ES2510090B1

ES2510090B1 - Dispositivo de acondicionamiento de material granular contenido en un silo y silo que incorpora dicho dispositivo

Info

Publication number: ES2510090B1
Application number: ES201330554A
Authority: ES
Inventors: Jaime BRAVO VEGA; Luis Alfonso FERNANDEZ ORIVE; Alesander OLEA ABARRATEGI; Ekaitz BARRASA ARTAMENDI
Original assignee: Loramendi S Coop
Current assignee: Loramendi S Coop
Priority date: 2013-04-17
Filing date: 2013-04-17
Publication date: 2015-12-15
Anticipated expiration: 2033-04-17
Also published as: ES2510090A2; WO2014170165A2; ES2510090R1; WO2014170165A3

Abstract

Dispositivo de acondicionamiento apto para acondicionar material granular contenido en un silo (3) y silo (3) que comprende dicho dispositivo (1). El dispositivo (1) comprende medios de distribución (4) que permiten distribuir un flujo de aire hacia el material granular contenido en el silo (3). Dicho dispositivo (1) también comprende medios de regulación (5) que permiten ajustar la temperatura del flujo de aire que llega a los medios de distribución (4). Dichos medios de regulación (5) comprenden al menos un tubo de vórtice, donde dicho tubo de vórtice genera un flujo de aire caliente (F{sub,h}) y un flujo de aire frío (F{sub,c}) a partir de una entrada de aire (F{sub,e}). Uno de dichos flujos de aire (F{sub,h}, F{sub,c}) es transferido a los medios de distribución (4).

Description

Dispositivo de acondicionamiento de material granular contenido en un silo y silo que incorpora dicho dispositivo

SECTOR DE LA TÉCNICA

La presente invención se relaciona con dispositivos que acondicionan el material granular contenido en un silo.

ESTADO ANTERIOR DE LA TÉCNICA

Son conocidos silos que comprenden material granular como por ejemplo cereales, semillas, arena, bentonita, etc. Las máquinas de moldeo de arena o máquinas de hacer machos de arena de una fund ición de hierro por ejemplo comprenden este tipo de silos para almacenar la arena. Estos silos comprenden en el fondo del mismo una parte cónica que comprende un conducto de salida para permitir la salida del producto contenido en el silo. La arena que va a conformar las cajas de moldeo o la arena que va a conformar los machos de arena ha de cumplir una serie de requisitos en cuanto a temperatura , humedad , etc. para poder ser utilizada como tal. Conviene que los parámetros de trabajo de la arena sean lo más estables posible, por lo tanto, dependiendo de las condiciones ambientales, algunas veces es necesario calentar la arena contenida en el silo y otras veces enfriarla.

En este sentido son conocidos silos de arena que comprenden un ventilador y resistencias eléctricas para hacer atravesar un flujo de aire caliente a través del material contenido en el silo para calentar dicho material.

También son conocidos silos de arena que comprenden una pluralidad de tubos dispuestos en el interior del silo por donde circula agua y los cuales enfrían la arena cuando ésta pasa a través de dichos tubos.

También son conocidos silos en los cuales se hace pasar una corriente de aire (frío

o caliente) a través de una capa de grano para bajar o reducir la humedad de dicha capa. En este sentido, ES1005495 U divulga un silo cilíndrico que almacena granos de cereal. La parte inferior del silo tiene forma de cono y comprende una superficie con perforaciones para facilitar el paso del aire que es forzado a través de un ventilador. El silo también comprende un cono invertido, de manera que queda enfrentado al cono de la parte inferior del silo, dispuesto en el fondo del silo de manera que permite dosificar o estrangular el paso de los granos de cereal hacia el conducto de salida donde está dispuesto un sinfín extractor.

EXPOSICiÓN DE LA INVENCiÓN

Un objeto de la invención es el de proporcionar un dispositivo de acondicionamiento de un material granular contenido en un silo, tal y como se describe a continuación.

Otro objeto de la invención es el de proporcionar un silo que comprende dicho dispositivo de acondicionamiento.

El dispositivo de acondicionamiento de la invención es apto para acondicionar material granular contenido en un silo. Dicho dispositivo comprende medios de distribución que permiten distribuir un flujo de aire hacia el material granular contenido en el silo. Dicho dispositivo también comprende medios de regulación que permiten ajustar la temperatura del flujo de aire que llega a los medios de distribución. Dichos medios de regulación comprenden al menos un tubo de vórtice, donde dicho tubo de vórtice genera un flujo de aire caliente y un flujo de aire frío a partir de una entrada de aire. Uno de dichos flujos de aire es transferido a los medios de distribución.

