ES2350751T3 - Horno de múltiples soleras. - Google Patents
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Abstract
Horno de múltiples soleras que comprende: un árbol (20) hueco giratorio vertical que incluye por lo menos un nodo de fijación de brazo agitador (28); por lo menos un brazo agitador (26) que incluye una estructura tubular (120, 124, 186) para hacer circular a través de la misma un fluido de refrigeración y un extremo de acoplamiento que es recibido como una clavija en un casquillo (100) dispuesto en dicho nodo de fijación de brazo (28), incluyendo dicho extremo de acoplamiento unos medios de suministro y retorno de fluido de refrigeración en el mismo; y unos medios de sujeción para sujetar dicho brazo agitador (26) con su extremo de acoplamiento en dicho casquillo (100), incluyendo dichos medios de sujeción: un perno de apriete (150) para presionar dicho extremo de acoplamiento en el interior de dicho casquillo (100), sobresaliendo dicho perno de apriete (150) fuera del extremo de acoplamiento de dicho brazo giratorio en el que presenta una cabeza de perno (154) que puede conducirse mediante la rotación de dicho perno de apriete (150) alrededor de su eje central hacia el interior y el exterior del acoplamiento a modo de gancho con una superficie de tope (162) en dicho nodo de fijación de brazo (28); y un manguito roscado (160) atornillado sobre un extremo roscado (158) de dicho perno de apriete (150) para ejercer una fuerza de apriete sobre dicho perno de apriete (150); en el que: dicho extremo de acoplamiento presenta un taladro pasante (132) en el que dicho perno de apriete (150) está ajustado giratoriamente de tal modo que su extremo roscado (158) sobresalga fuera de dicho taladro pasante (132); y dicho manguito roscado (160), que se atornilla sobre dicho extremo roscado (158), se apoya sobre una superficie de tope de dicho extremo de acoplamiento para ejercer dicha fuerza de apriete sobre dicho perno de apriete (150); caracterizado porque dicho extremo de acoplamiento está formado por un cuerpo de clavija sólido (110) que presenta un extremo frontal y un extremo posterior; dicha estructura tubular (120, 124, 186) de dicho brazo agitador (26) comprende un tubo de soporte de brazo (120), que está conectado al extremo posterior de dicho cuerpo de clavija (110), y un tubo de guiado de gas (124), que está dispuesto en el interior de dicho tubo de soporte de brazo (120) y coopera con este último para definir entre ellos un espacio (126) de refrigeración anular pequeño para canalizar el gas de refrigeración desde el árbol (20) hasta el extremo libre del brazo agitador (26), y la sección interior de dicho tubo de guiado de gas (124) forma un canal de retorno (128) para el gas de refrigeración; dichos medios de suministro y retorno de fluido de refrigeración incluyen por lo menos un canal de suministro de fluido de refrigeración (146, 146') y por lo menos un canal de retorno de fluido de refrigeración (140) dispuestos en dicho cuerpo de clavija sólido (110) alrededor de dicho taladro pasante (132), en el que en dicho extremo posterior de dicho cuerpo de clavija sólido (110), dicho por lo menos un canal de suministro de fluido de refrigeración (146, 146') está en comunicación con dicho espacio (126) de refrigeración anular pequeño y dicho por lo menos un canal de retorno de fluido de refrigeración (140) está en comunicación con dicho canal de retorno (128); y dicho taladro pasante (132), en el que está ajustado giratoriamente dicho perno de apriete (150), se extiende axialmente a través de dicho cuerpo de clavija sólido (110), y dicha superficie de tope, sobre la cual se apoya dicho manguito roscado (160), está formada en el extremo posterior de dicho cuerpo de clavija sólido (110).
Description
Horno de múltiples soleras.
La presente invención se refiere generalmente a
un horno de múltiples soleras (MHF).
Se han utilizado hornos de múltiples soleras
(MHF) desde hace ahora aproximadamente un siglo para calentar o
tostar muchos tipos de material. Comprenden una pluralidad de
cámaras de solera dispuestas unas encima de las otras. Cada una de
estas cámaras de solera comprende una solera circular que presenta
alternativamente un orificio de caída de material central o una
pluralidad de orificios de caída de material periféricos en la
misma. Un árbol giratorio vertical se extiende centralmente a través
de todas estas cámaras de solera superpuestas y presenta en cada
una de ellas un nodo de fijación de brazo agitador. Están conectados
unos brazos agitadores en voladizo a un nodo de fijación de
agitador de ese tipo (normalmente hay de dos a cuatro brazos
agitadores por cámara de solera). Cada brazo agitador comprende una
pluralidad de dientes agitadores que se extienden hacia abajo en el
material de la solera. Cuando el árbol giratorio vertical gira, los
brazos agitadores surcan el material en la solera con sus dientes
agitadores o bien hacia el orificio de caída central o bien hacia
los orificios de caída periféricos en la solera. Por tanto, se hace
que el material cargado en la cámara de solera superior se mueva
lentamente hacia abajo a través de todas las cámaras de solera
sucesivas, empujándose mediante los brazos agitadores giratorios
sobre las soleras sucesivas de manera alterna desde la periferia
hasta el centro (en una solera con un orificio de caída de material
central) y desde el centro hasta la periferia (en una solera con
orificios de caída de material periféricos). Al llegar a la cámara
de solera inferior, el material tostado o calentado sale del MHF a
través de una abertura de descarga de horno.
En un MHF, el árbol giratorio vertical así como
los brazos agitadores son estructuras tubulares que se refrigeran
mediante un fluido de refrigeración gaseoso como aire ambiental (por
motivos de simplicidad, el fluido de refrigeración gaseoso se
denominará en la presente memoria "gas de refrigeración"
incluso si es una mezcla de varios gases). El árbol giratorio
vertical incluye un canal de distribución de gas de refrigeración
para suministrar el gas de refrigeración a los brazos agitadores.
Desde este canal de distribución de gas de refrigeración, el gas de
refrigeración se canaliza a través de la conexión entre el brazo
agitador y el nodo de fijación de brazo agitador al interior de la
estructura tubular del brazo agitador. Puesto que el sistema de
refrigeración del brazo agitador es normalmente un sistema cerrado,
el gas de refrigeración que retorna del brazo agitador debe
canalizarse a través de la conexión entre el brazo agitador y el
nodo de fijación de brazo agitador al interior de un canal de gas
de escape en el árbol giratorio vertical.
La conexión entre un brazo agitador en voladizo
y el árbol giratorio vertical debe satisfacer por lo menos los
siguientes requisitos. Debe ser lo suficientemente fuerte como para
soportar no sólo el peso del brazo sino también las fuerzas de
cizalladura y el par de torsión considerables generados cuando los
dientes agitadores surcan a través del material en la solera. Debe
ser fiable a las temperaturas de funcionamiento del MHF, es decir,
temperaturas de hasta 1.000ºC, y cuando el brazo agitador se somete
a vibraciones. Debe poder canalizar el gas de refrigeración desde
el árbol giratorio vertical hasta el brazo agitador y viceversa, con
una pérdida de presión razonable y sin fuga de gas de refrigeración
al interior de una cámara de solera y entre el flujo de suministro
y el flujo de retorno del gas de refrigeración. Por último pero no
menos importante, debe permitir un fácil intercambio del brazo
agitador, preferentemente sin tener que enfriar completamente el
MHF.
En los últimos cien años, se han descrito muchas
conexiones diferentes entre el brazo agitador en voladizo y el
árbol giratorio vertical. Por ejemplo:
Las patentes US nº 1.164.130 y US nº 1.468.216
describen ambas un MHF en el que el brazo agitador está dotado de
un extremo de acoplamiento tubular que se ajusta en el interior de
un casquillo proporcionado en el árbol giratorio vertical. El
extremo de acoplamiento tubular del brazo agitador es básicamente un
cuerpo cilíndrico pero puede ser de sección transversal ligeramente
decreciente. Con el fin de sujetar el brazo agitador en una
posición apropiada, su extremo de acoplamiento tubular está dotado
de una lengüeta de bloqueo, adaptada para pasar a través de una
ranura proporcionada en un borde en la entrada del casquillo y para
encajarse con una arista interna en pendiente de una superficie de
leva o resalte de bloqueo proporcionado en la pared interna del
casquillo. El extremo de acoplamiento tubular del brazo agitador se
introduce en el casquillo y entonces se le da un giro de 90º para
encajar la lengüeta de bloqueo por detrás del resalte de bloqueo y
arrastrar el extremo de acoplamiento tubular del brazo agitador al
interior del casquillo. Se proporciona un resalte de tope en la
pared interna del casquillo para impedir el movimiento de giro
adicional del brazo agitador cuando las partes se han llevado a una
posición apropiada. Un sistema de bloqueo de la técnica anterior de
este tipo puede liberarse fácilmente durante el funcionamiento del
MHD. Además, dar un giro de 90º al brazo agitador para sujetarlo
dentro del casquillo no es una operación fácil dentro de una cámara
de solera.
El documento FR 620316 describe un MHF en el que
el brazo agitador está dotado de un extremo de acoplamiento
cilíndrico tubular que se ajusta en el interior de un casquillo
cilíndrico proporcionado en un nodo de fijación de brazo agitador
del árbol giratorio vertical. Una varilla de unión acodada se
extiende a lo largo de toda la longitud del brazo agitador a través
de uno de dos canales superpuestos en el brazo agitador. El extremo
de la varilla de unión que sobresale de manera excéntrica del
extremo de acoplamiento cilíndrico tubular del brazo agitador
soporta una cabeza en cola de milano para encajarse con una
hendidura en cola de milano en una pared interna del nodo de
fijación de brazo agitador. El extremo de la varilla de unión
sobresale axialmente del extremo frontal del brazo agitador y
soporta una rosca sobre la que se atornilla una tuerca. Apretando
esta tuerca, se presiona axialmente el extremo de acoplamiento
cilíndrico tubular del brazo en el interior de su casquillo
cilíndrico en el nodo de fijación de brazo agitador. Es obvio que no
será muy fácil encajar la cabeza en cola de milano de la varilla de
unión en la hendidura en cola de milano en el nodo de fijación de
brazo agitador.
La patente US nº 1.687.935 describe un MHF en el
que el brazo agitador está dotado de un extremo de acoplamiento
cónico tubular que se encaja con un elemento adaptador en el árbol.
El extremo de acoplamiento cónico tubular presenta dos partes de
apoyo cilíndricas convexas separadas en el mismo. La parte de apoyo
cilíndrica convexa más pequeña ubicada en el extremo frontal del
extremo de acoplamiento cónico tubular se encaja con un manguito de
acoplamiento cilíndrico de un conducto en el interior del elemento
adaptador. La parte de apoyo cilíndrica convexa más grande ubicada
en el extremo posterior del extremo de acoplamiento cónico tubular
se encaja con un manguito de acoplamiento cilíndrico en la entrada
del elemento adaptador. Se usa un fiador de sujeción radial para
sujetar el extremo de acoplamiento cónico tubular del brazo agitador
dentro del elemento adaptador. Un sistema de bloqueo de brazo
agitador de este tipo puede liberarse fácilmente cuando se somete el
brazo agitador a vibraciones. Además, puede imaginarse fácilmente
que no será muy fácil montar o desmontar el fiador de sujeción sin
entrar en el MHF. Por último pero no menos importante, el elemento
adaptador tal como se describe en la patente US nº 1.687.935 es con
toda probabilidad demasiado voluminoso para integrarse en un árbol
giratorio vertical de tamaño normal.
