ES2870159T3 - Dispositivo de estrangulación de válvula de arranque para extraer una masa fundida de una máquina de tornillo sin fin, así como instalación para la preparación de material a granel con un dispositivo de estrangulación de válvula de arranque de este tipo y procedimiento para extraer una masa fundida de una máquina de tornillo sin fin por medio un dispositivo de estrangulación de válvula de arranque de este tipo - Google Patents

Dispositivo de estrangulación de válvula de arranque para extraer una masa fundida de una máquina de tornillo sin fin, así como instalación para la preparación de material a granel con un dispositivo de estrangulación de válvula de arranque de este tipo y procedimiento para extraer una masa fundida de una máquina de tornillo sin fin por medio un dispositivo de estrangulación de válvula de arranque de este tipo Download PDF

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Stephan Kiern
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Markus Schmudde
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Abstract

Dispositivo de estrangulación de válvula de arranque para la descarga de una masa fundida de una máquina de tornillo sin fin, con - una carcasa (24) y una entalladura de carcasa (25) configurada en ella, - un canal de entrada (33) configurado en la carcasa (24) y que desemboca en la entalladura de carcasa (25) para alimentar la masa fundida (23), - un canal de extracción (37) configurado en la carcasa (24) y que desemboca en la entalladura de carcasa (25) para extraer la masa fundida (23), - una abertura de descarga (35) para descargar la masa fundida (23) durante una operación de arranque de la máquina de tornillo sin fin (3), y - un cuerpo de conmutación (26) -- que está dispuesto en la entalladura de carcasa (25) y se puede desplazar entre una posición de descarga y una posición de extracción, -- que configura al menos por secciones un canal de descarga (34) para la conexión del canal de entrada (33) a la abertura de descarga (35) en la posición de descarga, -- que configura un canal de paso (36) para la conexión del canal de entrada (33) y el canal de extracción (37) en la posición de extracción, - un cuerpo de estrangulación (38) dispuesto en el canal de paso (36), caracterizado por que el cuerpo de estrangulación (38) se puede desplazar en relación al cuerpo de conmutación (26) por medio de un accionamiento de cuerpo de estrangulación (40) y se puede accionar independientemente del cuerpo de conmutación (26).

Description

DESCRIPCIÓN
Dispositivo de estrangulación de válvula de arranque para extraer una masa fundida de una máquina de tomillo sin fin, así como instalación para la preparación de material a granel con un dispositivo de estrangulación de válvula de arranque de este tipo y procedimiento para extraer una masa fundida de una máquina de tornillo sin fin por medio un dispositivo de estrangulación de válvula de arranque de este tipo
La invención se refiere a un dispositivo de estrangulación de válvula de arranque para extraer una masa fundida de una máquina de tornillo sin fin, así como a una instalación para la preparación de material a granel con un dispositivo de estrangulación de válvula de arranque. Además, la invención se refiere a un procedimiento para extraer una masa fundida por medio de un dispositivo de estrangulación de válvula de arranque.
Por el documento DE 3815897 C1 (se corresponde con el documento US 4984977 A), se conoce una máquina de tornillo sin fin con un dispositivo de estrangulación de válvula de arranque embridado en la misma. El dispositivo de estrangulación de válvula de arranque comprende una carcasa con una entalladura de carcasa configurada en ella en la que está dispuesto un cuerpo de estrangulación de válvula de arranque. El cuerpo de estrangulación de válvula de arranque presenta dos secciones de cierre cilíndrico-circulares entre las cuales está dispuesto un cuerpo de estrangulación. En una de las secciones de cierre está configurado un cuerpo de válvula de arranque que está configurado de manera parcialmente cilíndrica. El dispositivo de estrangulación de válvula de arranque comprende, además, un accionamiento pivotante para el pivotado del cuerpo de estrangulación de válvula de arranque en torno a un eje longitudinal, así como un accionamiento lineal para el desplazamiento del cuerpo de estrangulación de válvula de arranque en dirección del eje longitudinal. En una primera posición final del accionamiento lineal, el cuerpo de estrangulación de válvula de arranque funciona como válvula de arranque, de tal modo que, se extrae masa fundida alimentada por medio de un canal de entrada a través de una abertura de salida de arranque. En una segunda posición final del accionamiento lineal, las secciones de cierre cierran la entalladura de carcasa, de tal modo que la abertura de salida de arranque se cierra y el cuerpo de estrangulación está en la posición de estrangulación. Mediante pivotado del cuerpo de estrangulación de válvula de arranque en torno al eje longitudinal por medio del accionamiento pivotante, se estrangula la extracción de la masa fundida alimentada a través del canal de entrada en dirección de un canal de extracción por medio del cuerpo de estrangulación. Desventajoso es que la estructura y el funcionamiento del dispositivo de estrangulación de válvula de arranque con complicados.
