ES2342599T3 - Intercambiador de calor, especialmente para masas para la produccion de confiteria. - Google Patents
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Abstract
Intercambiador de calor (10; 30), especialmente para masas para la producción de confitería, con un revestimiento de carcasa (11; 11a) conformado preferentemente en forma cilíndrica que se encuentra cerrado en sus lados frontales, respectivamente, por una pieza de cierre (14, 15), con una entrada (18) dispuesta en la respectiva área terminal del revestimiento de la carcasa (11; 11a) y que posee una sección transversal de entrada y una salida (19) que posee una sección transversal de salida (48), para la entrada, y con tubos (23) dispuestos de forma paralela entre sí entre las piezas de cierre (14, 15) para la conducción de un medio de calefacción o refrigeración y con elementos guía helicoidales (22, 24, 25; 32, 33, 35) dispuestos dentro de la carcasa (11; 11a) para guiar la masa a calentar o enfriar, con lo que los elementos guía (22, 24, 25; 32, 33, 35) presentan perforaciones (28, 43; 34, 36) para el paso de los tubos (23), con lo que los elementos guía (22, 24) se extienden hasta el área de la entrada (18) y de la salida (19), caracterizado porque en el área de la entrada (18) los elementos guía (25) son continuados por un adaptador de alimentación (22), y en el área de salida (19), por un adaptador de evacuación (24) con, en cada caso, una pared de limitación (42, 46), con lo que para evitar espacios muertos la salida (19) o la entrada (18) se encuentra alineado con el adaptador de evacuación (24) o el adaptador de alimentación (22) de manera tal, que la sección transversal de salida o de entrada (48) cierra lateralmente a ras con la pared de limitación (46), mientras que un lado superior (51) y un lado inferior (52) de la sección transversal de salida o de entrada (48) cierra a ras con los elementos guía (25) evitando, al menos en gran parte, niveles, escalones.
Description
Intercambiador de calor, especialmente para
masas para la producción de confitería.
La presente invención hace referencia a un
intercambiador de calor, especialmente para masas para la producción
de confitería conforme al concepto genérico de la reivindicación 1.
Un intercambiador de calor de este tipo se conoce de la
GB-A-2 005 820.
Un intercambiador de calor de este tipo se
conoce de la DE 696 11 840 T2. En el intercambiador de calor
conocido, a lo largo del intercambiador de calor se encuentran
dispuestos múltiples elementos helicoidales iguales que provocan
una conducción precisa de la masa a calentar o enfriar. La
tubuladura de entrada y la tubuladura de salida para la masa se
encuentra conformada respectivamente de forma tubular en un área
terminal del revestimiento de la carcasa del intercambiador de
calor, con lo que en el área de la entrada y de la salida no se
encuentran previstos elementos helicoidales. Esto tiene como
consecuencia, que en el área de la entrada y de la salida se forman
espacios muertos en los cuales se puede depositar producto, de
manera que no se puede realizar aproximación alguna acerca del
tiempo de permanencia de las porciones de masa que se encuentran en
los espacios muertos. Si estas porciones de masa son procesadas
junto con el resto de la masa, la calidad del producto se ve
perjudicada.
De la
GB-A-2005820 se conoce un
intercambiador de calor de tubos en cuyo centro se encuentra
dispuesta una chapa de desviación en forma de espiral que es
atravesada axialmente por un haz de tubos y se encuentra envuelta
en un revestimiento de tubo. El núcleo y la chapa de desviación en
forma de espiral se componen de piezas de núcleo y de chapas de
desviación individuales que se encuentran integradas en una sola
pieza.
El intercambiador de calor conforme a la
invención, especialmente para masas para la producción de
confitería, con las características identificativas de la
reivindicación 1 posee en cambio la ventaja, de que especialmente
en el área de entrada y de salida del intercambiador de calor se
impiden espacios muertos para la masa y por ello se hace posible
una alta calidad de producto. Además, a pesar de la estructura
relativamente sencilla se logra una alta efectividad y un alto
rendimiento. El tiempo de permanencia de la masa es reducido por la
forma de construcción compacta, lo cual beneficia también a la
calidad del producto.
Perfeccionamientos ventajosos del intercambiador
de calor conforme a la invención, especialmente para masas para la
producción de confitería se indican en las reivindicaciones
secundarias.
La utilización de un adaptador de alimentación o
de evacuación conformado en una única pieza posibilita además un
fácil alojamiento de los tubos del intercambiador de calor.