La patente US nº 3.419.254 describe un MHF, en
el que el sistema de fijación para los brazos agitadores en
voladizo es similar al sistema descrito en la patente US nº
1.687.935. El brazo agitador está dotado de un extremo de
acoplamiento cónico tubular que se encaja con una abertura en el
árbol. El extremo de acoplamiento cónico tubular presenta dos
partes de apoyo cilíndricas convexas separadas en el mismo. La
parte de apoyo cilíndrica convexa más pequeña ubicada en el extremo
frontal del extremo de acoplamiento cónico tubular se encaja con
una abertura en un elemento tubular interno del árbol giratorio
vertical. La parte de apoyo cilíndrica convexa más grande ubicada
en el extremo posterior del extremo de acoplamiento cónico tubular
se encaja con una superficie de acoplamiento cilíndrica que rodea
una abertura dentro de un elemento tubular externo del árbol. Se
usa un fiador de sujeción radial para sujetar el acoplamiento cónico
tubular del brazo agitador dentro del árbol. Un sistema de bloqueo
de brazo agitador de este tipo puede liberarse cuando el brazo
agitador se somete a vibraciones. Además, puede imaginarse
fácilmente por ejemplo que no será muy fácil montar o desmontar el
fiador de sujeción sin entrar en el MHF. Por último pero no menos
importante, la integración de las aberturas de apoyo cilíndricas
para el extremo de acoplamiento cónico tubular directamente en el
interior del elemento tubular interno y externo del árbol giratorio
vertical necesita un considerable refuerzo local de este elemento
tubular interno y externo y provoca además problemas en lo que se
refiere a la estanqueidad al gas.
La patente US nº 1.732.844 describe un MHF en el
que el brazo agitador está dotado de un extremo de acoplamiento
tubular que se ajusta en un casquillo proporcionado en un árbol
giratorio vertical de diámetro grande. Una superficie de asiento
cónica cóncava está dispuesta alrededor de la entrada del casquillo
y una superficie de asiento complementario cónica convexa formada
por un resalte en el extremo de acoplamiento tubular del brazo
agitador. El extremo de acoplamiento tubular se sujeta en su
casquillo por medio de un seguro que puede accionarse desde el
interior del árbol y que se encaja con un resalte formado en el
extremo de acoplamiento tubular del brazo agitador. Es obvio que un
sistema de conexión de agitador de este tipo sólo es posible para
un MHF que presente un árbol giratorio vertical de diámetro grande,
que permita sujetar los brazos agitadores desde el interior del
árbol giratorio vertical.
El documento DE 350646 describe un MHF que ha
sido concebido para utilizarse con aire y agua como fluido de
refrigeración. El brazo agitador está dotado de un extremo de
acoplamiento tubular que se ajusta en una caja de conexión de un
árbol giratorio vertical de diámetro grande. La caja de conexión
comprende una abertura de entrada rodeada por una primera
superficie de asiento cónica cóncava y una pared de división interna
con una segunda abertura en la misma. La abertura de entrada
proporciona acceso a una primera cámara de conexión y la abertura
en la pared de división interna proporciona acceso a una segunda
cámara de conexión, que está separada de la primera cámara de
conexión por la pared de división interna. El extremo de
acoplamiento tubular del brazo agitador presenta un resalte que
forma una superficie de asiento complementario cónica convexa que
se asienta sobre la primera superficie de asiento cónica cóncava
rodeando la abertura de entrada de la caja de conexión. Una
extensión cónica del acoplamiento tubular se extiende de manera
estanca a través de la segunda abertura al interior de la segunda
cámara de conexión. La extensión cónica del acoplamiento tubular
soporta una varilla roscada que se extiende de manera estanca al
interior del árbol, en el que se sujeta por medio de una tuerca. Es
obvio que un sistema de conexión de agitador de este tipo sólo es
posible para un MHF que presenta un árbol giratorio vertical de
diámetro grande para integrar en el mismo una caja de conexión
bastante grande y que permite sujetar los brazos agitadores desde
el interior del árbol giratorio vertical.
El documento DE 263939 describe un brazo
agitador fijado a un árbol hueco giratorio vertical. El brazo
agitador incluye una estructura tubular de hierro colado, que está
diseñado para hacer circular a través del mismo un gas de
refrigeración. Un extremo de acoplamiento tubular cilíndrico está
alojado en un casquillo cilíndrico dispuesto en el árbol hueco
giratorio vertical. Una superficie de resalte de este extremo de
acoplamiento se asienta sobre una superficie de asiento rodeando el
casquillo en el árbol vertical. Una junta de obturación está
dispuesta entre la superficie de resalte del extremo de acoplamiento
y la superficie de asiento en el árbol vertical. Está previsto un
perno de apriete, que se extiende desde el extremo de acoplamiento
del brazo agitador hasta el extremo frontal del brazo agitador,
para sujetar el brazo agitador con su extremo de acoplamiento en el
casquillo. Este perno de apriete sobresale del extremo de
acoplamiento del brazo agitador, presentando una cabeza de perno
que puede llevarse, mediante la rotación del perno de apriete
alrededor de su eje central, hacia el interior y el exterior del
acoplamiento a modo de gancho con una superficie de tope en el nodo
de fijación de brazo. En el extremo frontal del brazo agitador, se
atornilla un manguito roscado sobre un extremo roscado del perno de
apriete para ejercer una fuerza de apriete sobre el perno de
apriete. En una solución alternativa, la cabeza de perno está
diseñada como una tuerca de tornillo. Se observará que los medios de
sujeción del brazo agitador descritos en el documento DE 263939
adolecen de inconvenientes importantes. Incluso una ligera
deformación mecánica o un sobrecalentamiento del brazo agitador
puede, de hecho, deformar, dañar o incluso romper el perno de
apriete que se extiende a través del brazo agitador. Se observará en
particular que incluso pequeñas elongaciones plásticas del perno de
apriete, debidas por ejemplo a un sobrecalentamiento del brazo
agitador, reducirán a cero la fuerza de apriete. Por último pero no
menos importante, será muy difícil desmontar un brazo agitador, una
vez que su perno de apriete se haya deformado sólo ligeramente.
El documento DE 268602 describe un brazo
agitador tubular que se dice que supera los inconvenientes del brazo
agitador dado a conocer en el documento DE 263939. El brazo
agitador con su extremo de acoplamiento cilíndrico forma un tubo
colado de una pieza, con una pared de división central colada in
situ. Esta última separa una primera trayectoria para el gas de
refrigeración que fluye hasta el extremo frontal del brazo agitador
de una segunda trayectoria para el gas de refrigeración que fluye de
vuelta hasta el extremo de acoplamiento. Un perno de apriete de
longitud corta está dispuesto en un casquillo tubular que sobresale
axialmente hacia el interior del extremo de acoplamiento tubular.
Un primer extremo del perno de apriete sobresale del extremo de
acoplamiento del brazo agitador, presentando una cabeza de perno que
puede llevarse, mediante la rotación del perno de apriete alrededor
de su eje central, hacia el interior y el exterior del acoplamiento
a modo de gancho con una superficie de tope en el nodo de fijación
de brazo. Se atornilla un manguito roscado sobre un extremo roscado
del perno de apriete que sobresale del casquillo tubular. Este
manguito roscado se apoya sobre la cara de extremo del casquillo
tubular para ejercer una fuerza de apriete sobre el perno de
apriete. La parte media de la pared de división colada in
situ está curvada a lo largo de toda su longitud con el fin de
proporcionar libre acceso al manguito roscado desde el extremo
frontal del brazo agitador; de ese modo el manguito roscado puede
apretarse o liberarse con una montura de llave sobre una barra. Los
medios de suministro de gas de refrigeración comprenden una
abertura, que está dispuesta en la pared cilíndrica de la extensión
tubular para comunicarse con dicha primera trayectoria. Los medios
de retorno de gas de refrigeración comprenden una abertura, que
está dispuesta en una placa de base de la extensión tubular para
comunicarse con dicha segunda trayectoria.
En MHF modernos, el brazo agitador comprende la
mayoría de las veces una rama de conexión con una pestaña de anillo
para conectar un brazo agitador a la misma. El brazo agitador
comprende en su extremo posterior un cuerpo de acoplamiento tubular
con una pestaña de anillo complementaria que está unida con pernos
sobre la pestaña de anillo de la rama de conexión. Una conexión de
pestaña de este tipo garantiza una alta resistencia mecánica,
incluso a altas temperaturas de funcionamiento del MHF y
difícilmente se suelta cuando el brazo agitador se somete a
vibraciones. Sin embargo, para intercambiar un brazo agitador con
una conexión de pestaña es necesario que los operarios penetren en
la cámara de solera para separar o renovar la conexión de pestaña
entre el brazo agitador y la rama de conexión. Esto requiere, por
supuesto, que el MHF se enfríe en primer lugar antes de
intercambiar el brazo agitador.
Un primer objetivo de la presente invención es
proporcionar un MHF con un sistema compacto para conectar unos
brazos agitadores al árbol giratorio vertical, que garantice que los
brazos agitadores están sujetos de manera fiable al árbol giratorio
pero que no obstante pueden intercambiarse fácilmente, y en el que
los medios de sujeción de brazo agitador están protegidos
relativamente bien frente a deformaciones mecánicas y el
sobrecalentamiento del brazo agitador.
La presente invención propone un MHF que
comprende un árbol hueco giratorio vertical con por lo menos un
brazo agitador. Este por lo menos un brazo agitador incluye una
estructura tubular para hacer circular a través de la misma un
fluido de refrigeración y un extremo de acoplamiento que se aloja en
un casquillo dispuesto en un nodo de fijación de brazo del árbol
hueco giratorio vertical. Este extremo de acoplamiento incluye por
lo menos un canal de suministro de fluido de refrigeración y por lo
menos un canal de retorno de fluido de refrigeración en el mismo.
Se proporcionan unos medios de sujeción para sujetar el brazo
agitador con su extremo de acoplamiento en el casquillo. Estos
medios de sujeción incluyen un perno de apriete para presionar el
cuerpo de clavija en el interior del casquillo. El perno de apriete
sobresale del extremo de acoplamiento del brazo giratorio, en el
que presenta una cabeza de perno que puede llevarse mediante la
rotación del perno de apriete alrededor de su eje central hacia el
interior y el exterior del acoplamiento a modo de gancho con una
superficie de tope en el nodo de fijación de brazo. Se atornilla un
manguito roscado sobre un extremo roscado del perno de apriete para
ejercer una fuerza de apriete sobre el perno de apriete. Según un
aspecto de la presente invención, el extremo de acoplamiento está
formado por un cuerpo de clavija sólido, que está conectado a la
estructura tubular del brazo agitador y presenta un extremo frontal
y un extremo posterior. Un taladro pasante se extiende axialmente
desde el extremo frontal hasta el extremo posterior, en el que dicho
por lo menos un canal de suministro de fluido de refrigeración y
dicho por lo menos un canal de retorno de fluido de refrigeración
están dispuestos en el cuerpo de clavija alrededor del taladro
pasante. El perno de apriete está ajustado giratoriamente en el
taladro pasante y su extremo roscado sobresale del taladro pasante
en el extremo posterior del cuerpo de clavija. El manguito roscado,
que está atornillado sobre el extremo roscado, se apoya sobre una
superficie de tope en el extremo posterior del cuerpo de clavija
para ejercer la fuerza de apriete sobre el perno de apriete. La
estructura tubular del brazo agitador comprende un tubo de soporte
de brazo, que está conectado al extremo posterior del cuerpo de
clavija, y un tubo de guiado de gas, que está dispuesto en el
interior del tubo de soporte de brazo y actúa conjuntamente con
este último para definir entre ellos un espacio de refrigeración
anular pequeño para canalizar el gas de refrigeración desde el árbol
hasta el extremo libre del brazo agitador. La sección interior de
dicho tubo de guiado de gas forma un canal de retorno para el gas
de refrigeración. Los medios de suministro y retorno de fluido de
refrigeración incluyen por lo menos canal de suministro de fluido
de refrigeración y por lo menos un canal de retorno de fluido de
refrigeración dispuestos en el cuerpo de clavija sólido alrededor
del taladro pasante. En el extremo posterior del cuerpo de clavija
sólido, dicho por lo menos un canal de suministro de fluido de
refrigeración está en comunicación con el espacio de refrigeración
anular pequeño y dicho por lo menos un canal de retorno de fluido de
refrigeración está en comunicación con el canal de retorno.