La invención se basa en el objetivo de crear un dispositivo de estrangulación de válvula de arranque que se pueda construir de manera sencilla y fiable y permita un funcionamiento sencillo y energéticamente eficiente.
Este objetivo se consigue por medio de un dispositivo de estrangulación de válvula de arranque con las características de la reivindicación 1. Al estar dispuesto en el canal de paso un cuerpo de estrangulación de manera desplazable en relación al cuerpo de conmutación, el cuerpo de estrangulación se puede accionar de manera independiente del cuerpo de conmutación. En la posición de extracción, por tanto, es posible una estrangulación sencilla y energéticamente eficiente de la masa fundida sin que sea necesario un desplazamiento del cuerpo de conmutación. Al poder accionarse el cuerpo de estrangulación independientemente del cuerpo de conmutación, se simplifica, además, la construcción por el lado del accionamiento del dispositivo de estrangulación de válvula de arranque.
El cuerpo de estrangulación está configurado preferentemente como válvula de mariposa o como estrangulación de hoja. La válvula de mariposa configura un lado delantero de estrangulación y un lado posterior de estrangulación que están conectados entre sí por medio de un lado frontal de estrangulación. El lado delantero de estrangulación o el lado posterior de estrangulación presenta, en comparación con el lado frontal de estrangulación una mayor resistencia al flujo en relación con la masa fundida. En una posición de estrangulación máxima, por medio del lado delantero de estrangulación se ajusta una resistencia al flujo máxima, mientras que, en una posición de estrangulación mínima por medio del lado frontal de estrangulación, se ajusta una resistencia al flujo mínima.
Si el cuerpo de conmutación está configurado de varias piezas, el cuerpo de estrangulación está dispuesto de manera desplazable en relación a al menos un componente de cuerpo de conmutación en el canal de paso. El cuerpo de estrangulación puede estar configurado de manera no desplazable en relación a al menos un componente de cuerpo de conmutación. El cuerpo de conmutación puede estar configurado, por ejemplo, de dos piezas y comprender un primer componente de cuerpo de conmutación y un segundo componente de cuerpo de conmutación. El cuerpo de estrangulación está dispuesto de manera desplazable en relación al primer componente de cuerpo de conmutación en el canal de paso. El segundo componente de cuerpo de conmutación está conectado con el árbol de accionamiento de cuerpo de estrangulación, de tal modo que el cuerpo de estrangulación no se puede desplazar en relación al segundo componente de cuerpo de conmutación. El segundo componente de cuerpo de conmutación configura un canal de descarga y/o un canal de paso libre. En el canal de paso libre, no está dispuesto ningún cuerpo de estrangulación.
Al poder desplazarse el cuerpo de estrangulación por medio de un accionamiento propio de cuerpo de estrangulación, se puede emplear un accionamiento de cuerpo de estrangulación de construcción sencilla y fiable. El accionamiento de cuerpo de estrangulación no necesita desplazar el cuerpo de conmutación, de tal modo que el accionamiento de cuerpo de estrangulación se puede diseñar y optimizar exclusivamente para el desplazamiento del cuerpo de estrangulación. Preferentemente, el accionamiento de cuerpo de estrangulación es un motor de accionamiento eléctrico que pivota el cuerpo de estrangulación en torno a un eje pivotante de cuerpo de estrangulación. El accionamiento de cuerpo de estrangulación está fijado en la carcasa o en el cuerpo de conmutación.
Un dispositivo de estrangulación de válvula de arranque según la reivindicación 2 garantiza un funcionamiento sencillo y energéticamente eficiente. Al poder pivotar el cuerpo de estrangulación en torno al eje pivotante de cuerpo de estrangulación en el canal de paso, en la posición de extracción es posible una estrangulación de la masa fundida de manera sencilla y rápida. El cambio de la posición del cuerpo de estrangulación es en relación eficiente desde el punto de vista energético debido a que la masa que debe moverse es reducida. En una posición de estrangulación mínima del cuerpo de estrangulación, la pérdida de presión es pequeña, de tal modo que la máquina de tornillo sin fin puede funcionar de manera energéticamente eficiente. Preferentemente, el cuerpo de estrangulación está montado de manera pivotante en el cuerpo de conmutación. El montaje del cuerpo de estrangulación está realizado en particular de manera estanca, de tal modo que, gracias al montaje, no puede escapar masa fundida.