En un perfeccionamiento ventajoso de la presente
invención se encuentra previsto disponer los elementos guía
alrededor de un elemento de soporte dispuesto centralmente. El
montaje se puede simplificar si las placas guía se pueden fijar y
alinear en el elemento de soporte dispuesto centralmente, de manera
que el paso posterior de los tubos a través de las aberturas en las
placas guía se simplifique.
De manera alternativa también es posible
renunciar a un elemento de soporte dispuesto centralmente y en su
lugar ensamblar los elementos guía a partir de componentes con forma
de segmento de círculo que, en cada caso, presentan placas de
cierre dispuestas en paralelo a los tubos.
Dos ejemplos de ejecución de la presente
invención se representan en el dibujo y a continuación se explican
más detalladamente. Estos muestran:
Figura 1 una representación en perspectiva,
parcialmente en corte, de un primer intercambiador de calor conforme
a la invención,
Figura 2 una vista lateral parcialmente en corte
de un segundo intercambiador de calor conforme a la invención,
Figura 3 una parte del intercambiador de calor
conforme a la figura 2, en una representación en perspectiva,
Figura 4 el área de salida de un intercambiador
de calor en vista en perspectiva, parcialmente en corte,
Figura 5 el área de salida conforme a la figura
4 sin tubuladura de salida y
Figura 6 una pieza adaptadora para el área de
salida para la conducción de los tubos del intercambiador de calor
y para evitar espacios muertos, en una vista en perspectiva.
En la figura 1 se encuentra representado un
intercambiador de calor 10 como el que se utiliza en la industria
de las confitería para producir o procesar masas como soluciones de
azúcar/glucosa o similares. El intercambiador de calor 10 presenta
un revestimiento de carcasa conformado como cilindro hueco 1 que por
motivos de claridad en la figura 1 sólo se puede ver parcialmente.
En sus lados frontales el revestimiento de la carcasa 11 posee,
respectivamente, una brida de conexión 12, 13, que se encuentra
unida, en cada caso, con una pieza de cierre 14, 15. Las piezas de
cierre con forma de campana 14, 15 presentan una entrada 16 o una
salida 17 para un medio de calefacción o de refrigeración. Además,
en el revestimiento de la carcasa 11 se encuentra dispuesto cerca
de la brida de conexión 12, 13 una tubuladura de alimentación 18 o
una tubuladura de evacuación 19 para la masa a calentar o a
refrigerar, que en las figuras 1 y 2 sólo se encuentran
representadas en forma simplificada. En el marco de las figuras 4 a
6 se explica más detalladamente su disposición y conformación.
En el espacio interior del revestimiento de la
carcasa 11 se puede colocar un inserto de intercambiador de calor
20. El inserto de intercambiador de calor 20 presenta un elemento de
apoyo tubular 21 dispuesto de forma central en el eje longitudinal
del revestimiento de la carcasa 11 y que se extiende entre ambas
bridas de conexión 12, 13. El elemento de apoyo 21 también puede
estar atravesado por el medio de calefacción o de refrigeración. En
el espacio intermedio entre el elemento 21 y el revestimiento de la
carcasa 11 se encuentran dispuestos múltiples tubos de
intercambiador de calor 23 que transcurren, en cada caso, en
paralelo entre sí y que culminan en las bridas de conexión 12, 13
que para ello presentan correspondientes perforaciones de paso.
Dentro de los tubos de intercambiador de calor 23 se transporta el
medio de calefacción o de refrigeración, más precisamente desde la
dirección de la alimentación 16 a la dirección de la evacuación 17.
Además, en el espacio intermedio entre el elemento de apoyo 21 y el
revestimiento de la carcasa 11 se extiende un elemento guía
helicoidal 25 para la masa a calentar o refrigerar. En el área de
la tubuladura de alimentación 18 un adaptador de alimentación se
conecta al elemento guía 25, y en el área de la tubuladura de
evacuación 19, un adaptador de evacuación 24.
En el ejemplo de ejecución el elemento guía 25
se compone de múltiples chapas guía conformadas como semicírculo 26
que se conectan y que conforman la conducción helicoidal para la
masa. Para ello, las chapas guía 26 se encuentran soldadas entre sí
en sus extremos frontales angostos, por ejemplo, y unidas sin
espacios con el elemento de apoyo 21 en su perímetro interior.