Una forma realización preferida de la cabeza de
perno presenta, por ejemplo, la forma de una cabeza de martillo que
define una superficie de resalte en cada lado del vástago, en el que
la cabeza de martillo se apoya con ambas superficies de resalte
contra la superficie de tope en el nodo de fijación de brazo
agitador. Sin embargo, la cabeza de perno puede presentar por
supuesto la forma de un simple gancho que define sólo una única
superficie de resalte. También puede presentar una forma más
complicada, siempre que todavía pueda llevarse mediante la rotación
del perno de apriete alrededor de su eje central hacia el interior y
el exterior del acoplamiento a modo de gancho con una superficie de
tope en el nodo de fijación de brazo.
Para apretar o liberar fácilmente el cojinete de
manguito roscado en la superficie de tope en el lado posterior del
cuerpo de clavija y para comprobar fácilmente que, por ejemplo, no
se ha liberado, los medios de sujeción comprenden además un tubo de
accionamiento sujeto con un primer extremo al manguito roscado y que
se extiende a través de todo el brazo agitador hasta el extremo
libre de este último, en el que su segundo extremo soporta una
cabeza de acoplamiento para acoplar a la misma una llave de
accionamiento para transmitir un par de torsión al manguito roscado
a través de dicho tubo de accionamiento. Alternativamente, la cabeza
de acoplamiento para acoplar a la misma una llave de accionamiento
podría sujetarse directamente al manguito roscado, es decir, sin el
tubo de accionamiento sujeto permanentemente al manguito roscado.
Esta solución alternativa haría, sin embargo, más difícil el
acoplamiento de una llave de accionamiento al manguito y la
comprobación de que el manguito roscado está suficientemente
apretado.
El perno de apriete está conectado
ventajosamente a un tubo de colocación que se extiende a través de
todo el brazo agitador hasta el extremo libre de este último. El
tubo de colocación permite colocar fácilmente el perno de apriete,
para mantener a este último en su sitio cuando se ejerce un par de
torsión sobre el manguito roscado y para comprobar la posición
angular de la cabeza de perno. El tubo de colocación es
ventajosamente coaxial y está soportado giratoriamente dentro del
tubo de accionamiento, es decir, ya no ocupa lugar dentro de la
estructura tubular del brazo agitador.
La estructura tubular del brazo agitador
normalmente incluye un tubo de soporte de brazo, en el que se
conecta el cuerpo de clavija a un extremo del tubo de soporte de
brazo y su otro extremo está cerrado mediante una tapa de extremo.
El tubo de accionamiento se extiende axialmente a través del tubo se
soporte de brazo y su extremo libre se soporta giratoriamente de
una manera estanca en un orificio pasante de la tapa de extremo.
Esta disposición permite, por ejemplo, inspeccionar visualmente la
posición de la cabeza de acoplamiento del tubo de accionamiento y
de colocación, sin fuga de gas a través del extremo frontal del
brazo.
En lugar de presentar un extremo de acoplamiento
tubular, como en todos los brazos agitadores de la técnica
anterior, el brazo agitador presenta un cuerpo de clavija sólido que
es ventajosamente un cuerpo colado sujeto a la estructura tubular
del brazo agitador, en el que el orificio en el que se ajusta la
parte de vástago cilíndrica y el por lo menos un canal de
suministro de fluido de refrigeración y dicho por lo menos un canal
de retorno de fluido de refrigeración se proporcionan como
perforaciones en dicho cuerpo colado sólido (que comprende
orificios pasantes rectos y orificios compuestos. Se apreciará que
un cuerpo de clavija de este tipo, que puede fabricarse sin
necesitar moldes de colada complicados, son unos medios de conexión
particularmente compactos, fuertes y fiables para conectar el brazo
agitador al árbol giratorio vertical.
En una forma de realización preferida del MHF,
el casquillo presenta en el mismo una superficie de asiento cónica
cóncava primera o interna ubicada en proximidad de su superficie
inferior y una superficie de guiado cilíndrica cóncava ubicada más
cerca de la abertura de entrada del casquillo; y el cuerpo de
clavija presenta en el mismo una primera superficie de asiento
complementario cónica convexa y una superficie de guiado cilíndrica
convexa, actuando conjuntamente con dicha superficie de asiento
cónica cóncava, respectivamente dicha superficie de guiado
cilíndrica cóncava en el casquillo. Más particularmente, las
superficies de guiado cilíndricas actúan conjuntamente entre sí
para guiar el cuerpo de clavija del brazo agitador axialmente hacia
el interior y el exterior de una posición en la que el cuerpo de
clavija se asienta con su primera superficie de asiento
complementario cónica convexa sobre la primera superficie de
asiento cónica cóncava. Se apreciará que la guía axial proporcionada
por las dos superficies de guiado cilíndricas reduce
considerablemente el riesgo de daño al cuerpo de clavija o al
casquillo durante la operación de acoplamiento final. Cuando el
cuerpo de clavija se asienta en su casquillo, su primer asiento
complementario cónico convexo actúa conjuntamente con la primera
superficie de asiento cónica cóncava para proporcionar una primera
función de obturación entre el cuerpo de clavija y el casquillo en
la proximidad de la parte inferior del casquillo. Esta primera
función de obturación permite por ejemplo proporcionar una conexión
de gas de refrigeración en el extremo frontal del cuerpo de
clavija.
El casquillo presenta ventajosamente en el mismo
una superficie de asiento cónica cóncava segunda o externa,
situándose la superficie de guiado cilíndrica cóncava entre la
primera superficie de asiento cónica cóncava y la segunda
superficie de asiento cónica cóncava. El cuerpo de clavija presenta
entonces en el mismo una segunda superficie de asiento
complementario cónica convexa, situándose la superficie de guiado
cilíndrica convexa entre la primera superficie de asiento
complementario cónica convexa y la segunda superficie de asiento
complementario cónica convexa. Durante la introducción del cuerpo de
clavija en el interior del casquillo, la superficie de asiento
cónico cóncava externa guía en primer lugar el cuerpo de clavija en
alineación axial con la superficie de guiado cilíndrica: Cuando el
cuerpo de clavija se asienta en su casquillo, su segundo asiento
complementario cónico convexo actúa conjuntamente con la segunda
superficie de asiento cónica cóncava para proporcionar una segunda
función de obturación entre el cuerpo de clavija y el casquillo
cerca de la entrada del casquillo. Esta segunda función de
obturación permite por ejemplo proporcionar una conexión de gas
estanca de refrigeración en las superficies de guiado
cilíndricas.
Por tanto, con la configuración descrita en el
párrafo anterior, por lo menos un canal de gas de refrigeración
está dispuesto ventajosamente en el nodo de fijación de brazo
agitador que presenta una abertura en la superficie de guiado
cilíndrica cóncava; y por lo menos un canal de gas de refrigeración
está dispuesto entonces en el cuerpo de clavija del brazo agitador
que presenta una abertura en la superficie de guiado cilíndrica
convexa, en el que las aberturas se solapan cuando el cuerpo de
clavija se asienta en sus asientos en el casquillo.
El nodo de fijación de brazo agitador comprende
ventajosamente un cuerpo colado con forma de anillo realizado en
acero refractario, estando los casquillos dispuestos radialmente en
el cuerpo colado con forma de anillo. Se apreciará que un nodo de
fijación de brazo agitador de este tipo son unos medio de conexión
particularmente compactos, fuertes y fiables para conectar el brazo
agitador al árbol giratorio vertical.
El árbol incluye ventajosamente una estructura
de soporte que consiste en los nodos de fijación de brazo agitador
y en tubos de soporte intermedios que están interpuestos como
elementos que portan carga estructural entre los nodos de fijación
de brazo agitador descritos en el párrafo anterior. Los nodos de
fijación de brazo agitador y los tubos de soporte intermedios se
ensamblan preferentemente mediante soldadura. Se apreciará que un
árbol de este tipo puede fabricarse fácilmente a costes
relativamente bajos utilizando elementos normalizados. Sin embargo,
proporciona una estructura de soporte fuerte, de larga duración que
presenta una resistencia muy buena con respecto a la temperatura y
los agentes corrosivos en las cámaras de solera.
Por lo menos una sección del árbol que se
extiende entre dos cámaras de solera adyacentes comprende: un tubo
de soporte intermedio fijado entre dos nodos de fijación de brazo
para formar una envuelta externa; una camisa de guiado de gas
intermedia dispuesta dentro del tubo de soporte intermedio de modo
que delimita un canal de suministro de gas de refrigeración
principal anular entre ambos; y una camisa de guiado de gas interna
dispuesta dentro del tubo de soporte intermedio de modo que delimita
un canal de distribución de gas de refrigeración principal anular
entre ambos, definiendo además la camisa de guiado de gas interna la
pared externa de un canal de escape central. Una sección de árbol
de este tipo con tres pasos concéntricos para el gas de
refrigeración, garantiza una refrigeración excelente de la pared
externa de la sección de árbol, es decir, el tubo de soporte
intermedio que lleva carga. Este último forma de hecho la pared
externa del canal de suministro de gas de refrigeración principal,
a través del cual se canaliza todo el flujo de suministro de gas de
refrigeración antes de distribuirse en los brazos agitadores.
El nodo de fijación de brazo comprende
ventajosamente un cuerpo colado con forma de anillo que incluye: por
lo menos uno de los casquillos para alojar en el mismo el cuerpo de
clavija del brazo agitador; un paso central que forma el canal de
escape central para el gas de refrigeración dentro del nodo de
fijación de brazo; unos primeros pasos secundarios dispuestos en
una primera sección de anillo del cuerpo colado, de modo que se
proporcionan pasos de gas para el gas de refrigeración que fluye a
través del canal de distribución de gas de refrigeración principal
anular; unos segundos pasos secundarios dispuestos en una segunda
sección de anillo del cuerpo colado, de modo que se proporcionan
pasos de gas para el gas de refrigeración que fluye a través del
canal de suministro de gas de refrigeración principal anular; unos
primeros medios de canal dispuestos en el cuerpo colado, de modo
que interconecten el canal de suministro de gas de refrigeración
principal anular con una abertura de salida de gas dentro de dicho
por lo menos un casquillo; y unos segundos medios de canal
dispuestos en el cuerpo colado, de modo que interconecten una
abertura de entrada de gas dentro de dicho por lo menos un casquillo
con el paso central. Los primeros medios de canal comprenden
ventajosamente por lo menos una perforación oblicua que se extiende
a través del cuerpo colado con forma de anillo desde la segunda
sección de anillo hasta una superficie lateral que delimita el
casquillo. Los segundos medios de canal comprenden ventajosamente un
orificio pasante en una extensión axial del casquillo. Esta
realización de un nodo de fijación de brazo combina una
distribución de gas de refrigeración con caída de presión baja en el
árbol y una fijación sólida del brazo agitador en el árbol con un
diseño muy compacto y de ahorro de costes. Con sus pasos de gas
integrados, se contribuye sustancialmente al hecho de que el árbol
giratorio vertical, que incluye tres canales de refrigeración
coaxiales en el mismo, pueda fabricarse utilizando un número muy
pequeño de elementos normalizados. También se contribuye
esencialmente a garantizar una estructura de soporte de árbol
fuerte, de larga duración con una muy buena resistencia con
respecto a la temperatura y los agentes corrosivos en las cámaras de
solera.
Una capa de aislamiento térmico microporosa está
dispuesta ventajosamente sobre el tubo de soporte de brazo; y una
camisa de protección metálica está cubriendo el aislamiento térmico
microporoso. En esta configuración, dientes agitadores metálicos
ventajosamente están soldados directamente a la camisa de protección
metálica, en la que entonces se disponen unos medios antirrotación
entre el tubo de soporte de brazo y la camisa de protección
metálica.
Los detalles y ventajas adicionales de la
presente invención se pondrán de manifiesto a partir de la siguiente
descripción detallada de una forma de realización preferida pero no
limitativa haciendo referencia a los dibujos adjuntos, en los
que:
la figura 1 es una vista tridimensional de un
horno de múltiples soleras según la invención, con una sección
parcial;
la figura 2 es un diagrama esquemático que
ilustra el flujo de gas de refrigeración a través del árbol hueco
giratorio y los brazos agitadores;
la figura 3 es una sección a través de un árbol
hueco giratorio, dibujada como una vista tridimensional;
la figura 4 es una vista tridimensional de un
nodo de fijación de brazo agitador, con cuatro brazos agitadores
fijados al mismo;
la figura 5 es una primera sección a través de
un casquillo en un nodo de fijación de brazo agitador con un cuerpo
de clavija de un brazo agitador alojado en el mismo (la sección está
dibujada como una vista tridimensional);
la figura 6 es una segunda sección a través de
un casquillo en un nodo de fijación de brazo agitador con un cuerpo
de clavija de un brazo agitador alojado en el mismo (la sección está
dibujada como una vista tridimensional);
la figura 7 es una sección a través de un
extremo libre de un brazo agitador (la sección está dibujada como
una vista tridimensional).
