ES2718704B2 - Boquilla separadora de alta eficiencia - Google Patents

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Description

DESCRIPCIÓN
Boquilla separadora de alta eficiencia
OBJETO DE LA INVENCIÓN
La presente solicitud de invención tiene por objeto el registro de una boquilla separadora que incorpora notables ventajas frente a las utilizadas hasta el momento, particularmente conveniente para procesos de refrigeración y/o de lubricación durante la producción de productos metálicos con forma longitudinal continua, como son alambres, varillas o barras.
Más concretamente, la invención propone una boquilla con canales radiales que, por su particular geometría, consigue frenar la circulación del refrigerante y/o lubricante que acompaña al producto metálico producido, consiguiendo evitar fugas y flujos excesivos de dicho fluido.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
Son conocidos los sistemas de refrigeración y/o de lubricación para procesamiento de metal en forma longitudinal continua. El proceso requiere el uso de un fluido a cierta presión para enfriar, para encerar o para lubricar el producto metálico, proporcionándole las condiciones aptas para el proceso.
Uno de los principales problemas en los sistemas actuales es la contención del fluido refrigerante/lubricante. Debido a la naturaleza del proceso, es difícil asegurar que el fluido presurizado permanezca dentro de los límites del sistema. Cualquier pérdida de fluido se convierte en una pérdida financiera y un gasto adicional de mantenimiento, ya que puede afectar el funcionamiento de otros componentes en la línea de producción y crear demanda de reparaciones adicionales de otros equipos mecánicos o eléctricos. Además, puede convertirse en un peligro potencial de seguridad, medioambiental y operacional, o un factor limitante para la medición de la eficiencia del proceso de producción.
Al mismo tiempo, mayores velocidades y mayores volúmenes de producción en las instalaciones, aumentan los requisitos de refrigeración/lubricación, por lo tanto, aumentan las posibilidades de pérdidas y de descontrol.
Los dispositivos actuales para reducir el arrastre del fluido por parte del producto metálico y su posterior derrame consisten en boquillas situadas en la entrada de las toberas por donde transcurre el producto, las cuales le inyectan agua o aire comprimido, o en boquillas con huecos para dejar caer el agua dentro de un recipiente, pero dadas las velocidades de operación actuales en las plantas de procesamiento de metales modernas, estos dispositivos son ineficientes. Por tanto, todavía existe necesidad de un dispositivo capaz de solventar la existente problemática.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
La presente boquilla separadora de alta eficiencia se configura como una novedad dentro del campo de aplicación que resuelve las contrariedades anteriormente mencionadas. Se ha desarrollado con el fin de proporcionar una forma de evitar fugas y flujo excesivo de refrigerante y/o lubricante utilizado durante la producción de productos metálicos con forma longitudinal continua, especialmente a las velocidades de proceso actuales y futuras.
La boquilla objeto consiste en al menos un cuerpo con un orificio pasante, configurado para vincularse con el orificio pasante de otra boquilla, guía o tobera, pudiendo diseñarse de diferentes tamaños para adaptarse a los diferentes productos metálicos del proceso, y pudiendo tener dicho orificio una entrada en forma cónica. A su vez, la boquilla comprende una conexión fluídica desde la zona perimetral hasta la entrada del orificio, formada por varias secciones internas en forma de canales que atraviesan la boquilla radialmente. Estos canales pueden llegar hasta la pared cónica de la entrada en caso de disponer de ella. Cada uno de dichos canales radiales puede tener una inclinación radial diferente, o incluso el propio canal puede tener varias secciones de inclinación, las cuales se pueden encontrar en un ángulo entre 5° y 90° respecto al eje del orificio.
Para la conexión fluídica de los canales con el exterior, la boquilla puede comprender una o varias bocas o ranuras perimetrales situadas en sus superficies longitudinales o, en caso de que la tobera disponga de al menos una boca, de un canal de conexión a dicha boca.