Un dispositivo de estrangulación de válvula de arranque según la reivindicación 3 garantiza una construcción sencilla y un funcionamiento sencillo. Al estar fijado el accionamiento de cuerpo de estrangulación en el cuerpo de conmutación, el accionamiento de cuerpo de estrangulación se desplaza con el cuerpo de conmutación, de tal modo que el accionamiento de cuerpo de estrangulación y el cuerpo de estrangulación, gracias al desplazamiento del cuerpo de conmutación desde la posición de descarga a la posición de extracción, no realizan ningún movimiento relativo con respecto al cuerpo de conmutación. El accionamiento de cuerpo de estrangulación está configurado preferentemente como motor de accionamiento eléctrico, de tal modo que el desplazamiento del cuerpo de conmutación se puede compensar de manera sencilla por medio de los conductos eléctricos.
Un dispositivo de estrangulación de válvula de arranque según la reivindicación 4 garantiza una construcción sencilla y fiable. Mediante el árbol de accionamiento de cuerpo de estrangulación, el cuerpo de estrangulación está montado en particular bilateralmente. El árbol de accionamiento de cuerpo de estrangulación permite, además, un montaje sencillo del cuerpo de estrangulación en el canal de paso. El árbol de accionamiento de cuerpo de estrangulación es preferentemente estanco con respecto al cuerpo de conmutación. Preferentemente, el árbol de accionamiento de cuerpo de estrangulación está sellado a ambos lados del cuerpo de estrangulación en el cuerpo de conmutación y está montado de manera pivotante. El árbol de accionamiento de cuerpo de estrangulación es accesible libremente en particular de tal modo que un accionamiento de cuerpo de estrangulación se puede conectar con el árbol de accionamiento de cuerpo de estrangulación para desplazar el cuerpo de estrangulación. El cuerpo de estrangulación está fijado de manera resistente al giro en el árbol de accionamiento de cuerpo de estrangulación.
Un dispositivo de estrangulación de válvula de arranque según la reivindicación 5 garantiza una construcción fiable. Mediante la fijación excéntrica del cuerpo de estrangulación en el árbol de accionamiento de cuerpo de estrangulación, se pueden absorber fuerzas de presión que actúan en dirección de flujo de la masa fundida de manera fiable gracias a un mayor grosor de pared. De este modo se evita una flexión no admisible como consecuencia de las fuerzas de presión. Preferentemente, el cuerpo de estrangulación está configurado como válvula de mariposa y la válvula de mariposa está fijada excéntricamente en el árbol de accionamiento de cuerpo de estrangulación de tal modo que un grosor de pared entre el árbol de accionamiento de cuerpo de estrangulación y un lado delantero de estrangulación es mayor que un grosor de pared entre el árbol de accionamiento de cuerpo de estrangulación y un lado posterior de estrangulación. Gracias al mayor grosor de pared aguas arriba en el lado delantero de estrangulación, se absorben de manera fiable las fuerzas de presión que actúan aguas arriba.
Un dispositivo de estrangulación de válvula de arranque según la reivindicación 6 garantiza un funcionamiento sencillo y energéticamente eficiente. Gracias al área de sección transversal que se amplía al menos por secciones del canal de paso, en una posición de estrangulación mínima del cuerpo de estrangulación, es posible una baja resistencia al flujo y, por tanto, un menor aumento o pérdida de presión. El área de sección transversal del cuerpo de estrangulación se compensa en la posición de estrangulación mínima al menos parcialmente por medio del área de sección transversal que se amplía del canal de paso. Una pérdida de presión en el cuerpo de estrangulación se evita así esencialmente en la posición de estrangulación mínima, de tal modo que es posible un funcionamiento sencillo y energéticamente eficiente. Se puede prescindir en particular de una bomba de masa fundida para el aumento de presión aguas abajo del dispositivo de estrangulación de válvula de arranque. Preferentemente, el cuerpo de estrangulación está configurado como válvula de mariposa que comprende un lado delantero de estrangulación y un lado posterior de estrangulación, así como un lado frontal de estrangulación que los une. En particular, el lado delantero de estrangulación y el lado posterior de estrangulación discurren, partiendo del lado frontal de estrangulación -observados en la sección transversal perpendicularmente al eje pivotante de cuerpo de estrangulación-, hasta el eje pivotante de cuerpo de estrangulación con forma de cuña al menos por secciones. Preferentemente, el lado frontal de estrangulación -observado en la sección transversal perpendicularmente al eje pivotante de cuerpo de estrangulaciónestá configurado curvo. De esta manera, en la posición de estrangulación mínima se optimiza la resistencia al flujo de la válvula de mariposa.