La figura 1 muestra un horno de tostado o de
múltiples soleras 10. Tanto la construcción como el funcionamiento
de un horno de múltiples soleras (MHF) 10 de este tipo se conocen en
la materia y, por tanto, se describen en la presente memoria sólo
en tanto que sean relevantes para la ilustración de las invenciones
reivindicadas en la presente memoria.
El MHF tal como se muestra en la figura 1 es
básicamente un horno que incluye varias cámaras de solera 12
dispuestas unas encimas de las otras. El MHF mostrado en la figura 1
incluye por ejemplo ocho cámaras de solera numeradas 12_{1},
12_{2} ... 12_{8}. Cada cámara de solera 12 incluye una solera
sustancialmente circular 14 (véase por ejemplo por ejemplo
14_{1}, 14_{2}). Estas soleras 14 presentan de manera alterna o
bien varios orificios de caída de material periféricos 16 a lo
largo de su periferia externa, tal como por ejemplo la solera
14_{2}, o bien un orificio de caída de material central 18, tal
como por ejemplo la solera 14_{1}.
El número de referencia 20 identifica un árbol
hueco giratorio vertical dispuesto coaxialmente con el eje 21
central del horno 10. Este árbol 20 pasa a través de todas las
cámaras de solera 12, en las que una solera sin orificio de caída
de material central 18, tal como por ejemplo la solera 14_{2} en
la figura 1, presenta una abertura de paso de árbol central 22 para
permitir que el árbol 20 se extienda libremente a través del mismo.
En una solera con un orificio de caída de material central 18, tal
como por ejemplo la solera 14_{1} en la figura 1, el árbol 20 se
extiende a través del orificio de caída de material central 18. Se
observará en este contexto que el orificio de caída de material
central 18 presenta un diámetro mucho más grande que el árbol 20,
de modo que el orificio de caída de material central 18 es de hecho
una abertura anular alrededor del árbol 20.
Ambos extremos del árbol 20 comprenden un
extremo de árbol con un cojinete soportado de manera giratoria en
un apoyo (no mostrado en la figura 1). La rotación del árbol 20
alrededor de su eje 21 central se logra por medio de una unidad de
impulsión giratoria (no mostrada en la figura 1). Puesto que una
unidad de impulsión giratoria de este tipo para el árbol 20 así
como los apoyos de árbol se conocen en la materia y además no son
relevantes para el entendimiento de las invenciones reivindicadas en
la presente memoria, no se describirán con mayor detalle a
continuación en la presente memoria.
La figura 1 muestra también un brazo agitador 26
que se sujeta en la cámara de solera 12_{2} a un nodo de fijación
de brazo agitador 28 en el árbol 20. Un nodo de fijación de brazo 28
de este tipo está dispuesto principalmente en cada cámara de solera
12, en la que normalmente soporta más de un brazo agitador 26. En
la mayoría de los MHF, un nodo de fijación de brazo 28 de este tipo
normalmente soporta cuatro brazos 26 agitadores, en los que el
ángulo entre dos brazos 26 agitadores sucesivos es de 90º. Cada
brazo agitador 26 incluye una pluralidad de dientes agitadores 30.
Estos dientes agitadores 30 están diseñados y dispuestos de modo que
muevan el material sobre la solera o bien hacia su centro o bien
hacia su periferia cuando el árbol 20 gira. En una cámara de solera
con orificios de caída de material periféricos 16 en su solera 14,
tal como por ejemplo la cámara de solera 12_{2}, estos dientes
agitadores 30 están diseñados y dispuestos de modo que mueven el
material en la solera 14 hacia los orificios de caída de material
periféricos 16 cuando el árbol 20 gira. En una cámara de solera con
un orificio de caída de material central 18 en su solera 14, tal
como, por ejemplo, la cámara de solera 12_{1}, estos dientes
agitadores 30 están sin embargo diseñados y dispuestos de modo que
mueven el material en la solera 14 hacia el orificio de caída de
material central 18 cuando el árbol 20 gira en la misma
dirección.
A continuación, sigue una breve descripción del
flujo de material a través del MHF 10. Con el fin de calentar o
tostar material dentro del MHF 10, esta material se descarga desde
un sistema de transporte (no mostrado) a través de aberturas de
carga de horno 32 al interior de la cámara de solera superior
12_{1} del MHF. En esta cámara 12_{1}, el material cae sobre la
solera 14_{1}, que presenta un orificio de caída de material
central 18. A medida que el árbol 20 gira de manera continua, los
cuatro brazos 26 agitadores en la cámara de solera 12_{1} empujan
el material con sus dientes agitadores 30 sobre la solera 14_{1}
hacia y al interior de su orificio de caída de material central 18.
A través de este último, el material cae sobre la solera 14_{2}
de la siguiente cámara de solera 12_{2}. En ésta, los brazos 26
agitadores empujan el material con sus dientes agitadores 30 sobre
la solera 14_{2} hacia y al interior de sus orificios de caída de
material periféricos 16. A través de estos últimos, el material cae
sobre la siguiente solera (no mostrada en la figura 1) que presenta
de nuevo un orificio de caída de material central 18. De este modo,
el material que entra en el MHF 10 a través de la abertura de carga
de horno 32 se hace pasar sobre las ocho soleras 14_{1} ...
14_{8} girando los brazos 26 agitadores. Al llegar a la cámara de
solera inferior 12_{8}, el material tostado o calentado sale
finalmente del MHF 10 a través de una abertura de descarga de horno
34.
Tal como es conocido en la técnica, tanto el
árbol 20 como los brazos 26 agitadores presentan unos canales
internos a través de los cuales se hace circular un fluido de
refrigeración gaseoso, habitualmente aire presurizado, que se
denominará a continuación en la presente memoria por motivos de
simplicidad "gas de refrigeración". El objetivo de esta
refrigeración con gas es proteger el árbol 20 y los brazos 26
agitadores frente al daño debido a las elevadas temperaturas en las
cámaras de solera 12. De hecho, en las cámaras de solera 12 la
temperatura ambiental puede ser de hasta 1.000ºC.
El diagrama de flujo de la figura 2 proporciona
una visión general esquemática de un sistema de refrigeración con
gas 40 particularmente ventajoso para el árbol 20 y los brazos 26
agitadores. El rectángulo de línea discontinua grande 10 representa
esquemáticamente el MHF 10 con sus ocho cámaras de solera 12_{1}
... 12_{8}. Una representación esquemática del árbol 20 hueco
giratorio ilustra las trayectorias de flujo del gas de refrigeración
dentro del árbol 20. Los números de referencia 26'_{1} ...
26'_{8} identifican en cada cámara de solera 12_{1} ...
12_{8} una representación esquemática del sistema de refrigeración
de un brazo agitador dispuesto en la cámara de solera respectiva.
Los rectángulos de línea discontinua pequeños 28_{1} ... 28_{8}
son representaciones esquemáticas de los nodos de fijación de brazo
agitador en el árbol 20.
El número de referencia 42 en la figura 2
identifica una fuente de suministro de gas de refrigeración, por
ejemplo un ventilador que presuriza aire ambiental. Tal como es
conocido en la técnica, el ventilador 42 está conectado por medio
de una línea de suministro de gas de refrigeración inferior 46' a
una entrada de gas de refrigeración inferior 44' del árbol 20. Esta
entrada de gas de refrigeración inferior 44' está dispuesta en el
exterior del horno 10 por debajo de la cámara de solera inferior
12_{8}. Sin embargo, en el MHF de la figura 2, el ventilador 42
está conectado también por medio de una línea de suministro de gas
de refrigeración superior 46'' a una entrada de gas de
refrigeración superior 44'' del árbol 20. Esta entrada de gas de
refrigeración superior 44'' está dispuesta en el exterior del horno
10 por encima de la cámara de solera superior 12_{1}. Se deduce
que la tasa de flujo desde el ventilador 42 se divide entre la
entrada de gas de refrigeración inferior 44', que va a
suministrarse a la mitad inferior del árbol 20, y la entrada de gas
de refrigeración superior 44'', que va a suministrarse a la mitad
superior del árbol 20. Queda por indicar que, puesto que el árbol 20
es un árbol giratorio, ambas entradas de gas de refrigeración 44' y
44'' deben ser conexiones giratorias. Como dichas conexiones
giratorias son conocidas en la técnica y como su diseño no es
relevante además para el entendimiento de las invenciones
reivindicadas en la presente memoria, el diseño de las entradas de
gas de refrigeración superior e inferior 44', 44'' no se describirá
con mayor detalle a continuación en la presente memoria.
El árbol 20 incluye tres canales de gas de
refrigeración concéntricos dentro de una envuelta 50 externa. El
canal superior es un canal de suministro de gas de refrigeración
principal anular 52 en contacto directo con la envuelta 50 externa
del árbol 20. Este canal de suministro principal anular 52 rodea un
canal de distribución principal anular 54, que finalmente rodea un
canal de escape central 56.
Se observará que entre las cámaras de solera
12_{4} y 12_{5}, es decir, aproximadamente en el medio del
árbol 20, unos medios de división, como por ejemplo una pestaña de
división 58, dividen el canal de suministro principal anular 52 y
el canal de distribución principal anular 54 en una mitad inferior y
una mitad superior. Sin embargo, esta división no afecta al canal
de escape central 56, que se extiende desde la cámara de solera
inferior 12_{8} a través de todas las cámaras de solera 12_{8} a
12_{1} hasta la parte superior del árbol 20. A continuación en la
presente memoria, es necesario hacer una distinción entre la mitad
inferior y la superior del canal de suministro principal anular 52,
respectivamente entre la mitad inferior y la superior del canal de
distribución principal anular 52, la mitad inferior se identificará
con el superíndice (') y la mitad superior con el superíndice
('').
La entrada de gas de refrigeración inferior 44'
está conectada directamente a la mitad inferior 52' del canal de
suministro principal anular 52. El gas de refrigeración suministrado
a la entrada de gas de refrigeración inferior 44' entra en
consecuencia por debajo de la cámara de solera inferior 12_{8} en
el canal de suministro principal anular inferior 52' y entonces se
canaliza a través de este último hasta la pestaña de división 58
entre las cámaras de solera 12_{5} y 12_{4}, en las que la tasa
de flujo del gas de refrigeración permanece sin cambios a lo largo
de toda la longitud del canal de suministro principal anular
inferior 52'. Esta tasa de flujo constante del gas de refrigeración
a lo largo de toda la longitud del canal de suministro principal
anular inferior 52' garantiza que la envuelta 50 externa del árbol
20 se enfríe eficazmente en las cuatro cámaras de solera inferiores
12_{8} ... 12_{5}.
Justo por debajo de la pestaña de división 58,
hay un paso de gas de refrigeración inferior 60' entre el canal de
suministro principal anular inferior 52' y el canal de distribución
principal anular inferior 54'. A través de este paso de gas de
refrigeración inferior 60', el gas de refrigeración entra en el
canal de distribución principal anular inferior 54'. A través de
por lo menos un canal de suministro de gas de refrigeración 62_{5}
... 62_{8} en su nodo de fijación de brazo agitador 28_{5} ...
28_{8}, cada sistema de refrigeración de brazo agitador 26'_{5}
... 26'_{8} en la mitad inferior del MHF 10 está en comunicación
directa con el canal de distribución principal anular inferior 54'.
