su placa fija (por ejemplo, tiempos de funcionamiento de las placas, posiciones angulares de la placa deslizante, etc.);
- \sqbullet
- almacenar los parámetros funcionales (por ejemplo, el desplazamiento del pistón, la duración del desplazamiento, las presiones del pistón, la duración de las presiones, etc.) de su accionador lineal durante la rotación;
- \sqbullet
- almacenar los parámetros funcionales (por ejemplo, el desplazamiento del pistón, la duración del desplazamiento, las presiones del pistón, la duración de las presiones, etc.) de su accionador de control de flujo durante el funcionamiento;
Es posible generar una base de datos con
información histórica de la válvula de compuerta deslizante 10 en
un sistema de información. La información histórica es generada en
el sistema de información teniendo en cuenta parámetros mecánicos
de la válvula de compuerta deslizante 10 medidos en el taller de
mantenimiento, en el sitio de servicio y en el lugar de fundición.
Esta información histórica se usa como entrada para un dispositivo
de control de funcionamiento de la válvula de compuerta deslizante
10 y también para programar el mantenimiento preventivo. La
información histórica permite optimizar el uso y el diseño de la
válvula de compuerta deslizante 10 en general, y en particular el
programa de rotación para minimizar el desgaste de la placa
deslizante 20. Por ejemplo, estos datos empíricos sobre la válvula
de compuerta deslizante 10 permiten maximizar el tiempo funcional
de sus partes constituyentes, en particular las placas 20, 22,
evitando el recambio prematuro. Además, la información histórica
aumenta la seguridad de funcionamiento programando el mantenimiento
necesario en el momento oportuno.
Haciendo referencia de nuevo a la figura 5, cabe
destacar varios hallazgos que resultaron del desarrollo de la
presente invención:
- \bullet
- se confirma que una forma de disco del refractario con un orificio circular central es óptima con respecto a los esfuerzos térmicos y mecánicos;
- \bullet
- la disposición geométrica de la fijación radial de la placa deslizante sobre su soporte tiene una importante influencia sobre el agrietamiento;
- \bullet
- una relación de diámetro del diámetro externo del disco al diámetro del orificio mayor o igual a 4, preferentemente 5, es preferido para reducir esfuerzos mecánicos y asegurar temperaturas aceptables en el borde del disco durante el funcionamiento;
- \bullet
- una banda de acero convencional de encaje por contracción es suficiente para evitar las concentraciones de esfuerzos provocadas por la fijación axial de la placa deslizante sobre su soporte y asegurar de este modo la cohesión de esta última en el caso de agrietamiento;
- \bullet
- un aumento en el número de puntos de fijación radial, es decir superior a 4, tiene un efecto beneficioso en la durabilidad de la placa deslizante, los esfuerzos de tracción se reducen significativamente;
- \bullet
- el aumento del número de puntos de fijación radial está limitado por la reducción de la libertad de dilatación, lo cual produce un aumento de los esfuerzos de compresión;
- \bullet
- el espesor del refractario tiene poca influencia en los esfuerzos de tracción;
- \bullet
- los modos conocidos de fijación radial rígidos de la placa deslizante no permiten reducir los esfuerzos de tracción en el refractario mientras se aseguran esfuerzos de compresión aceptables, de hecho, debe proporcionarsee una cierta libertad de dilatación sin perjudicar el control del flujo por el movimiento libre de la placa deslizante.
Las figuras 6-8 muestran los
detalles de un anillo de sujeción 300 de acuerdo con una tercera
forma de realización. Con respecto a las figuras 1 y 2, las partes
similares o idénticas están designadas con los mismos números de
referencia en la figura 6. El anillo de sujeción 300 está diseñado
de acuerdo con los hallazgos anteriores e independientemente del
mecanismo de trinquete 40, 140. La placa deslizante 20 en la válvula
de compuerta deslizante 10 de la figura 6 corresponde a la placa
deslizante 20 de la figura 5. Comprende un refractario en forma de
disco 20' circundado por una banda de acero 20'' y tiene un orificio
central, es decir el primer orificio 30. El anillo de sujeción 300
permite asegurar la placa deslizante 20 al soporte 24 de la placa
deslizante giratoria que es giratorio sobre la bandeja que se puede
deslizar 26. Como se aprecia en la figura 6, el anillo de sujeción
300 comprende 4 eslabones o varillas rígidos en forma de arco
circular 302 y un bloque de montaje 304. Los eslabones rígidos 302
y el bloque de montaje 304 están interconectados por medio de
articulaciones de tipo junta giratoria 306 que permiten la rotación
relativa alrededor de ejes perpendiculares al plano de la figura 6.