Un dispositivo de estrangulación de válvula de arranque según la reivindicación 7 garantiza un funcionamiento sencillo y energéticamente eficiente. Mediante la relación de las áreas de sección transversal de flujo libres A2/A1, se garantiza una baja resistencia al flujo y un bajo aumento o pérdida de presión en la posición de estrangulación mínima. El área de sección transversal de flujo libre A2 se refiere en particular a un plano de corte que discurre a través del eje pivotante de cuerpo de estrangulación y perpendicularmente a una dirección de flujo o dirección de transporte de la masa fundida. El plano de corte es en particular paralelo a un plano de corte definido por la abertura de entrada que discurre perpendicularmente a la dirección de flujo o dirección de transporte. Preferentemente, el cuerpo de estrangulación está configurado como válvula de mariposa. En la posición de estrangulación mínima, un lado delantero de estrangulación y un lado posterior de estrangulación discurren esencialmente en paralelo a la dirección de flujo, de tal modo que un lado frontal de estrangulación que une el lado delantero de estrangulación y el lado posterior de estrangulación determina esencialmente la resistencia al flujo.
Un dispositivo de estrangulación de válvula de arranque según la reivindicación 8 garantiza una construcción y un funcionamiento sencillos. A poder desplazarse el cuerpo de conmutación por medio un accionamiento de cuerpo de conmutación propio, resultan fáciles la construcción por el lado del accionamiento y el desplazamiento del cuerpo de conmutación. El accionamiento de cuerpo de conmutación está configurado en particular como motor de accionamiento eléctrico. El accionamiento de cuerpo de conmutación está fijado preferentemente en la carcasa. De esta manera se puede accionar de manera sencilla el accionamiento de cuerpo de conmutación. El accionamiento de cuerpo de conmutación está configurado como accionamiento lineal o como accionamiento rotatorio.
Un dispositivo de estrangulación de válvula de arranque según la reivindicación 9 garantiza un funcionamiento sencillo. El cuerpo de conmutación, en una primera forma de realización, se puede desplazar a lo largo del eje de prolongación de cuerpo de conmutación de manera lineal. En una segunda forma de realización, el cuerpo de conmutación puede pivotar en torno al eje de prolongación de cuerpo de conmutación.
Un dispositivo de estrangulación de válvula de arranque según la reivindicación 10 garantiza una construcción y un funcionamiento sencillos. Al discurrir el eje pivotante de cuerpo de estrangulación paralelamente al eje de prolongación de cuerpo de conmutación, es posible una conmutación sencilla entre la posición de descarga y la posición de extracción. Si el cuerpo de conmutación se desplaza linealmente entre la posición de descarga y la posición de extracción, un accionamiento de cuerpo de estrangulación y/o un árbol de accionamiento de cuerpo de estrangulación no entorpecen la conmutación entre la posición de descarga y la posición de extracción. Si el cuerpo de conmutación pivota entre la posición de descarga y la posición de extracción en torno al eje de prolongación de cuerpo de conmutación, no se entorpece el pivotado a través de un accionamiento de cuerpo de estrangulación y/o un árbol de accionamiento de cuerpo de estrangulación.
Un dispositivo de estrangulación de válvula de arranque según la reivindicación 11 garantiza una construcción sencilla, así como un funcionamiento sencillo y energéticamente eficiente. El cuerpo de conmutación está montado de manera pivotante en la entalladura de carcasa. El eje de prolongación de cuerpo de conmutación es un eje pivotante de cuerpo de conmutación. Preferentemente, el cuerpo de conmutación está fijado en la entalladura de carcasa en dirección del eje de prolongación de cuerpo de conmutación. El cuerpo de conmutación puede pivotar para conmutar entre la posición de descarga y la posición de extracción en particular en al menos 90° en torno al eje de prolongación de cuerpo de conmutación. Preferentemente, el eje de prolongación de cuerpo de conmutación está alineado horizontal o verticalmente.