A través de por lo menos un canal de escape de gas de refrigeración
64_{5} ... 64_{8} en su nodo de fijación de brazo agitador
28_{5} ... 28_{8}, cada sistema de refrigeración de brazo
agitador 26'_{5} ... 26'_{8} en la mitad inferior del MHF 10
está también en comunicación directa con el canal de escape central
56. En consecuencia, en el nodo de fijación de brazo agitador
28_{5}, se ramifica un flujo de gas de refrigeración secundario
del flujo de gas de refrigeración principal en el canal de
distribución principal inferior 54' y se desvía a través del sistema
de refrigeración de brazo agitador 26'_{5} para evacuarse
directamente después de eso al interior del canal de escape central
56. En el nodo de fijación de brazo agitador 28_{6}, otra parte
del flujo de gas en el canal de distribución principal anular 54'
pasa a través del sistema de refrigeración de brazo agitador
26'_{6} y después de eso se evacua también al interior del canal
de escape central 56. Finalmente, en el último nodo de fijación de
brazo agitador 28_{8}, todo el flujo de gas restante en el canal
de distribución principal inferior 54' pasa a través del sistema de
refrigeración de brazo agitador 26'_{8} y después de eso se evacua
al interior del canal de escape central 56.
El sistema de flujo en la mitad superior del
árbol 20 es muy similar al sistema de flujo descrito anteriormente.
La entrada de gas de refrigeración superior 44'' está conectada
directamente a la mitad superior 52'' del canal de suministro
principal anular 52. El gas de refrigeración suministrado a la
entrada de gas de refrigeración superior 44'' entra en consecuencia
en el canal de suministro principal anular superior 52'' por encima
de la cámara de solera superior 12_{1} y entonces se canaliza a
través de este último hasta la pestaña de división 58 entre las
cámaras de solera 12_{4} y 12_{5}, en el que la tasa de flujo
del gas de refrigeración permanece sin cambios a lo largo de toda
la longitud del canal de suministro principal anular superior 52''.
Esta tasa de flujo constante de gas de refrigeración a lo largo de
toda la longitud del canal de suministro principal anular superior
52' garantiza que la envuelta 50 externa del árbol 20 se enfríe
eficazmente en las cuatro cámaras de solera superiores 12_{1} ...
12_{4}.
Justo por encima de la pestaña de división 58,
hay un paso de gas de refrigeración superior 60'' entre el canal de
suministro principal superior 52'' y el canal de distribución
principal anular superior 54''. A través de este paso de gas de
refrigeración superior 60'', el gas de refrigeración entra en el
canal de distribución principal superior 54''. La conexión de cada
sistema de refrigeración de brazo agitador 26'_{4} ... 26'_{1}
en la mitad superior del horno 10 con el canal de distribución
principal superior 54'' y el canal de escape central 56 es tal como
se describió anteriormente para los sistema de refrigeración de
brazo agitador 26'_{4} ... 26'_{1} en la mitad inferior. En
consecuencia, en el nodo de fijación de brazo agitador 28_{4}, se
ramifica un flujo de gas de refrigeración secundario del flujo de
gas de refrigeración principal en el canal de distribución
principal superior 54'' y se desvía a través del sistema de
refrigeración de brazo agitador 26'_{4} para después de eso
evacuarse directamente al interior del canal de escape central 56.
En el nodo de fijación de brazo agitador 28_{3} otra parte del
flujo de gas en el canal de distribución principal superior 54''
pasa a través del sistema de refrigeración de brazo agitador
26'_{3} y después de eso se evacua también al interior del canal
de escape central 56. Finalmente, en el nodo de fijación de brazo
agitador superior 28_{1}, el resto del flujo de gas en el canal
de distribución principal superior 54'' pasa a través del sistema
de refrigeración de brazo agitador 26'_{1} y después de eso se
evacua al interior del canal de escape central 56. Desde el canal
de escape central 56, la corriente de gas de escape o bien se evacua
entonces directamente a la atmósfera o bien se evacua por medio de
una conexión giratoria al interior de una tubería para una
evacuación controlada del gas (no mostrado).
La figura 3 ilustra una forma de realización
particularmente ventajosa del árbol 20 hueco giratorio del horno.
Esta figura 3 muestra más particularmente una sección longitudinal a
través de la parte central del árbol 20. Esta parte central incluye
la pestaña de división 58 mencionada anteriormente, que divide el
canal de suministro principal anular 52 y el canal de distribución
principal anular 54 en una mitad inferior 52', 54' y una mitad
superior 52'', 54''.
La envuelta 50 externa del árbol consiste
principalmente en tubos de soporte intermedios 68 interconectados
mediante el nodo de fijación de brazo agitador 28. Un nodo de
fijación de brazo agitador 28 de este tipo comprende un cuerpo
colado con forma de anillo 70 realizado en acero refractario. Los
tubos de soporte intermedios 68 están realizados a partir de tubos
de acero inoxidable de paredes gruesas y están dimensionados como
elementos que portan carga estructural entre nodos de fijación de
brazo agitador sucesivos 28. Los tubos de soporte intermedios 68
interconectados mediante nodos de fijación de brazo agitador masivos
28 constituyen la estructura que lleva la carga del árbol 20, que
soporta los brazos 26 agitadores y permite absorber importantes
pares motores cuando los brazos 26 agitadores están empujando el
material sobre las soleras 14. Se observará además que, en
contraposición a los árboles de la técnica anterior, la envuelta 50
externa descrita en la presente memoria es ventajosamente una
estructura soldada, los extremos de los tubos de soporte intermedios
68 están soldados a los nodos de fijación de brazo agitador 28, en
lugar de estar embridados sobre los mismos.
Tal como se explicó anteriormente, la sección
del árbol que se extiende entre cámaras de solera adyacentes
12_{4} y 12_{5} (es decir, la sección de árbol central) es
bastante particular porque comprende la pestaña de división 58, así
como los pasos de refrigeración 60', 60'' entre el canal de
suministro principal anular 52 y el canal de distribución principal
anular 54. Antes de describir esta sección de árbol central
particular, se describirá ahora una sección de árbol "normal",
también haciendo referencia a la figura 3. Una sección de árbol
"normal" de este tipo que se extiende entre otras dos cámaras
de solera adyacentes, como por ejemplo las cámaras de solera
12_{3} y 12_{4}, comprende el tubo de soporte intermedio 68
soldado entre dos nodos de fijación de brazo 28_{3} y 28_{4}
para formar la envuelta 50 externa del árbol 20. El tubo de soporte
intermedio 68 delimita también el canal de suministro principal
anular 52 en el exterior, lo que garantiza una refrigeración muy
buena del tubo de soporte intermedio 68. Una camisa de guiado de gas
intermedia 72 está dispuesta dentro del tubo de soporte intermedio
68 de modo que delimita el canal de suministro principal anular 52
en el interior y el canal de distribución principal anular 54 en el
exterior. Una camisa de guiado de gas interna 74 está dispuesta
dentro de la camisa de guiado de gas intermedia 72 de modo que
delimite el canal de distribución principal anular 54 en el
interior y el canal de escape central 56 en el exterior. La camisa
de guiado de gas intermedia 72 comprende una primera sección de tubo
72_{1} y una segunda sección de tubo 72_{2}. La primera sección
de tubo 72_{1} está soldada con un extremo al nodo de fijación
28_{4}. La segunda sección de tubo 72_{2} está soldada de
manera similar con un extremo al nodo de fijación 28_{3} (no
mostrado en la figura 3). La primera sección de tubo 72_{1} y la
segunda sección de tubo 72_{2} presentan extremos libres opuestos
que están dispuestos opuestos entre sí. Un manguito de obturación 76
está fijado al extremo libre de la primera sección de tubo 72_{1}
y se acopla de manera estanca con el extremo libre de la segunda
sección de tubo 72_{2}, mientras que simultáneamente se tolera el
movimiento relativo de ambas secciones de tubo 72_{1} y 72_{2}
en la dirección axial. Se deduce que se forma una junta de expansión
en la camisa de guiado de gas intermedia 72. Esta junta de
expansión permite compensar las diferencias en la expansión térmica
del tubo de soporte intermedio 68 y la camisa de guiado de gas
intermedia 72, debido a que esta última permanece generalmente más
fría que el tubo de soporte intermedio 68. La camisa de guiado de
gas interna 74 comprende de manera similar una primera sección de
tubo 74_{1} y una segunda sección de tubo 74_{2}. La primera
sección de tubo 74_{1} está soldada con un extremo al nodo de
fijación 28_{4}. La segunda sección de tubo 74_{2} está soldada
de manera similar con un extremo al nodo de fijación 28_{3} (no
mostrado en la figura 3). La primera sección de tubo 74_{1} y la
segunda sección de tubo 74_{2} presentan extremos libres opuestos
que están dispuestos opuestos entre sí. Un manguito de obturación 78
está fijado al extremo libre de la primera sección de tubo 74_{1}
y se acopla de manera estanca con el extremo libre de la segunda
sección de tubo 74_{2}, mientras que se tolera el movimiento
relativo de ambas secciones de tubo 74_{1} y 74_{2} en la
dirección axial. Se deduce que se forma una junta de expansión en la
camisa de guiado de gas interna 74. Esta junta de expansión permite
compensar las diferencias en la expansión térmica del tubo de
soporte intermedio 68 y la camisa de guiado de gas interna 74, que
permanece generalmente más fría que el tubo de soporte intermedio
68. Se apreciará además que la solución con los dos manguitos de
obturación 76, 78 hace que el ensamblaje mediante soldadura de las
secciones de árbol sea mucho más fácil.
Tal como puede observarse en la figura 3, la
sección del árbol que se extiende entre las cámaras de solera
adyacentes 12_{4} y 12_{5} se distingue de la sección
"normal" descrita en el párrafo anterior por varias
características. El tubo de soporte intermedio 68 consiste por
ejemplo en dos mitades 68_{1} y 68_{2} que se ensamblan al
nivel de la pestaña de división 58 (de hecho, cada mitad de tubo
68_{1} y 68_{2} incluye una pestaña de anillo terminal 58_{1}
y 58_{2} y ambas pestañas de anillo 58_{1} y 58_{2} están
soldadas entre sí). La camisa intermedia 72' consiste simplemente
en dos secciones de tubo 72'_{1} y 72'_{2}, en las que un
primer extremo de cada sección de tubo 72'_{1} y 72'_{2} está
soldado a uno de ambos nodos de fijación de brazo 28_{3} y
28_{4}, y el segundo extremo es un extremo libre separado de la
pestaña de división 58 para definir los pasos de gas 60' y 60''
entre el canal de suministro principal anular inferior 52' y el
canal de distribución principal anular inferior 54', respectivamente
el canal de suministro principal anular superior 52'' y el canal de
distribución principal anular superior 54''. La camisa interna 74'
consiste en cuatro secciones de tubo 74'_{1}, 74'_{2},
74'_{1}, 74'_{2}, en las que la primera sección de tubo
74'_{1} está soldada con un extremo al nodo de fijación de brazo
28_{4}, la segunda sección de tubo 74'_{2} está soldada con un
extremo a la pestaña 58_{1}, la tercera sección de tubo 74'_{3}
está soldada con un extremo a la pestaña 58_{2} y la cuarta
sección de tubo 74'_{4} está soldada con un extremo al nodo de
fijación de brazo 28_{3}. Un primer manguito de obturación 80
proporciona una conexión estanca y una junta de expansión axial
entre los extremos libres opuestos de la primera sección de tubo
74'_{1} y la segunda sección de tubo 74'_{2}. Un segundo
manguito de obturación 82 proporciona una conexión estanca y una
junta de expansión axial entre los extremos libres opuestos de la
tercera sección de tubo 74'_{3} y la cuarta sección de tubo
74'_{4}. Los manguitos de obturación 80 y 82 funcionan justo como
los manguitos de obturación 76 y 78 y hacen que el ensamblaje de la
sección de árbol central sea mucho más fácil.
Para completar la protección térmica del árbol
20, este último se recubre ventajosamente con un aislamiento
térmico (no mostrado). Un aislamiento de este tipo del árbol 20 es
ventajosamente un aislamiento de múltiples capas que incluye por
ejemplo una capa refractaria interna de material microporoso, una
capa refractaria intermedia más gruesa de material colable aislante
y una capa refractaria externa incluso más gruesa de material
colable denso.