En el ejemplo de ejecución la disposición de las
chapas guía 26 dentro del revestimiento de la carcasa 11 es tal,
que a lo largo de todo el intercambiador de calor 10 entre el
adaptador de alimentación 22 y el adaptador de evacuación 24 se
forma, en cada caso, la misma gradiente o entre cada una de las
chapas guía 26 existe, en cada caso, la misma distancia. Sin
embargo también puede ser razonable modificar la gradiente de los
elementos guía 25 a lo largo del intercambiador de calor 10. En el
caso de una masa a calentar, puede ser adecuado especialmente
aumentar la gradiente de la tubuladura de alimentación 18 a la
tubuladura de evacuación 19 de forma continua o escalonada.
En las chapas guía 26, de acuerdo a la
disposición de los tubos de intercambiador de calor 23 se encuentran
conformadas perforaciones 28 o aberturas para poder montar o
posicionar los tubos de intercambiador de calor 23 en chapas guía
26 montadas en el elemento de apoyo 21. En este caso las ranuras
entre las perforaciones pasantes 28 y los tubos de intercambiador
de calor 23 se encuentran conformados, en lo posible, pequeñas para
que el paso de la masa en las ranuras se vea impedido.
Para completar se debe mencionar, que para una
mayor claridad en la representación de la figura 1 sólo se
encuentra representada una parte de los tubos de intercambiador de
calor 23, mientas que en las chapas guía 26 se encuentran
representadas todas las perforaciones pasantes 28.
El primer intercambiador de calor 10 trabaja de
la siguiente manera: la masa a calentar o a enfriar llega al
espacio intermedio entre el revestimiento de la carcasa 11 y el
elemento de apoyo 21 a través de la tubuladura de alimentación 18.
Ya que la alimentación de la masa se realiza bajo presión, la masa
se mueve dentro de pasillos helicoidales, que se encuentran
limitadas por las chapas guía 26 desde la tubuladura de alimentación
18 a la tubuladura de evacuación 19. Durante el transporte a través
del intercambiador de calor 10 la masa a calentar o a enfriar se
encuentra en contacto con los tubos de intercambiador de calor 23
que son atravesados por un correspondiente medio de calefacción o
de refrigeración, con lo que el medio de calefacción o refrigeración
accede al intercambiador de calor 10 a través de la alimentación 16
y es evacuado del mismo a través de la evacuación 17.
En el intercambiador de calor 30 representado en
las figuras 2 y 3 el inserto de intercambiador de calor 31
dispuesto en el revestimiento de la carcasa 11a encuentra conformado
de manera distinta al primer intercambiador de calor 10, con lo que
los demás componentes deberían ser iguales. En el segundo
intercambiador térmico 30, el inserto de intercambiador de calor 31
se compone de múltiples elementos conductores de masa 32 dispuestos
unos encima de otro, en cada casa idénticos.
Cada elemento conductor de masa 32 posee una
primera sección 33 que se encuentra dispuesta perpendicularmente a
los tubos de intercambiador de calor 23 o en paralelo a las bridas
de conexión 12 y 13. La primera sección se encuentra conformada
como un segmento circular que describe un tres cuarto de círculo. En
la primera sección 33 se encuentran conformadas perforaciones
pasantes 34 de acuerdo a la disposición de los tubos de
intercambiador de calor 23. La primera sección 33 es continuada por
una segunda sección 35 que se encuentra conformada en forma de un
segmento de cuarto de círculo y que transcurre de manera oblicua a
los tubos de intercambiador de calor 23 o las bridas de conexión 12
y 13. También en la segunda sección 35 se encuentran conformadas
perforaciones pasantes 36 para los tubos de intercambiador de calor
23. Ambas secciones 33 y 35 se encuentran unidas entre sí como una
pieza, con lo que la producción se puede realizar de forma sencilla
si primero se fabrica un disco semicircular con las perforaciones
pasantes 34 y 36 que luego recibe en un punto una ranura que
transcurre, al menos, hasta el punto central, y tras lo cual es
plegada la segunda sección 35 del nivel de la primera sección
33.
En uno de los cantos de cierre rectos 38 de la
segunda sección 35 además se encuentra dispuesta una chapa de
cierre 39 que transcurre perpendicular a la primera sección 33 y que
presenta la altura de la segunda sección doblada hacia arriba y
sobresale con una sección parcial 40 hasta por encima de la mitad de
la primera sección 33. La chapa de cierre 39, esencialmente
triangular, provoca que el segundo intercambiador de calor 30 sea
atravesado en forma helicoidal o escalonada, ya que la masa es
forzada por la chapa de cierre 39 a fluir a lo largo de la segunda
sección 35.