Un dispositivo de estrangulación de válvula de arranque según la reivindicación 12 garantiza una construcción sencilla, así como un funcionamiento sencillo y energéticamente eficiente. El cuerpo de conmutación está dispuesto de manera linealmente desplazable en la entalladura de carcasa. La conmutación entre la posición de descarga y la posición de extracción se efectúa mediante desplazamiento lineal del cuerpo de conmutación a lo largo del eje de prolongación de cuerpo de conmutación en la entalladura de carcasa. Preferentemente, el eje de prolongación de cuerpo de conmutación está alineado horizontal o verticalmente.
Un dispositivo de estrangulación de válvula de arranque según la reivindicación 13 garantiza un funcionamiento energéticamente eficiente. Al estar configurado en el cuerpo de conmutación adicionalmente un canal de paso libre, el cuerpo de conmutación se puede desplazar a una posición de extracción no estrangulada. En el canal de paso libre, no está dispuesto ningún cuerpo de estrangulación, de tal modo que la masa fundida en la posición de extracción no estrangulada puede fluir sin impedimentos a través del canal de paso libre. De esta manera, no se produce esencialmente ninguna pérdida de presión. El funcionamiento de la máquina de tornillo sin fin, así como el dispositivo de estrangulación de válvula de arranque, son, por tanto, energéticamente eficientes.
La invención se basa, además, en el objetivo de crear una instalación para la preparación de material a granel que se pueda construir de manera sencilla y fiable y permita un funcionamiento sencillo y energéticamente eficiente.
Este objetivo se consigue mediante una instalación con las características de la reivindicación 14. La máquina de tornillo sin fin está configurada en particular como máquina de tornillo sin fin multieje, preferentemente como máquina de tornillo sin fin de dos ejes. Los ejes de elemento de tratamiento de la máquina de tornillo sin fin se accionan o se pueden accionar de manera giratoria en particular en el mismo sentido. Los ejes de elemento de tratamiento están configurados preferentemente de tal modo que encajan entre sí de manera estanca. La instalación comprende en particular un equipo de control que controla el funcionamiento de la máquina de tornillo sin fin y/o del dispositivo de estrangulación de válvula de arranque. El equipo de control controla en particular el desplazamiento del cuerpo de conmutación entre la posición de descarga y la posición de extracción y/o el desplazamiento del cuerpo de estrangulación en el canal de paso en relación al cuerpo de conmutación para la estrangulación de la masa fundida.
La invención se basa, además, en el objetivo de crear un procedimiento que permita una extracción sencilla y energéticamente eficiente de una masa fundida por medio de un dispositivo de estrangulación de válvula de arranque.
Este objetivo se consigue mediante un procedimiento con las características de la reivindicación 15. Las ventajas del procedimiento de acuerdo con la invención se corresponden con las ventajas ya descritas del dispositivo de estrangulación de válvula de arranque de acuerdo con la invención. El procedimiento de acuerdo con la invención puede comprender en particular también la puesta a disposición de una instalación para la preparación de material a granel de acuerdo con la reivindicación 14.
Un procedimiento según la reivindicación 16 garantiza una extracción sencilla y fiable de la masa fundida. Al desplazarse el cuerpo de conmutación durante el funcionamiento ligeramente de manera repetida de la posición de extracción, es decir, al pivotar o desplazarse en línea ligeramente, y ser llevado de nuevo a continuación a la posición de extracción, se evita que masa fundida, que se ha depositado durante una operación de arranque en un intersticio entre el cuerpo de conmutación y la carcasa, permanece en él durante un período de tiempo mayor y se endurece en el intersticio, bloquee de manera duradera el movimiento del cuerpo de conmutación. Mediante el ligero desplazamiento o el micromovimiento descrito del cuerpo de conmutación, se suelta el material generado por el endurecimiento de la masa fundida en el intersticio. De esta manera, se evita de manera sencilla y segura un bloqueo del cuerpo de conmutación.
Otras características, ventajas y particularidades de la invención se desprenden de la siguiente descripción de varios ejemplos de realización. Muestran:
la Figura 1 una representación esquemática de una instalación para la preparación de material a granel con una máquina de tornillo sin fin multieje y un dispositivo de estrangulación de válvula de arranque embridado en ella de acuerdo con un primer ejemplo de realización,
la Figura 2 una sección del dispositivo de estrangulación de válvula de arranque de la figura 1 en una posición de descarga,
la Figura 3 una sección del dispositivo de estrangulación de válvula de arranque de la figura 1 en una posición de extracción,
la Figura 4 una sección del dispositivo de estrangulación de válvula de arranque a lo largo de la línea de corte IV-IV de la figura 3 en una posición de estrangulación mínima de un cuerpo de estrangulación,
la Figura 5 una sección del dispositivo de estrangulación de válvula de arranque correspondientemente a la figura 4 en una posición de estrangulación máxima del cuerpo de estrangulación,
la Figura 6 una sección de un dispositivo de estrangulación de válvula de arranque de acuerdo con un segundo ejemplo de realización en una posición de descarga,
la Figura 7 una sección del dispositivo de estrangulación de válvula de arranque de acuerdo con el segundo ejemplo de realización en una posición de extracción,
la Figura 8 una sección de un dispositivo de estrangulación de válvula de arranque de acuerdo con un tercer ejemplo de realización en una posición de extracción no estrangulada, y
la Figura 9 una sección de un dispositivo de estrangulación de válvula de arranque de acuerdo con un cuarto ejemplo de realización en una posición de descarga.