Una pequeña espiga 308 está fijada a la banda de acero 20'' que
encaja en una muesca 310 en el bloque de montaje 304. La espiga 308
(también representada en la figura 5) coopera con la muesca 310 de
modo que bloquea la rotación de la placa deslizante 20 con respecto
al anillo de sujeción 300 sin bloquear la expansión radial de la
placa deslizante 20 en la región de la espiga 308. De hecho, la
profundidad de la muesca es superior a la altura de la espiga 308.
Cabe destacar que la espiga 308 permite bloquear la rotación de la
placa deslizante 20 sin necesidad de modificar la forma circular
del disco refractario 20'. La rotación del anillo de sujeción 300
es bloqueada sobre el soporte de placa deslizante 24 por medio el
bloque de montaje 304.
Una pluralidad de elementos de fijación
elásticos 320 están dispuestos en simetría giratoria sobre la
circunferencia del anillo de sujeción 300. Los elementos de
fijación 320 sujetan elásticamente la placa deslizante 20 con
relación al anillo de sujeción 300 para permitir una cierta cantidad
de dilatación radial durante el funcionamiento. En la forma de
realización ilustrada en la Figura 6, en total 9 elementos de
fijación elásticos 320 están dispuestos en el anillo de sujeción
300, es decir, están dispuestos en ángulos regulares de 40º como se
indica en el número de referencia 321. Como se mencionó
anteriormente, un número suficiente de puntos de fijación radiales
permite reducir los esfuerzos de tracción en la placa deslizante 20.
Durante el funcionamiento, los elementos de fijación elásticos 320
también desempeñan la función de reemplazar la banda de acero 20''
la cual, como se ha descubierto, tiende a volverse deformable
plás-
ticamente hasta un grado inaceptable en elevadas temperaturas funcionales de la válvula de compuerta deslizante 10.
ticamente hasta un grado inaceptable en elevadas temperaturas funcionales de la válvula de compuerta deslizante 10.
Cada elemento de sujeción elástico 320, como
puede apreciarse mejor en la figura 7, comprende un resorte
helicoidal 322 soportado por el respectivo eslabón rígido 302 y que
presiona contra un elemento de sujeción 324. Aunque se describen
los resortes helicoidales 322 no se excluyen otros medios apropiados
tales como resortes de disco o monturas neumáticas. Un eje roscado
326 está fijado al elemento de sujeción 324 y sobresale a través de
un orificio correspondiente en el anillo de sujeción 300. Una tuerca
328 permite pretensar el resorte helicoidal 322 de modo que
mantiene una fijación rígida de la placa deslizante hasta un cierto
grado de dilatación. Cualquier dilatación que exceda la que
corresponda a la pretensión predeterminada del resorte helicoidal
322 es permitida hasta la anchura de la luz radial indicada en el
número de referencia 330. El anillo de sujeción 300 en combinación
con los elementos de fijación 320 como se ilustra en la figura 7
asegura una fijación suficiente de la placa deslizante 20 al tiempo
que se permite una cierta cantidad de dilatación radial.
El anillo de sujeción 300 está provisto de un
cierre de tipo todo o nada 340 en la zona radialmente opuesta al
bloque de montaje 304. El anillo de sujeción 300 y el cierre 340
están diseñados de modo que simplifiquen el intercambio de la placa
deslizante 20 y para impedir la desregulación de la sujeción
pretensada de la misma. Comprende un pasador 342 que se aprecia
mejor en la figura 8. El pasador 342 está montado de manera
pivotante a un extremo de uno de los eslabones rígidos 302 por un
eje 343 y acopla una cavidad correspondiente en el extremo del
eslabón opuesto 302. El pasador 342 tiene un orificio 344
perpendicular a su eje de pivote 343 que permite el uso de la
herramienta 68 según las flechas 345 para abrir y cerrar el anillo
de sujeción 300. El cierre 340, en combinación con las
articulaciones 306 permite ensanchar el anillo de sujeción 300 para
intercambiar la placa deslizante 20. Se apreciará que las
articulaciones 306, en combinación con los elementos de fijación
elásticos 320, aseguran el autocentrado de la placa deslizante 20
con respecto al anillo de sujeción 300 y en consecuencia a la
bandeja que se puede deslizar 26. Aunque no se ilustra, obviamente
se usa ventajosamente un anillo de sujeción similar para la placa
fija 22 en la válvula de compuerta deslizante 10.