El segundo intercambiador de calor 30 se puede
fabricar de forma sencilla, si de acuerdo a la longitud deseada del
intercambiador de calor 30 se disponen múltiples elementos
conductores de masa 32 unos sobre otros, con lo que las respectivas
chapas de cierre 39 deberían encontrarse en un plano o estar
alineadas unas con otras. Los elementos conductores de masa 32 se
pueden introducir luego en el revestimiento de la carcasa 11a del
segundo intercambiador de calor 30, tras lo cual se pueden
implementar luego los tubos de intercambiador de calor 23.
En las figuras 4a a 6 se encuentra representada
con más detalle el área de evacuación del intercambiador de calor
10. El adaptador de evacuación representado por separado en la
figura 6 y esencialmente en forma de disco presenta un lado
superior en forma de caracol o helicoidal 42. Alineados con las
perforaciones 28 de las chapas guía 26 se encuentran conformadas
perforaciones pasantes 43 para el alojamiento de los tubos de
intercambiador de calor 23. El lado inferior 44 del adaptador de
evacuación 24, en cambio, se encuentra formado de forma plana y
cierra con la brida de evacuación 13. El diámetro exterior del
adaptador de evacuación 24 corresponde al diámetro exterior de los
elementos guía 25. Una abertura de paso 45 sirve para el alojamiento
del elemento de apoyo 21, de manera que el adaptador de evacuación
24 se encuentra alojado junto con el inserto de intercambiador de
calor 20 del revestimiento de la carcasa 11.
Debido al gradiente del lado superior 42, el
adaptador de evacuación 24 presenta una pared 46 que transcurre
perpendicularmente al lado inferior 44 y que alcanza desde el
perímetro hasta la abertura de paso 45. De acuerdo a la figura 5,
la pared 46 es continuada por la chapa guía inferior 26, con lo que
no se encuentran conformados niveles o huecos entre la pared 46 o
el adaptador de evacuación 24 y la chapa guía 26 para provocar una
conducción uniforme de la masa.
Como se puede observar especialmente en las
figuras 4 y 5, sobre el lado dirigido a la adaptador de evacuación
24 la evacuación 19 presenta una sección transversal de salida 48
con esquinas redondeadas, que en el lado dirigido al adaptador de
evacuación 24 se transforma en una sección transversal circular para
posibilitar la conexión de una tubería de evacuación (no
representada). Es esencial para evitar los espacios muertos en el
intercambiador de calor 10, que la evacuación 19 se encuentre
alineado con el adaptador de evacuación 24 de manera tal, que un
lado (angosto) 49 de la sección transversal de salida 48 cierra a
ras con la pared 46, mientras que el lado superior 51 y el lado
inferior 52 de la sección transversal de salida 48 se encuentra a
ras con el lado superior 42 del adaptador de evacuación 24 o el lado
inferior de la chapa guía inferior 26, es decir, evitando, al menos
en gran parte, los niveles, escalones o similar.
El adaptador de alimentación 22 se encuentra
conformado de acuerdo al adaptador de evacuación 24, de manera que
también allí se evitan o minimizan espacios muertos en el
intercambiador de calor 10 durante la alimentación de la masa. De
esta manera, desde el ingreso de la masa en el intercambiador de
calor 10 o hasta la salida de la masa del mismo se puede lograr una
conducción definida de la masa, evitando, al menos en gran parte,
espacios muertos.
Naturalmente también se puede pensar o se
encuentra previsto, equipar el intercambiador de calor 30 con un
adaptador de alimentación o evacuación conformado de manera
correspondiente. La gradiente del lado superior puede estar
conformada de manera uniforme o de manera escalonada por partes.
Naturalmente se puede pensar modificar o
transformar el intercambiador de calor descrito 10, 30 en el marco
de la presente invención, sin desviarse de la idea de la invención.
Especialmente se puede pensar también en conformar las
alimentaciones del medio de calefacción o de refrigeración en otro
lugar o de manera diferente a las formas de ejecución
descritas.