Con el dispositivo de acondicionamiento de la invención se consigue enfriar o calentar una cantidad considerable de material granular contenido en el silo (por ejemplo en el caso de que el material granular sea arena, la cantidad suficiente para formar un molde de arena) minimizando el tiempo requerido para ello de una manera eficaz y económica, y posibilitando al mismo tiempo reducir los tiempos de ciclo de los procesos de los aparatos o máquinas dispuestos a continuación del silo. Con dicho dispositivo también se consigue evitar que el material granular se compacte o se apelmace, y/o se quede pegado a las paredes del silo, facilitando de este modo el paso del aire a través del material granular gracias a que se favorece la fluidificación del material granular.

Estas y otras ventajas y características de la invención se harán evidentes a la vista de las figuras y de la descripción detallada de la invención .

DESCRIPCiÓN DE LOS DIBUJOS

La figura 1 A muestra un primer esquema de un silo que comprende una primera realización del dispositivo de acondicionamiento según la invención .

La figura 1 B muestra un segundo esquema de un silo que comprende una segunda realización del dispositivo de acondicionamiento.

La figura 2 es una vista en corte de un tubo de vórtice comprendido en el dispositivo de acondicionamiento de la figura 1 A.

EXPOSICiÓN DETALLADA DE LA INVENCiÓN

El dispositivo 1 de acondicionamiento de la invención es apto para acondicionar es decir, enfriar o calentar, el material granular contenido en un silo 3. Dicho dispositivo 1 comprende medios de distribución 4 que permiten distribuir un flujo de aire hacia el material granular contenido en el silo 3. Por razones de claridad no se ha representado dicho material granular en los dibujos. Dicho dispositivo 1 también comprende medios de regulación 5 que permiten ajustar la temperatura del flujo de aire que llega a los medios de distribución 4 es decir, previo a la entrada al silo 3, a la temperatura deseada. Dichos medios de regulación 5 comprenden al menos un tubo de vórtice, más comúnmente conocido como tubo vortex, donde dicho tubo de vórtice genera un flujo de aire caliente Fh y un flujo de aire frío Fe a partir de una entrada de aire Fe, tal y como se muestra en la figura 2. Uno de dichos flujos de aire Fh o Fe es transferido a los medios de distribución 4. De este modo se consigue que dicho flujo de aire pueda fluidificar, al mismo tiempo que calentar o enfriar, el material granular contenido en el silo 3. Por fluidificar se entiende que el material granular se comporta como un fluido estático, es decir sin generar un movimiento turbulento de dicho material para facilitar el paso de dicho flujo de aire. De este modo, se evita que el material granular se compacte o se apelmace, y/o se quede pegado a las paredes del silo 3.

La realización de la figura 1A muestra un silo 3 que comprende arena, por ejemplo del tipo necesario para formar un molde de arena que es apto para moldear piezas de fundición de hierro o aluminio, o para formar machos de arena. Aunque a partir de ahora la descripción haga referencia a arena (de cualquier tipo) como malerial granular, lo que se describe a continuación también es válido para todo tipo de materiales granulares, por ejemplo bentonita o incluso cereales.

El silo 3 de la figura 1A es cilíndrico y comprende un fondo 3a de forma sustancialmente cónica aunque también podría tener forma de prisma. El silo 3 también comprende al menos un cono 3' dispuesto en el interior del silo 3, preferentemente cerca del fondo del silo 3a. En los ejemplos de las figuras 1A y 18 el silo 3 comprende un único cono 3'. Dicho cono 3' puede tener forma cónica o forma de prisma y se dispone de manera que queda dispuesto enfrentado al cono, o prisma, del fondo del silo 3a. Dicho cono 3' permite focalizar el calentamiento o enfriamiento del material granular, la arena en el ejemplo de la figura 1A, hacia el material contenido en el fondo del silo 3a, en el ejemplo de la figura 1A de forma cónica, de manera que se evita calentar o enfriar el resto del material contenido en el silo 3 produciéndose un ahorro energético importante y una reducción considerable del tiempo necesario para que la arena obtenga la temperatura deseada de trabajo, posibilitando del mismo modo reducir los tiempos de ciclo de los procesos productivos posteriores (por ejemplo en una línea de moldeo muchos tiempos se solapan, por lo tanto, reducir el tiempo de preparación de la arena puede conllevar a una reducción del tiempo de ciclo si el proceso de fabricación lo permite, es decir, se evita que la preparación de la arena sea el cuello de botella de la línea de moldeo). La cantidad de material contenido en el fondo del silo 3a es el suficiente para abastecer las necesidades de los procesos siguientes. Así, en el ejemplo de la figura 1 A la cantidad de arena calentada o enfriada es el suficiente para para formar por ejemplo un molde de arena.