Preferentemente, la boquilla puede estar dividida en una serie de piezas que comparten dicho orificio pasante, unibles de forma removible y reemplazables entre sí. Las paredes internas de separación entre las piezas pueden tener forma cónica, a la vez que cada separación puede estar definida por un ángulo de conicidad diferente, pudiendo ser dicho ángulo de entre 5° y 90°. Las paredes internas comprenden entre ellas unos huecos o espacios que forman los citados canales radiales. De esta forma, el usuario puede configurar diferentes sets de boquillas con canales de diferentes volúmenes y ángulos de salida.
En una posible realización, la serie de piezas puede comprender una pieza que aloje una o más piezas de la boquilla en su interior, y en otra posible realización puede consistir en piezas unibles en serie sólo lateralmente, sin una pieza que las aloje en el exterior. Tanto en una como en otra realización, la boquilla puede comprender al menos dos piezas que sean simétricas respecto uno de los planos coincidentes con el eje del orificio, de forma que el usuario pueda acceder e inspeccionar la superficie del orificio sin dificultad. De la misma forma, pueden existir diferentes juegos de piezas que dispongan de diferentes geometrías exteriores para adaptarse a la conexión a otras boquillas, guías o toberas de diferentes dimensiones y formas. Para unirse a las diferentes tipologías de toberas existentes, también se contemplan juegos de boquilla con los correspondientes medios de anclaje adecuados.
Por el hecho de que la geometría del orificio y de los canales entre las piezas es ajustable y puede variar entre pieza y pieza, el usuario puede definir la configuración adecuada en función de los diferentes parámetros del proceso de refrigeración/lubricación, como son el tipo de fluido, el tamaño del producto metálico, la velocidad del proceso, etc.
En su condición de uso, la boquilla se sitúa en la trayectoria del producto metálico, sea en la entrada o en la salida de la tobera, de forma que el producto transcurre a través de su orificio pasante. La orientación de la boquilla depende del sentido del flujo del refrigerante/lubricante, de forma que la entrada del orificio de la boquilla siempre se sitúa enfrentada a dicho flujo, independientemente del sentido de avance del producto metálico.
Para la utilización de la boquilla existen dos metodologías posibles. En la primera metodología, la boquilla es alimentada a través de la boca perimetral por un fluido a presión, sea líquido o gas. Gracias a la pluralidad de canales radiales que atraviesan la boquilla, el fluido llega hasta la zona de entrada del orificio. Tras la adecuada elección por parte del usuario del número de canales y la inclinación de cada uno de ellos, el fluido a presión emerge parcialmente enfrentado al fluido refrigerante/lubricante de forma óptima, generándole un flujo a contracorriente en la entrada de la boquilla que evita que el fluido refrigerante/lubricante continúe su avance a través de la boquilla.
En la segunda metodología, la boquilla no se encuentra alimentada por un fluido. En este caso, el mismo fluido refrigerante/lubricante que llega alrededor del producto metálico entra a través de al menos una de las secciones radiales y, dependiendo de la disposición geométrica de los canales, emerger hacia la boca perimetral y/o hacia la propia entrada del orificio a través del resto de canales. De esta forma, el fluido refrigerante/lubricante se puede recaudar a través de la boca perimetral y/o puede generarse a sí mismo un flujo a contracorriente que lo frena en la entrada del orificio.
Por tanto, cuando la boquilla separadora de alta eficiencia se alimenta con un fluido a través de la ranura perimetral, la operación produce un efecto de contracorriente contra el fluido refrigerante/lubricante. Cuando la boquilla de extracción de alta eficiencia no se alimenta con ningún fluido, promueve la recirculación del propio fluido refrigerante/lubricante, creando volúmenes de vacío y flujos de contracorriente que detienen igualmente el flujo continuo de dicho fluido a través de la boquilla. De todas formas, en algunos casos concretos es aceptable permitir que una cantidad reducida de fluido pase a través de la boquilla y cree un efecto de niebla, apta para procesos concretos de refrigeración/lubricación.