Claims (9)
1. Intercambiador de calor (10; 30),
especialmente para masas para la producción de confitería, con un
revestimiento de carcasa (11; 11a) conformado preferentemente en
forma cilíndrica que se encuentra cerrado en sus lados frontales,
respectivamente, por una pieza de cierre (14, 15), con una entrada
(18) dispuesta en la respectiva área terminal del revestimiento de
la carcasa (11; 11a) y que posee una sección transversal de entrada
y una salida (19) que posee una sección transversal de salida (48),
para la entrada, y con tubos (23) dispuestos de forma paralela
entre sí entre las piezas de cierre (14, 15) para la conducción de
un medio de calefacción o refrigeración y con elementos guía
helicoidales (22, 24, 25; 32, 33, 35) dispuestos dentro de la
carcasa (11; 11a) para guiar la masa a calentar o enfriar, con lo
que los elementos guía (22, 24, 25; 32, 33, 35) presentan
perforaciones (28, 43; 34, 36) para el paso de los tubos (23), con
lo que los elementos guía (22, 24) se extienden hasta el área de la
entrada (18) y de la salida (19), caracterizado porque en el
área de la entrada (18) los elementos guía (25) son continuados por
un adaptador de alimentación (22), y en el área de salida (19), por
un adaptador de evacuación (24) con, en cada caso, una pared de
limitación (42, 46), con lo que para evitar espacios muertos la
salida (19) o la entrada (18) se encuentra alineado con el adaptador
de evacuación (24) o el adaptador de alimentación (22) de manera
tal, que la sección transversal de salida o de entrada (48) cierra
lateralmente a ras con la pared de limitación (46), mientras que un
lado superior (51) y un lado inferior (52) de la sección
transversal de salida o de entrada (48) cierra a ras con los
elementos guía (25) evitando, al menos en gran parte, niveles,
escalones.
2. Intercambiador de calor conforme a la
reivindicación 1, caracterizado porque la pared de limitación
(46) del adaptador de alimentación o evacuación (22, 24) se orienta
hacia el centro.
3. Intercambiador de calor conforme a la
reivindicación 2, caracterizado porque el adaptador de
alimentación o evacuación (22, 24) se encuentra conformado como
cuerpo macizo.
4. Intercambiador de calor conforme a una de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque en el lado
dirigido al intercambiador de calor (10, 30), la sección
transversal de entrada o salida (48) de la entrada (18) o de la
salida (19) se encuentra conformado esencialmente de manera
rectangular.
5. Intercambiador de calor conforme a una de las
reivindicaciones 3 o 4, caracterizado porque entre las piezas
de cierre (14, 15) y en el eje longitudinal del revestimiento de la
carcasa (11) se encuentra dispuesto un elemento de soporte (21),
que los elementos guía (22, 24, 25) se encuentran dispuestos en
espacio intermedio entre el elementos de soporte (21) y el
revestimiento de la carcasa (11), y que una parte de los elementos
guía (25) se encuentran conformados como elementos anulares (26) que
se encuentran fijados en el elemento de soporte (21).
6. Intercambiador de calor conforme a la
reivindicación 5, caracterizado porque el elemento de soporte
(21) junto con los elementos anulares (26) forman una unidad de
instalación (20) que se puede colocar en el revestimiento de la
carcasa (11).
7. Intercambiador de calor conforme a la
reivindicación 1, caracterizado porque los elementos guía
(33, 35) conforman, en cada caso, una unidad (32), y que de acuerdo
a la longitud del revestimiento de la carcasa (11a) se pueden
ensamblar múltiples unidades iguales (32) y se pueden colocar como
unidad de instalación (31) en el revestimiento de la carcasa
(11a).
8. Intercambiador de calor conforme a la
reivindicación 7, caracterizado porque los elementos guía
(32) presentan, en cada caso, una primera sección (33) dispuesta
perpendicularmente a los tubos (23) y una segunda sección (35)
dispuesta en forma oblicua a los tubos (23), que la primera sección
(33) se encuentra conformada como segmento de tres cuartos de
círculo y la segunda sección (35), como segmento de cuarto de
círculo y que en el área de la segunda sección (35), en cada caso,
se encuentra dispuesta una placa de cierre (39) que se encuentra
unida de forma hermética con la segunda sección (35) en el canto de
cierre (38), y esta placa de cierre (39) transcurre en paralelo a
los tubos (23), con lo que todas las placas de cierre (39) de la
unidad de instalación (31) se encuentran alineadas entre sí.
9. Intercambiador de calor conforme a una de las
reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque el gradiente de
los elementos guía (22, 24, 25; 35) se puede modificar a través de
la longitud del intercambiador de calor (10; 10a).
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