Haciendo referencia de nuevo a las figuras 1 y
2, cabe destacar que la placa deslizante 20 y la placa fija 22
tienen una configuración idéntica, es decir dimensiones idénticas.
Más específicamente, aparte de la simetría giratoria, ambas placas
20, 22 son simétricas con respecto a un plano diametral central de
simetría. De este modo, una placa deslizante 20 usada puede
utilizarse como placa fija 22 y viceversa, de modo que presenta su
superficie previamente inactiva como una superficie activa fresca.
Si se requiere, puede llevarse a cabo el mecanizado previo de la
placa respectiva 20, 22. Se apreciará que la vida útil prolongada y
el desgaste reducido obtenidos con la válvula de compuerta
deslizante 10 de la presente invención contribuyen a la
reutilización de la capacidad de las placas 20, 22.
Claims (20)
1. Válvula de compuerta deslizante lineal (10)
para un recipiente metalúrgico que comprende:
- una placa deslizante (20) con un primer orificio (30) y una placa fija (22) con un segundo orificio (32);
- una bandeja que se puede deslizar (26) que soporta dicha placa deslizante (20) y que está dispuesta para deslizar dicha placa deslizante (20) con relación a dicha placa fija (22) para controlar un flujo de salida de dicho recipiente metalúrgico por la posición relativa de dichos primer y segundo orificios (30, 32); pudiendo girar dicha placa deslizante (20) con relación a dicha bandeja que se puede deslizar (26); y
- un mecanismo de trinquete (40, 140) para proporcionar unas posiciones angulares definidas de dicha placa deslizante (20);
- caracterizado porque
- dicho mecanismo de trinquete (40, 140) está montado sobre dicha bandeja que se puede deslizar (26) de tal modo que dicha bandeja que se puede deslizar (26) forma el chasis fijo de dicho mecanismo de trinquete (40, 140).
2. Válvula de compuerta deslizante según la
reivindicación 1, que comprende asimismo un soporte de placa
deslizante giratorio (24) montado sobre dicha bandeja que se puede
deslizar (26).
3. Válvula de compuerta deslizante según la
reivindicación 2, en la que dicho mecanismo de trinquete (40, 140)
comprende una rueda de trinquete (42, 142), que está fijado a dicho
soporte de placa deslizante giratorio (24), un empujador (44, 144),
que está montado de manera que puede desplazarse sobre dicha bandeja
que se puede deslizar (26), y un retén (46, 146), que está montado
de manera pivotante en dicho empujador (44, 144), para transfomar
la acción lineal de dicho empujador (44, 144) en rotación de dicha
placa deslizante (26).
4. Válvula de compuerta deslizante lineal según
una de las reivindicaciones 1 a 3, que comprende asimismo un
acoplamiento (34) para un accionador de control de flujo para
disponer dicha bandeja que se puede deslizar (26) y un acoplamiento
(48) fijado a dicha bandeja que se puede deslizar (26), para acoplar
un accionador lineal amovible distinto a dicho mecanismo de
trinquete (40, 140).
5. Válvula de compuerta deslizante según una de
las reivindicaciones 1 a 4, en la que está prevista una presión de
contacto de ajuste entre dicha placa deslizante (20) y dicha placa
fija (22) durante el funcionamiento y dicha válvula de compuerta
deslizante (10) comprende asimismo un dispositivo reductor de
presión (50) para la reducción controlada de dicha presión de
contacto.
6. Válvula de compuerta deslizante según la
reivindicación 5, que comprende asimismo un alojamiento (12) y una
articulación (18) para abrir de manera oscilante dicho alojamiento
(12) y en la que dicho dispositivo reductor de presión (50)
comprende un fiador (52) para limitar la apertura de dicho
alojamiento (12).