Finalmente, en cualquiera de las dos realizaciones anteriores, el fluido retenido en la entrada de la boquilla puede ser recaudado fácilmente en un recipiente, sin generar desperdicios y sean cuales sean los parámetros del procesado del metal.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
Figura 1.- Es una vista en perspectiva de la presente boquilla colocada en una tobera.
Figura 2.- Es una sección a través del plano de simetría vertical de la vista anterior.
DESCRIPCIÓN DE UNA REALIZACIÓN PREFERENTE
A la vista de las mencionadas figuras y, de acuerdo con la numeración adoptada, se puede observar en ellas un ejemplo de realización preferente de la invención, la cual comprende las partes y elementos que se indican y describen en detalle a continuación.
Como se puede ver en la Fig. 1, una posible realización de la presente boquilla se divide en un conjunto de tres piezas (11, 12, 13), colocadas en serie y unidas a una tobera (2), cuyo orificio pasante (20) se encuentra vinculado al orificio pasante (10) de la boquilla, en este caso con una entrada en forma cónica.
En esta realización, las paredes internas de contacto (14, 15, 16, 17) entre las propias piezas (11, 12, 13) tienen una sección inclinada respecto al eje (4) del orificio (10), con un ángulo de conicidad (a) de 15°. Las paredes comprenden unos huecos tal que entre ellas se forman unos canales radiales (18, 19) que asoman, por un lado, a la entrada del orificio pasante (10) y, por otro lado, contactan con una boca (21) situada en una de las caras longitudinales de la tobera (2) mediante un canal perimetral (3) que, en este caso, comparten las piezas internas (12, 13) con la tobera (2).
En esta realización, como se puede apreciar en la Fig. 1, los medios de anclaje de la boquilla (1) a la tobera (2) lo conforman unos taladros (4) en las esquinas de la cara frontal para el roscado de unos tornillos (no mostrados en la figura).
Los detalles, las formas, las dimensiones y demás elementos accesorios, así como los materiales empleados en la fabricación de la presente boquilla, podrán ser convenientemente sustituidos por otros que sean técnicamente equivalentes y no se aparten de la esencialidad de la invención ni del ámbito definido por las reivindicaciones que se incluyen a continuación.

Claims (9)

REIVINDICACIONES
1. Boquilla separadora de alta eficiencia, formada por al menos un cuerpo con un orificio pasante (10) configurado para vincularse con el orificio pasante (20) de otra boquilla, guía o tobera (2), ambos orificios (10, 20) compartiendo un mismo eje (4), caracterizada porque comprende varios canales radiales (18, 19) que atraviesan la boquilla desde la zona perimetral hasta el orificio (10) en su zona de entrada.
2. Boquilla según la reivindicación 1, caracterizada porque comprende un canal perimetral (3) que comunica los canales radiales (18, 19) con una boca situada en una de sus caras superficiales paralelas al eje (4) del orificio (10).
3. Boquilla según la reivindicación 1, caracterizada porque comprende un canal perimetral (3) que comunica los canales radiales (18, 19) con un canal que comunica con una boca (21) situada en una de las caras superficiales de una tobera (2).
4. Boquilla según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el orificio (10) comprende una entrada en forma cónica.
5. Boquilla según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque se divide en diferentes piezas (11, 12, 13) unibles de forma removible y reemplazables entre sí.
6. Boquilla según la reivindicación 5, caracterizada porque los canales radiales (18, 19) se encuentran formados por unos huecos situados entre las paredes internas de contacto (14, 15, 16, 17) de las propias piezas (11, 12, 13).
7. Boquilla según la reivindicación 6, caracterizada porque los canales radiales (18, 19) se encuentran constituidos por secciones con diferentes ángulos (a) respecto al eje (4) del orificio (10).
8. Boquilla según cualquiera de las reivindicaciones de la 5 a la 7, caracterizada porque una de las piezas de la boquilla aloja en su interior otras piezas de la boquilla.
9. Boquilla según cualquiera de las reivindicaciones de la 5 a la 8, caracterizada porque comprende al menos dos piezas simétricas respecto a uno de los planos coincidentes con el eje (4).
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