Los medios de regulación 5 están conectados a una fuente de aire comprimida, no mostrada en los dibujos, de modo que la entrada de aire Fe del tubo de vórtice está conectada a dicha fuente de aire comprimido.

De manera general, la temperatura del aire comprimido suministrado directamente por una fuente de aire comprimido se corresponde aproximadamente con la temperatura ambiente (aproximadamente 20 OC), no siendo suficiente en la mayoría de los casos para enfriar el material granular contenido en el silo 3 de manera que no es posible acondicionar dicho material granular a la temperatura deseada. Por lo tanto, el dispositivo de acondicionamiento 1 de la invención garantiza que el material granular contenido en el silo 3, al menos la cantidad contenida en el fondo del silo 3a, alcance la temperatura idónea, aproximadamente en un rango entre 10°C y 35°C, sin importar las condiciones climáticas o ambientales del entorno (diferencias de temperatura entre verano e invierno, ubicación geográfica del silo, etc.).

Tal y como se muestra en la figura 2, el tubo de vórtice 5 comprende un conducto de entrada Fe que en el ejemplo de la realización de la invención es preferentemente conectada a una fuente de aire comprimido (no representado en los dibujos). A partir de dicha entrada de aire Fe el tubo de vórtice genera un flujo de aire caliente Fh Y un flujo de aire frío Fe. Como el funcionamiento de un tubo de vórtice es bien conocido en el estado de la técnica éste no será detallado en la descripción.

Variando el caudal de entrada del flujo de entrada Fe del tubo de vórtice, e incluso variando partes estructurales del tubo de vórtice, es posible controlar el caudal, la presión y la temperatura de los flujos de salida caliente Fh y frío Fe_Por lo tanto, el dispositivo de acondicionamiento 1 de la realización de la invención permite controlar con gran precisión la temperatura del material granular a extraer justo antes de su extracción por el conducto de salida 6. Dicho conducto de salida 6 está dispuesto en la parte inferior del fondo del silo 3a y la salida de dicho material está regulada por una compuerta o válvula (no mostrada en las figuras) dispuesta en el conducto de salida 6 que se abre o cierra a petición. El material granular a extraer es parte del material que está dispuesto en el fondo del silo 3a.

Así, si se desea elevar la temperatura del material contenido en el silo 3, o al menos del material contenido en el fondo del silo 3a, basta con conectar el conducto de

salida del tubo de vórtice que transporta el flujo de aire caliente Fh con los medios de distribución 4, de manera que el flujo de aire caliente Fh es transferido a dichos medios de distribución 4. Si por el contrario, se desea bajar la temperatura del malerial contenido en el silo 3, o al menos del material contenido en el fondo del silo 3a, basta con conectar el conducto de salida del tubo de vórtice que transporta el flujo de aire frío Fe con los medios de distribución 4, de manera que el flujo de aire frío Fe es transferido a dichos medios de distribución 4. De este modo, se evita el uso de ventiladores y se aumenta el control de la temperatura del material a extraer, justo antes de su extracción por el conducto de salida 6.

Una opción no mostrada en los dibujos podría ser compaginar el uso del tubo de vórtice con medios adicionales de regulación, como por ejemplo medios de ventilación y/o resistencias.

Como el flujo de salida del aire frío Fe del tubo de vórtice puede alcanzar valores negativos el poder de refrigeración de los medios de regulación 5 del dispositivo 1 de la invención resulta muy eficiente y permite controlar con gran precisión la temperatura del material justo antes de su extracción por el conducto de salida 6. Una opción no mostrada en los dibujos podría ser compaginar el uso del tubo de vórtice con medios adicionales de regulación, como por ejemplo medios de condensación y evaporación.