7. Válvula de compuerta deslizante según
cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que dicho
mecanismo de trinquete (40, 140) comprende un mecanismo de bloqueo
(162, 164) para bloquear la rotación de dicho soporte de placa
deslizante giratorio (24).
8. Válvula de compuerta deslizante según
cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que dicha placa
deslizante (20) comprende un refractario simétrico giratoriamente,
preferentemente en forma de disco (20'), siendo dicho primer
orificio (30) simétrico giratoriamente, preferentemente circular, y
previsto centralmente en dicho refractario (20').
9. Válvula de compuerta deslizante según
cualquiera de las reivindicaciones 2 a 8, que comprende asimismo un
anillo de sujeción (300) para fijar dicha placa deslizante (20),
estando bloqueada la rotación de dicho anillo de sujeción (300) en
dicho soporte de placa deslizante giratorio (24) y comprendiendo una
pluralidad de elementos de fijación elásticos (320) para sujetar
elásticamente dicha placa deslizante (20) a dicho anillo de
sujeción (300).
10. Válvula de compuerta deslizante según la
reivindicación 9, en la que dichos elementos de fijación elásticos
(320) están dispuestos en simetría giratoria sobre el interior de
dicho anillo de sujeción (300) y su número es preferentemente
superior a 4 y preferentemente impar.
11. Válvula de compuerta deslizante según la
reivindicación 9 ó 10, que comprende asimismo unos medios
pretensores ajustables (326, 328) para aplicar una pretensión
predeterminada a dichos elementos de fijación elásticos (320).
12. Válvula de compuerta deslizante según una de
las reivindicaciones 9 a 11, en la que dicho anillo de sujeción
(300) comprende por lo menos tres eslabones rígidos (302) con unas
articulaciones (306) correspondientes.
13. Válvula de compuerta deslizante según la
reivindicación 8 y según cualquiera de las reivindicaciones 9 a 12,
en la que dicha placa deslizante (20) comprende una banda de acero
externa (20''), que rodea dicho refractario (20') por medio de un
encaje por contracción, comprendiendo dicha banda de acero (20'') y
dicho anillo de sujeción (300) unos medios de bloqueo cooperantes
(308, 310) para bloquear la rotación de dicha placa deslizante
(20).
14. Válvula de compuerta deslizante según una de
las reivindicaciones 8 a 13, en la que la relación del diámetro
externo de dicho refractario (20') respecto al diámetro de dicho
primer orificio (30) es superior o igual a 4.
15. Válvula de compuerta deslizante según
cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que dicha placa
deslizante (20) y dicha placa fija (22) tienen dimensiones
idénticas.
16. Procedimiento para accionar una válvula de
compuerta deslizante lineal según lo reivindicado anteriormente,
que comprende las etapas siguientes:
- acoplar un accionador lineal a dicho mecanismo de trinquete (40, 140); y
- hacer girar dicha placa deslizante (20) por medio de dicho mecanismo de trinquete (40, 140).
17. Procedimiento según la reivindicación 16,
que comprende asimismo las siguientes etapas:
- reducir la presión de contacto funcional entre dicha placa deslizante (20) y dicha placa fija (22) de manera controlada por medio de un dispositivo reductor de presión (50) antes de hacer girar dicha placa deslizante (20).
18. Procedimiento según la reivindicación 16 ó
17, que comprende asimismo la etapa siguiente:
- medir uno o más parámetros funcionales de dicho accionador lineal durante la rotación de dicha placa deslizante (20).
19. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 16 a 18, que comprende asimismo la etapa
siguiente:
- medir uno o más parámetros funcionales de un accionador de control de flujo acoplado a dicha bandeja que se puede deslizar (26) durante el funcionamiento de dicha válvula de compuerta deslizante (10).
20. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 16 a 19, en que comprende la siguiente etapa:
- acoplar un accionador lineal a dicho mecanismo de trinquete y hacer girar dicha placa deslizante por medio de dicho mecanismo de trinquete son conducidas a un sitio remoto en el que dicha válvula de compuerta deslizante (10) no está en funcionamiento.
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