Una forma de realización preferida de un nodo de
fijación de brazo agitador 28 se describe ahora con referencia a la
figura 3 y la figura 4. Tal como se mencionó ya anteriormente, el
nodo de fijación de brazo agitador 28 comprende un cuerpo colado
con forma de anillo 70 realizado en acero refractario. El paso
central 90 en este cuerpo con forma de anillo 70 forma el canal de
escape central 56 para el gas de refrigeración dentro del nodo de
fijación de brazo agitador 28. Están dispuestos unos primeros pasos
secundarios 92 en una primera sección de anillo 94 del cuerpo con
forma de anillo 70 alrededor del paso central 90, de modo que se
proporcionan pasos de gas para el gas de refrigeración que fluye a
través del canal de distribución principal anular 54. Están
dispuestos unos segundos pasos secundarios 96 en una segunda sección
de anillo 98 del cuerpo con forma de anillo 70 alrededor de la
primera sección de anillo 94, de modo que se proporcionan pasos de
gas para el gas de refrigeración que fluye a través del canal de
suministro principal anular 52. Para cada brazo agitador 26 que va
a conectarse con el nodo de fijación de brazo agitador 28, el cuerpo
con forma de anillo 70 incluye además un casquillo 100, es decir,
una cavidad que se extiende radialmente al interior del cuerpo con
forma de anillo 70 entre los primeros y segundos pasos secundarios
92 y 96 mencionados anteriormente. El nodo de fijación de brazo
agitador 28 incluye cuatro casquillos 100, en los que el ángulo
entre el eje central de dos casquillos 100 consecutivos es de 90º.
Las perforaciones oblicuas 102 en el cuerpo con forma de anillo 70
(véase la figura 5), que presentan una abertura de entrada 102' en
la segunda sección de anillo 98 del cuerpo con forma de anillo 70 y
una abertura de salida 102'' en una superficie lateral del casquillo
100, forman los canales de suministro de gas de refrigeración 62,
que ya se han mencionado dentro del contexto de la descripción de
la figura 3. Un orificio pasante 104 en el cuerpo con forma de
anillo 70, en una extensión axial del casquillo 100, forma el canal
de retorno de gas de refrigeración 64, que ya se ha mencionado
dentro del contexto de la descripción de la figura 3.
Considerando a continuación más particularmente
la figura 3, la figura 5 y la figura 6, se observará en primer
lugar que el brazo agitador 26 incluye un cuerpo de clavija 110 que
forma un extremo de acoplamiento del brazo agitador 26 alojado en
el casquillo 100 del nodo de fijación de brazo agitador 28 (véanse
las figuras 3 y 5). El cuerpo de clavija 110 es un cuerpo sólido
colado con varias perforaciones en el mismo, que está hecho
ventajosamente de acero refractario. El casquillo 100 presenta en el
mismo dos superficies de asiento cónicas cóncavas 112, 114
separadas por una superficie de guiado cilíndrica cóncava 116. El
cuerpo de clavija 110 presenta sobre el mismo dos superficies de
asiento complementario cónicas convexas 112', 114' separadas por
una superficie de guiado cilíndrica convexa 116'. Todas estas
superficies cónicas 112, 114, 112', 114' son superficies de anillo
de un único cono, es decir, presentan el mismo ángulo de cono. Este
ángulo de cono debe ser normalmente mayor de 10º y menor de 30º y
está normalmente dentro del intervalo de 18º a 22º. Cuando el
cuerpo de clavija 110 se inserta axialmente en el casquillo 100, la
superficie de asiento complementario cónica convexa 112' se
presiona contra la superficie de asiento cónica cóncava 112 y las
superficies de asiento complementario cónicas convexas 114' se
presionan contra las superficies de asiento cónicas cóncavas
114.
Cuando se sujeta un nuevo brazo agitador 26 al
árbol 20, el cuerpo de clavija 110 del brazo agitador 26 tiene que
introducirse en el casquillo 100 del nodo de fijación de brazo
agitador 110. Durante este movimiento de introducción, la
superficie de asiento cónica cóncava externa 114 guía en primer
lugar el cuerpo de clavija 110 en alineación axial con la
superficie de guiado cilíndrica 116. Después de eso, ambas
superficies de guiado cilíndrica 116 y 116' actúan conjuntamente
entre sí para guiar axialmente el cuerpo de clavija 110 en su
posición de asiento final en el casquillo 100. Se apreciará que el
guiado axial proporcionado por las dos superficies de guiado
cilíndricas 116 y 116' reduce consi-
derablemente el riesgo de dañar el cuerpo de clavija 110 o el casquillo 100 durante la operación de acoplamiento final.
derablemente el riesgo de dañar el cuerpo de clavija 110 o el casquillo 100 durante la operación de acoplamiento final.
El brazo agitador 26 comprende además un tubo de
soporte de brazo 120 soldado con un extremo a una superficie de
resalte 122 en el extremo posterior del cuerpo de clavija 110. Este
tubo de soporte de brazo 120 tiene que resistir las fuerzas y los
pares de torsión que actúan sobre el brazo agitador. Consiste
ventajosamente en un tubo de acero inoxidable de paredes gruesas
que se extiende a lo largo de toda la longitud del brazo agitador
26. Un tubo de guiado de gas 124 está dispuesto en el interior del
tubo de soporte de brazo 122 y actúa conjuntamente con este último
para definir entre ellos un pequeño espacio de refrigeración anular
126 para canalizar el gas de refrigeración hasta el extremo libre
del brazo agitador 26. La sección interior del tubo de guiado de
gas 124 forma un canal de retorno central 128 a través del cual el
gas de refrigeración fluye de nuevo desde el extremo libre del
brazo agitador 26 hasta el cuerpo de clavija 110.
Se observará que un extremo del tubo de guiado
de gas 124 está soldado a una extensión 130 cilíndrica en el lado
posterior del cuerpo de clavija 110. El diámetro de esta extensión
cilíndrica es menor que el diámetro interno del tubo de soporte de
brazo 120, de modo que una cámara anular 131 permanece entre la
extensión 130 cilíndrica y el tubo de soporte de brazo 120 rodeando
a la extensión 130 cilíndrica. Esta cámara anular 131 está en
comunicación directa con el espacio 126 de refrigeración anular
pequeño entre el tubo de guiado de gas 124 y el tubo de soporte de
brazo 122.
Tal como ya se explicó anteriormente, el cuerpo
de clavija 110 es un cuerpo colado sólido que comprende varias
perforaciones que se describirán ahora. En la figura 6, el número de
referencia 132 identifica un orificio central que se extiende
axialmente a través del cuerpo de clavija 110, desde una cara de
extremo 134 en la extensión 130 cilíndrica hasta una cara frontal
136 en el extremo frontal del cuerpo de clavija 110. El fin de este
orificio central 132 se describirá más adelante. El número de
referencia 140 en la figura 6 identifica perforaciones de retorno
de gas dispuestas en el cuerpo de clavija 110 alrededor del orificio
central 132 y que presentan unas aberturas de entrada 140' en la
cara de extremo 134 y unas aberturas de salida 140'' en la cara
frontal 136 del cuerpo de clavija 110 (hay cuatro de dichas
perforaciones de retorno de gas 140 dispuestas alrededor del
orificio central 132). Estas perforaciones de retorno de gas 140
forman unos canales de comunicación entre el canal de retorno 128
en el brazo agitador 26 y una cámara de salida de gas 142 que
permanece en el casquillo 100 entre la cara frontal 136 del cuerpo
de clavija 110 y una superficie inferior 144 del casquillo 100
cuando el cuerpo de clavija 110 se asienta en el mismo. Desde esta
cámara de salida de gas 142, el gas de refrigeración que retorna
del brazo agitador 26 se derrama a través del orificio pasante 104
al interior del paso central 90 del nodo de fijación de brazo
agitador 28, es decir, al interior del canal de escape central 56
del árbol 20. El número de referencia 146 en la figura 5 identifica
cuatro perforaciones de suministro de gas dispuestas en el cuerpo
de clavija 110. Estas perforaciones de suministro de gas 146
presentan unas aberturas de entrada 146' en la superficie de guiado
cilíndrica convexa 116' del cuerpo de clavija 110 y aberturas de
salida 146'' en la superficie cilíndrica de la extensión 130
cilíndrica. Se observará que las aberturas de entrada 146' en la
superficie de guiado cilíndrica convexa 116' se solapan con las
aberturas de salida de gas 102'' de las perforaciones oblicuas 102
en el cuerpo con forma de anillo 70. Se recuerda en este contexto
que estas perforaciones oblicuas 102 forman los canales de
suministro de gas de refrigeración 62 para el brazo agitador 26 en
el nodo de fijación de brazo agitador 28. En consecuencia, cuando el
cuerpo de clavija 110 se asienta en su casquillo 100, las
perforaciones de suministro de gas 146 forman canales de
comunicación en el cuerpo de clavija 110 entre la cámara anular
131, que está en comunicación directa con el espacio 126 de
refrigeración anular pequeño en el brazo agitador 26, y el
suministro de gas de refrigeración para el brazo agitador 26 en el
nodo de fijación de brazo agitador 28. Se apreciará que un fiador de
colocación 148 en el extremo frontal del cuerpo de clavija 110
actúa conjuntamente con una perforación de colocación en la
superficie inferior 144 del casquillo 100 para garantizar una
alineación angular de las aberturas de entrada 146' en la
superficie de guiado cilíndrica convexa 116' del cuerpo de clavija
110 con las aberturas de salida de gas 102'' en la superficie de
guiado cilíndrica cóncava 116 en el casquillo 100 cuando el cuerpo
de clavija 110 se inserta en el casquillo 100. Para obturar los
pasos de gas entre el nodo de fijación de brazo agitador 28 y el
cuerpo de clavija 110 en el casquillo 100, las superficies de
asiento complementario cónicas convexas 112', 114' del cuerpo de
clavija 110 están equipadas ventajosamente con uno o más anillos de
obturación resistentes a la temperatura (no mostrados). Además,
para mejorar la función de obturación de las superficies de asiento
complementario cónicas convexas 112', 114' en el casquillo 100,
estas últimas están recubiertas ventajosamente con una pasta de
obturación resistente a la temperatura.
Haciendo referencia ahora a la figura 6, se
describirán unos medios de sujeción preferidos nuevos para sujetar
el cuerpo de clavija 110 en su casquillo 100. Estos medios de
sujeción nuevos comprenden un perno de apriete 150. Este último
comprende un vástago de perno cilíndrico 152 ajustado de manera
suelta en el orificio central 132 del cuerpo de clavija 110. Este
vástago de perno 152 soporta en el lado frontal del cuerpo de
clavija 110 una cabeza de perno 154, que presenta ventajosamente la
forma de una cabeza de martillo que define una superficie de
resalte 156', 156'' en cada lado del vástago 152. En el lado
posterior del cuerpo de clavija 110, el vástago de perno 152
presenta un extremo de perno roscado 158. Los medios de sujeción
preferidos mostrados en la figura 6 comprenden además un manguito
roscado 160 (o una tuerca convencional) que se atornilla sobre el
extremo de perno roscado 158 que sobresale hacia fuera del orificio
central 132 del cuerpo de clavija 110 en el lado posterior de este
último.
La figura 6 muestra el dispositivo de apriete
axial en una posición de apriete en la que presiona firmemente el
cuerpo de clavija 110 en el interior del casquillo 100. En esta
posición de apriete, el manguito roscado 160 se apoya contra una
superficie de tope en el lado posterior del cuerpo de clavija 110.
Esta superficie de tope corresponde, por ejemplo, a la superficie
de extremo 134 de la extensión 130 cilíndrica del cuerpo de clavija
110. En el otro lado del cuerpo de clavija 110, el vástago de perno
152 se extiende a través de la cámara de salida de gas 142 y el
orificio pasante 104 en la parte inferior del casquillo 104 al
interior del paso central 90 del nodo de fijación de brazo agitador
28. En este caso, la cabeza de martillo 154 del perno 150 se acopla
a modo de gancho con una superficie de tope 162 en el nodo de
fijación de brazo 28, en el que sus dos superficies de resalte
156', 156'' se apoyan contra la superficie de tope 162. Se apreciará
que el perno de apriete 150 está suficientemente precargado, es
decir el manguito roscado 160 se aprieta con un par de torsión
predeterminado, para garantizar que el cuerpo de clavija 110 se
presione firmemente siempre en el interior del casquillo 100
durante el funcionamiento del MHF.