Los medios de distribución 4 del dispositivo de acondicionamiento 1 comprenden al menos un tubo perforado 4b. En la realización del ejemplo de la figura 1A dichos medios de distribución 4 comprenden un una pluralidad de tubos perforados 4b que forman un array y están conectados entre sí. Dichos tubos perforados 4b son tubos longitudinales y están dispuestos en el interior del silo 3, preferentemente en la zona del fondo del silo 3a y preferentemente por debajo del cono 3' tal y como se muestra en la figura 1A. Así mismo, en la realización del ejemplo de la figura 1A los tubos perforados 4b están conectados a los medios de regulación 5 a través de un conducto intermedio 4a dispuesto anexo a la superficie exterior 3b del cono del fondo del silo 3a tal y como se muestra en la figura 1 A, por lo tanto los medios de regulación 5, es decir el conducto de salida del tubo de vórtice que transporta el flujo de aire caliente Fh o el conducto de salida del tubo de vórtice que transporta el flujo de aire frío Fe. están conectados con el conducto intermedio 4a y el conducto

intermedio 4a está conectado con los tubos perforados 4b. Las perforaciones de los tubos 4b permiten la salida del flujo de aire que proviene de los medios de regulación 5 de manera que dicho flujo de aire entra en contacto con el material granular contenido en el silo 3, la arena en el ejemplo de la figura 1A. En una 5 realización no contemplada en los dibujos, opcionalmente también es posible prescindir del conducto intermedio 4a. En este caso, el conducto de salida del tubo de vórtice que transporta el flujo de aire caliente Fh o el conducto de salida del tubo de vórtice que transporta el flujo de aire frío Fe estaría conectado directamente con el al menos un tubo perforado 4b o el array de tubos perforados 4b. Opcionalmente

10 también es posible sustituir dicho array de tubos perforados 4b por un canal plano, comprendiendo dicho canal plano vías o boquillas de salida de aire tal y como se aprecia en la realización del ejemplo de la figura 18.

Claims

REI VINDICACIONES

1.

Dispositivo de acondicionamiento de material granular contenido en un silo (3), comprendiendo dicho dispositivo (1) medios de distribución (4) que permiten distribuir un flujo de aire hacia el material granular contenido en el silo (3), caracterizado porque dicho dispositivo (1) también comprende medios de regulación (5) que permiten ajustar la temperatura del flujo de aire que llega a los medios de distribución (4), comprendiendo dichos medios de regulación (5) al menos un tubo de vórtice, generando dicho tubo de vórtice un flujo de aire caliente (Fh) y un flujo de aire frío (Fe) a partir de una entrada de aire (Fe), Y transfiriéndose uno de dichos flujos (Fh• Fc) a los medios de distribución (4).
2.

Dispositivo según la reivindicación 1, en donde se transfiere el flujo de aire frío (Fe) a los medios de distribución (4 ).
3.

Dispositivo según las reivindicaciones 1 o 2, en donde la entrada de aire del tubo de vórtice está conectada a una fuente de aire comprimido.
4.

Dispositivo según la reivindicación 1, en donde se transfiere el flujo de aire caliente (Fh) a los medios de distribución (4).
5.

Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde los medios de distribución (4) comprenden al menos un tubo perforado (4b) dispuesto en el interior del silo (3), preferentemente en el fondo del silo (3a).
6.

Dispositivo según la reivindicación 5, en donde los medios de distribución (4) comprenden una pluralidad de tubos perforados (4b) conectados entre sí.
7.

Dispositivo según las reivindicaciones 5 o 6, en donde los medios de regulación

(5) están conectados con dichos tubos perforados (4b).
8.

Dispositivo según las reivindicaciones 5 o 6, en donde los medios de distribución

(4) también comprenden un conducto intermedio (4a) anexo a la superficie exterior (3b) del cono del fondo del silo (3a), estando dicho conducto intermedio (4a) conectado a dichos tubos perforados (4b).
9.

Dispositivo según la reivindicación 8, en donde los medios de regulación (5) están conectados con dicho conducto intermedio (4a).

5 10. Silo apto para contener material granular, preferentemente de forma cilíndrica, caracterizado porque comprende un dispositivo de acondicionamiento (1) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9.
11. Silo según la reivindicación 10, que comprende un fondo (3a) en forma de cono. 10
12.

Silo según la reivindicación 10, en donde el silo (3) comprende un fondo (3a) en forma de prisma.
13.

Silo según cualquiera de las reivindicaciones 10 a 12, que comprende al menos

15 un cono (3') dispuesto en el interior del silo (3), preferentemente cerca del fondo del silo (3a).
14. Silo según la reivindicación 13, en donde los medios de distribución (4) del

dispositivo de acondicionamiento (1) se disponen debajo de dicho cono (3') 20 dispuesto en el interior del silo (3).