Cuando se desmonta uno de los brazos 26
agitadores, el perno de apriete 150 se extrae con el brazo agitador
26, es decir, permanece en el cuerpo de clavija 110 del brazo
agitador 26. Con el fin de poder extraer la cabeza de martillo 154
a través del orificio pasante 104 en la parte inferior del casquillo
100, este orificio pasante presenta la forma de un ojo de cerradura
que presenta una forma aproximadamente correspondiente a la sección
transversal de la cabeza de martillo 154. Se deduce que girando la
cabeza de martillo 154 90º alrededor del eje central del vástago de
perno 152, la cabeza de martillo 154 puede llevarse de la
"posición enganchada" mostrada en la figura 6, a una
"posición no enganchada", en la que puede extraerse axialmente
a través del ojo de cerradura 104 en el interior del casquillo 100.
De manera similar, cuando se monta un nuevo brazo agitador 26, la
cabeza de martillo 154 está en primer lugar en una posición en la
que puede pasar axialmente a través del ojo de cerradura 104. Una
vez que el cuerpo de clavija 110 se asienta en su casquillo 100, la
cabeza de martillo 154, que está ahora ubicada en el otro lado del
ojo de cerradura 104, puede conducirse a la "posición
enganchada" mostrada en la figura 6 girando la cabeza de martillo
154 90º alrededor del eje central del vástago de perno 152. Se
apreciará adicionalmente que en la "posición enganchada" del
perno de apriete 150 mostrada en la figura 6, la cabeza de martillo
154 deja una abertura de salida bastante grande para el gas de
refrigeración que fluye a través del orificio pasante 104 al
interior del paso de gas central 90.
El dispositivo de apriete mostrado en la figura
6 comprende también unos medios de colocación y accionamiento para
apretarlo/liberarlo y colocarlo desde una posición segura en el
exterior del MHF. Estos medios de accionamiento se describirán
ahora haciendo referencia a la figura 6 y la figura 7. En la figura
6, el número de referencia 170 identifica un tubo de accionamiento
que está sujeto (por ejemplo soldado) con un extremo al manguito
roscado 160. El número de referencia 172 identifica un tubo de
colocación que está sujeto con un extremo al vástago de perno 152
(por ejemplo por medio de un perno 173 soldado al extremo posterior
del tubo de colocación 172 tal como se muestra en la figura 6).
Refiriéndose ahora a la figura 7, se observará que tanto el tubo de
accionamiento 170 como el tubo de colocación 172 se extienden
axialmente a través del tubo de soporte intermedio 120 hasta el
extremo libre de este último. En este caso, tanto el extremo frontal
del tubo de accionamiento 170 como el extremo frontal del tubo de
colocación 172 incluyen una cabeza de acoplamiento 174, 176 para
acoplar a la misma una llave de accionamiento (no representada).
Ambas cabezas de acoplamiento 174, 176 pueden incluir por ejemplo
un casquillo hexagonal tal como se muestra en la figura 7. La cabeza
de acoplamiento 174 del tubo de accionamiento 170 está soportada de
manera giratoria en un orificio pasante central 178 de una tapa de
extremo 180 y es estanca dentro de este orificio pasante 178. La
tapa de extremo 180 comprende en su lado posterior una primera
pestaña 182 que cierra el extremo frontal del tubo de soporte
intermedio 120 y en su lado frontal una segunda pestaña 184 que
cierra el extremo frontal de una camisa de protección metálica
externa 186, que se describirá más adelante. El tubo de colocación
172 está soportado de manera giratoria con el tubo de accionamiento
170. Una pestaña ciega 188 está embridada sobre la cara frontal de
la segunda pestaña 184 de la tapa de extremo 180, de modo que
cierra el orificio pasante central 178 en la tapa de extremo 180. Se
inserta una clavija térmicamente aislante entre la cabeza de
acoplamiento 174 y la pestaña ciega 188. El número de referencia
192 identifica un fiador de colocación fijado a la pestaña ciega
188. Este fiador de colocación 192 se extiende a través de la
clavija 190 aislante para apoyarse con un extremo sobre la cabeza de
acoplamiento 174, evitando de ese modo que se suelte el manguito
roscado 160.
Tras retirar la pestaña ciega 188 y la clavija
190 térmicamente aislante, se tiene acceso a las cabezas de
acoplamiento 174, 176 del tubo de accionamiento 170 y el tubo de
colocación 172. El tubo de accionamiento 170 se utiliza para
apretar el manguito roscado 160. El tubo de colocación 172 sirve
principalmente como indicador de la posición que presenta la cabeza
de martillo 154 con respecto al ojo de cerradura 104. Su cabeza de
acoplamiento 176 está dotada por tanto de una marca de colocación
adecuada. Se observará que el tubo de colocación 172 puede
utilizarse también para fijar el perno de apriete 150 mientras que
se suelta el manguito roscado 160 por medio del tubo de
accionamiento 170. Finalmente, la cabeza de acoplamiento 174 del
tubo de accionamiento 170 puede presentar también marcas sobre la
misma, que en combinación con las marcas sobre la cabeza de
acoplamiento 176 del tubo de colocación permiten comprobar si se ha
aplicado un par de torsión de apriete suficiente al dispositivo de
apriete. Queda por indicar que la pestaña ciega 188 puede retirarse
durante el funcionamiento del sistema de refrigeración sin fugas de
gas sustanciales. De hecho, el manguito roscado 160 obtura el
extremo del tubo de accionamiento 170 y el extremo frontal del tubo
de accionamiento se obtura dentro del orificio pasante central 178
en la tapa de extremo 180.
La camisa de protección metálica 186 mencionada
anteriormente, que se observa en las figuras 4 a 7, recubre una
capa de aislamiento térmico microporosa 194 dispuesta sobre el tubo
de soporte intermedio 120. Los medios antirrotación, identificados
por ejemplo con el número de referencia 196 en la figura 6,
interconectan la camisa de protección metálica 186 y el tubo de
soporte intermedio 120 y evitan cualquier rotación de la camisa de
protección 186 alrededor del eje central del brazo agitador 26. Se
apreciará que en una forma de realización preferida del brazo
agitador 26, la camisa de protección 186 está realizada en acero
inoxidable, en el que los dientes agitadores 30, que también están
realizados en acero inoxidable, están soldados directamente sobre
la camisa de protección 186 (véase por ejemplo la figura 7, que
muestra uno de estos dientes agitadores 70).
- 10
- horno de múltiples soleras
- 12
- cámara de solera
- 14
- solera
- 16
- orificio de caída de material periférico
- 18
- orificio de caída de material central
- 20
- árbol hueco giratorio
- 21
- eje central del árbol
- 22
- abertura de paso de árbol central
- 26
- brazo agitador
- 28
- nodo de fijación de brazo agitador
- 30
- dientes agitadores
- 32
- abertura de carga de horno
- 34
- abertura de descarga de horno
- 40
- sistema de refrigeración con gas
- 42
- ventilador (fuente de suministro de gas de refrigeración)
- 44'
- entrada de gas de refrigeración inferior
- 44''
- entrada de gas de refrigeración superior
- 46'
- línea de suministro de gas de refrigeración inferior
- 46''
- línea de suministro de gas de refrigeración superior
- 50
- envuelta externa (del árbol)
- 52
- canal de suministro de gas de refrigeración principal anular inferior (en 20)
- 52'
- canal de suministro de gas de refrigeración principal anular superior (en 20)
- 54
- canal de distribución principal de gas de refrigeración anular inferior (en 20)
- 54'
- canal de distribución principal de gas de refrigeración anular superior (en 20)
- 56
- canal de escape central
- 58
- pestaña de división
- 60'
- paso de gas de refrigeración inferior
- 60''
- paso de gas de refrigeración superior
- 62
- canal de suministro de gas de refrigeración (en 28)
- 64
- canal de escape de gas de refrigeración (en 28)
- 68
- tubo de soporte intermedio (en 20)
- 70
- cuerpo colado con forma de anillo (en 28)
- 72
- camisa de guiado de gas intermedia (en 20)
- 72_{1}
- primera sección de tubo
- 72_{2}
- segunda sección de tubo
- 76
- manguito de obturación
- 74
- camisa de guiado de gas interna (en 20)
- 74_{1}
- primera sección de tubo
- 74_{2}
- segunda sección de tubo
- 78
- manguito de obturación
- 80
- manguito de obturación
- 82
- manguito de obturación
- 90
- paso central (en 28)
- 92
- primeros pasos secundarios (en 28)
- 94
- primera sección de anillo (en 28)
- 96
- segundos pasos secundarios (en 28)
- 98
- segunda sección de anillo (en 28)
- 100
- casquillo (en 28)
- 102
- perforaciones oblicuas (en 28)
- 102'
- abertura de entrada (de 102)
- 102''
- abertura de salida (de 102)
- 104
- orificio pasante (en 28)
- 110
- cuerpo de clavija (de 26)
- 112
- primera superficie de asiento cónica cóncava (de 100)
- 114
- segunda superficie de asiento cónica cóncava (de 100)
- 112'
- primera superficie de asiento complementario cónica convexa (de 110)
- 114'
- segunda superficie de asiento complementario cónica convexa (de 110)
- 116
- superficie de guiado cilíndrica cóncava (de 100)
- 116'
- superficie de guiado cilíndrica convexa (de 110)
- 120
- tubo de soporte de brazo
- 122
- superficie de resalte (de 110)
- 124
- tubo de guiado de gas (de 26)
- 126
- espacio de refrigeración anular (de 26)
- 128
- canal de retorno central (de 26)
- 130
- extensión cilíndrica (de 110)
- 131
- cámara anular (de 26)
- 132
- orificio central (de 110)
- 134
- cara de extremo (de 130)
- 136
- cara frontal (de 110)
- 140
- perforaciones de retorno de gas (de 110)
- 140'
- aberturas de entrada (de 140)
- 140''
- abertura de salida (de 140)
- 142
- cámara de salida de gas
- 144
- superficie inferior (de 100)
- 146
- perforaciones de suministro de gas (de 110)
- 146'
- aberturas de entrada (de 146)
- 146''
- aberturas de salida (de 146)
- 148
- fiador de colocación
- 150
- perno de apriete (perno de cabeza de martillo)
- 152
- vástago de perno
- 154
- cabeza de perno (cabeza de martillo)
- 156',
- superficies de resalte (sobre 154)
156''
- 158
- extremo de perno roscado
- 160
- manguito roscado
- 162
- superficie de tope (para 154 sobre 28)
- 170
- tubo de accionamiento
- 172
- tubo de colocación
- 174
- cabeza de acoplamiento (sobre 170)
- 176
- cabeza de acoplamiento (sobre 172)
- 178
- orificio pasante central (en 180)
- 180
- tapa de extremo
- 182
- primera pestaña (de 180)
- 184
- segunda pestaña (de 180)
- 186
- camisa de protección metálica externa (sobre 28)
- 188
- pestaña ciega (sobre 180)
- 190
- clavija térmicamente aislante (sobre 180)
- 192
- fiador de colocación (sobre 180)
- 194
- capa de aislamiento térmico microporosa (sobre 26)
- 196
- medios antirrotación (sobre 26)
Claims (15)
1. Horno de múltiples soleras que comprende:
un árbol (20) hueco giratorio vertical que
incluye por lo menos un nodo de fijación de brazo agitador (28);
por lo menos un brazo agitador (26) que incluye
una estructura tubular (120, 124, 186) para hacer circular a través
de la misma un fluido de refrigeración y un extremo de acoplamiento
que es recibido como una clavija en un casquillo (100) dispuesto en
dicho nodo de fijación de brazo (28), incluyendo dicho extremo de
acoplamiento unos medios de suministro y retorno de fluido de
refrigeración en el mismo; y
unos medios de sujeción para sujetar dicho brazo
agitador (26) con su extremo de acoplamiento en dicho casquillo
(100), incluyendo dichos medios de sujeción:
un perno de apriete (150) para presionar dicho
extremo de acoplamiento en el interior de dicho casquillo (100),
sobresaliendo dicho perno de apriete (150) fuera del extremo de
acoplamiento de dicho brazo giratorio en el que presenta una cabeza
de perno (154) que puede conducirse mediante la rotación de dicho
perno de apriete (150) alrededor de su eje central hacia el
interior y el exterior del acoplamiento a modo de gancho con una
superficie de tope (162) en dicho nodo de fijación de brazo (28);
y
un manguito roscado (160) atornillado sobre un
extremo roscado (158) de dicho perno de apriete (150) para ejercer
una fuerza de apriete sobre dicho perno de apriete (150); en el
que:
dicho extremo de acoplamiento presenta un
taladro pasante (132) en el que dicho perno de apriete (150) está
ajustado giratoriamente de tal modo que su extremo roscado (158)
sobresalga fuera de dicho taladro pasante (132); y
dicho manguito roscado (160), que se atornilla
sobre dicho extremo roscado (158), se apoya sobre una superficie de
tope de dicho extremo de acoplamiento para ejercer dicha fuerza de
apriete sobre dicho perno de apriete (150);
caracterizado porque
dicho extremo de acoplamiento está formado por
un cuerpo de clavija sólido (110) que presenta un extremo frontal
y
un extremo posterior;
dicha estructura tubular (120, 124, 186) de
dicho brazo agitador (26) comprende un tubo de soporte de brazo
(120), que está conectado al extremo posterior de dicho cuerpo de
clavija (110), y un tubo de guiado de gas (124), que está dispuesto
en el interior de dicho tubo de soporte de brazo (120) y coopera con
este último para definir entre ellos un espacio (126) de
refrigeración anular pequeño para canalizar el gas de refrigeración
desde el árbol (20) hasta el extremo libre del brazo agitador (26),
y la sección interior de dicho tubo de guiado de gas (124) forma un
canal de retorno (128) para el gas de refrigeración;
dichos medios de suministro y retorno de fluido
de refrigeración incluyen por lo menos un canal de suministro de
fluido de refrigeración (146, 146') y por lo menos un canal de
retorno de fluido de refrigeración (140) dispuestos en dicho cuerpo
de clavija sólido (110) alrededor de dicho taladro pasante (132), en
el que
en dicho extremo posterior de dicho cuerpo de
clavija sólido (110), dicho por lo menos un canal de suministro de
fluido de refrigeración (146, 146') está en comunicación con dicho
espacio (126) de refrigeración anular pequeño y dicho por lo menos
un canal de retorno de fluido de refrigeración (140) está en
comunicación con dicho canal de retorno (128); y
dicho taladro pasante (132), en el que está
ajustado giratoriamente dicho perno de apriete (150), se extiende
axialmente a través de dicho cuerpo de clavija sólido (110), y dicha
superficie de tope, sobre la cual se apoya dicho manguito roscado
(160), está formada en el extremo posterior de dicho cuerpo de
clavija sólido (110).
\vskip1.000000\baselineskip
2. Horno según la reivindicación 1, en el que
dichos medios de sujeción comprenden además:
un tubo de colocación (172) sujeto con un primer
extremo a dicho perno de apriete (150) y
que se extiende a través de todo el brazo
agitador (26) hasta el extremo libre de este último.
\vskip1.000000\baselineskip
3. Horno según la reivindicación 1, en el que
dichos medios de sujeción comprenden además:
un tubo de accionamiento (170) sujeto con un
primer extremo a dicho manguito roscado (160) y
que se extiende a través de todo el brazo
agitador (26) hasta el extremo libre de este último,
en el que su segundo extremo soporta una cabeza
de acoplamiento (174) para acoplar a la misma una llave de
accionamiento para transmitir un par de torsión al manguito roscado
(160) a través de dicho tubo de accionamiento (170).
\vskip1.000000\baselineskip
4. Horno según la reivindicación 3, en el que
dichos medios de sujeción comprenden además:
un tubo de colocación (172) sujeto con un primer
extremo a dicho perno de apriete (150) y
que se extiende a través de todo el brazo
agitador (26) hasta el extremo libre de este último,
en el que dicho tubo de colocación (172) es
coaxial y está soportado giratoriamente dentro de dicho tubo de
accionamiento (170).
\vskip1.000000\baselineskip
5. Horno según la reivindicación 3 ó 4, en el
que:
un extremo de dicho tubo de soporte de brazo
(120) está conectado a dicho cuerpo de clavija (110) y el otro
extremo está cerrado mediante una tapa de extremo (180); y
dicho tubo de accionamiento (170) se extiende
axialmente a través de dicho tubo de guiado de gas (124) y su
extremo libre está soportado giratoriamente de manera estanca en un
orificio pasante de dicha tapa de extremo (180).
\vskip1.000000\baselineskip
6. Horno según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 5, en el que:
dicho cuerpo de clavija sólido (110) es un
cuerpo colado sólido; y
dicho taladro pasante (132), en el que está
ajustada giratoriamente la parte (152) de vástago cilíndrica, dicho
por lo menos un canal de suministro de fluido de refrigeración (146)
y dicho por lo menos un canal de retorno de fluido de refrigeración
(140) se proporcionan como perforaciones en dicho cuerpo colado
sólido.
\vskip1.000000\baselineskip
7. Horno según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 6, en el que:
dicho casquillo (100) presenta en el mismo una
primera superficie de asiento cónica cóncava (112) ubicada en la
proximidad de su superficie inferior (144) y una superficie de
guiado cilíndrica cóncava (116) ubicada más próxima a la abertura
de entrada de dicho casquillo (100);
dicho cuerpo de clavija (110) presenta en el
mismo una primera superficie de asiento complementario cónica
convexa (112') y una superficie de guiado cilíndrica convexa (116'),
cooperando con dicha primera superficie de asiento cónica cóncava
(112), respectivamente dicha superficie de guiado cilíndrica cóncava
(116) en dicho casquillo (100).
\vskip1.000000\baselineskip
8. Horno según la reivindicación 7, en el
que:
dicho casquillo (100) presenta en el mismo una
segunda superficie de asiento cónica cóncava (114), situándose
dicha superficie de guiado cilíndrica cóncava (116) entre dicha
primera superficie de asiento cónica cóncava (112) y dicha segunda
superficie de asiento cónica cóncava (114); y dicho cuerpo de
clavija (110) presenta en el mismo una segunda superficie de
asiento complementario cónica convexa (114'), situándose dicha
superficie de guiado cilíndrica convexa (116') entre dicha primera
superficie de asiento complementario cónica convexa (112') y dicha
segunda superficie de asiento complementario cónica convexa (114'),
siendo todas dichas superficies cónicas (112, 114, 112', 114')
preferentemente unas superficies de anillo de un único cono,
presentando dicho cono preferentemente un ángulo de cono dentro del
intervalo comprendido 10º y 30º, más preferentemente dentro del
intervalo comprendido entre 18º y 22º.
\vskip1.000000\baselineskip
9. Horno según la reivindicación 8, en el
que:
por lo menos un canal de gas de refrigeración
está dispuesto en dicho nodo de fijación de brazo agitador (28) que
presenta una abertura en dicha superficie de guiado cilíndrica
cóncava (116); y
por lo menos un canal de gas de refrigeración
está dispuesto en dicho cuerpo de clavija (110) de dicho brazo
agitador (26) que presenta una abertura en dicha superficie de
guiado cilíndrica convexa (116'), en el que dichas aberturas se
solapan cuando dicho cuerpo de clavija (110) se asienta en sus
asientos en dicho casquillo (100).
\vskip1.000000\baselineskip
10. Horno según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 9, en el que:
dicho nodo de fijación de brazo agitador (28)
comprende un cuerpo colado con forma de anillo realizado en acero
refractario, estando dispuestos dichos casquillos (100) radialmente
en dicho cuerpo colado con forma de anillo, incluyendo dicho árbol
(20) preferentemente una estructura de soporte constituida por
dichos nodos de fijación de brazo agitador (28) y por unos tubos de
soporte intermedios (68) que están interpuestos como elementos que
soportan una carga estructural entre dichos nodos de fijación de
brazo agitador (28), estando ensamblados dichos nodos de fijación
de brazo agitador (28) y dichos tubos de soporte intermedios (68)
opcionalmente mediante solda-
dura.
dura.
\vskip1.000000\baselineskip
11. Horno según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 10, en el que por lo menos una sección de dicho
árbol (20) que se extiende entre dos cámaras de solera adyacentes
(12) comprende:
un tubo de soporte intermedio (68) fijado entre
dos nodos de fijación de brazo (28) para formar una envuelta
externa;
una camisa de guiado de gas intermedia (72)
dispuesta dentro de dicho tubo de soporte intermedio (68) de modo
que delimite un canal de suministro de gas de refrigeración
principal anular (52) entre ambos; y
una camisa de guiado de gas interna (74)
dispuesta dentro de dicho tubo de soporte intermedio (68) de modo
que delimite un canal de distribución de gas de refrigeración
principal anular (54) entre ambos, definiendo además dicha camisa
de guiado de gas interna (74) la pared externa de un canal de escape
central (56).
\vskip1.000000\baselineskip
12. Horno según la reivindicación 11, en el que
dicho nodo de fijación de brazo (28) comprende un cuerpo colado con
forma de anillo que incluye:
por lo menos uno de dichos casquillos (100) para
recibir en el mismo dicho cuerpo de clavija (110) de dicho brazo
agitador (26);
un paso central (90) que forma dicho canal de
escape central (56) para el gas de refrigeración dentro de dicho
nodo de fijación de brazo (28);
unos primeros pasos secundarios (92) dispuestos
en una primera sección de anillo (94) de dicho cuerpo colado, de
modo que se proporcionen unos pasos de gas para el gas de
refrigeración que fluye a través de dicho canal de distribución de
gas de refrigeración principal anular (54);
unos segundos pasos secundarios (96) dispuestos
en una segunda sección de anillo (98) de dicho cuerpo colado, de
modo que se proporcionen unos pasos de gas para el gas de
refrigeración que fluye a través de dicho canal de suministro de
gas de refrigeración principal anular (52);
unos primeros medios de canal dispuestos en
dicho cuerpo colado, de modo que interconecten dicho canal de
suministro de gas de refrigeración principal anular (52) con una
abertura de salida de gas (102'') dentro de dicho por lo menos un
casquillo (100), comprendiendo dichos primeros medios de canal
preferentemente por lo menos una perforación oblicua (102) que se
extiende a través de dicho cuerpo colado con forma de anillo desde
dicha segunda sección de anillo (98) hasta una superficie lateral
que delimita dicho casquillo (100); y
unos segundos medios de canal dispuestos en
dicho cuerpo colado, de modo que interconecten una abertura de
entrada de gas (102') dentro de dicho por lo menos un casquillo
(100) con dicho paso central (90), comprendiendo dichos segundos
medios de canal preferentemente un orifico pasante (104) en una
extensión axial de dicho casquillo (100).
\vskip1.000000\baselineskip
13. Horno según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 12, en el que:
dicho tubo de soporte de brazo (120) es un tubo
de acero inoxidable de paredes gruesas que se extiende a lo largo
de toda la longitud del brazo agitador (26) y está soldado con un
extremo a una superficie de resalte (122) en el lado posterior del
cuerpo de clavija (110).
\vskip1.000000\baselineskip
14. Horno según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 13, en el que dicho brazo agitador (26)
comprende además:
una capa de aislamiento térmico microporosa
(194) dispuesta sobre dicho tubo de soporte de brazo (120); y
una camisa de protección metálica (186) que
cubre dicha capa de aislamiento térmico microporosa (194).
\vskip1.000000\baselineskip
15. Horno según la reivindicación 14, en el que
dicho brazo agitador (26) comprende además:
unos dientes agitadores metálicos (30) fijados a
dicha camisa de protección metálica (186) mediante soldadura; y
unos medios antirrotación (196) dispuestos entre
dicho tubo de soporte de brazo (120) y dicha camisa de protección
metálica (186).
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