A continuación se describe mediante las figuras 1 a 5 un primer ejemplo de realización de la invención. Una instalación 1 para la preparación de material a granel 2 comprende una máquina de tornillo sin fin multieje 3 y un dispositivo de estrangulación de válvula de arranque 4 que está dispuesto en una dirección de transporte 5 detrás de la máquina de tornillo sin fin multieje 3.
La máquina de tornillo sin fin multieje 3 está configurada como máquina de tornillo sin fin de dos ejes. La máquina de tornillo sin fin 3 presenta una carcasa 6 que comprende varias secciones de carcasa 7, 8, 9, 10 fijadas entre sí y dispuestas consecutivamente. En la carcasa 6 están configuradas dos perforaciones de carcasa 11, 12 axialmente paralelas que se penetran entre sí y tienen la forma de un ocho horizontal en sección transversal. En las perforaciones de carcasa 11, 12 están dispuestos dos ejes de elemento de tratamiento 13, 14 que se engranan entre sí de manera estanca y se pueden accionar de manera giratoria en torno a respectivos ejes de rotación 15, 16. Los ejes de elemento de tratamiento 13, 14 son accionados en la misma dirección, es decir, en los mismos sentidos de rotación, por un motor de accionamiento 18 por medio de una caja de distribución 17. El dispositivo de estrangulación de válvula de arranque 4, la carcasa 6, la caja de distribución 17 y el motor de accionamiento 18 están fijados por medio de soportes verticales 19 a un fundamento 20.
En la primera sección de carcasa 7, configurada como zona de entrada, se abre un embudo de entrada 21 en el que se alimenta el material a granel 2 que ha de prepararse por medio de un equipo de dosificación 22 a la máquina de tornillo sin fin 3. Los ejes de elemento de tratamiento 13, 14 configuran en la máquina de tornillo sin fin 3 una zona de amasado en la que el material a granel 2 se convierte en una masa fundida 23. La masa fundida 23 se alimenta al dispositivo de estrangulación de válvula de arranque 4 que están embridado en la última sección de carcasa 10.
El dispositivo de estrangulación de válvula de arranque 4 comprende una carcasa 24 en la que está configurada una entalladura de carcasa 25 con forma cilíndrico-circular. En la entalladura de carcasa 25 está dispuesto un cuerpo de conmutación 26 configurado con forma correspondientemente cilíndrico-circular que puede pivotar, por medio de un accionamiento de cuerpo de conmutación 27, en la entalladura de carcasa 25 en torno a un eje de prolongación de cuerpo de conmutación 28. El cuerpo de conmutación 26 está dispuesto de manera fija en dirección del eje de prolongación de cuerpo de conmutación 28, es decir, de manera no desplazable.
El accionamiento de cuerpo de conmutación 27 está configurado como motor de accionamiento eléctrico. El accionamiento de cuerpo de conmutación 27 está fijado por medio de un bastidor de fijación 29 en la carcasa 24. El accionamiento de cuerpo de conmutación 27 está unido, para el pivotado del cuerpo de conmutación 26 en torno al eje de prolongación de cuerpo de conmutación 28, por medio de un eje de accionamiento de cuerpo de conmutación 30. El cuerpo de conmutación 26 está montado de manera pivotante por medio de unidades de cojinete y sellado 31, 32 con forma anular y sellado con respecto a la masa fundida 23 en la entalladura de carcasa 25.
En la carcasa 24 está configurado un canal de entrada 33 que conecta las perforaciones de carcasa 11, 12 con la entalladura de carcasa 25. El canal de entrada 33 sirve para alimentar la masa fundida 23 al cuerpo de conmutación 26. El cuerpo de conmutación 26 puede pivotar entre una posición de descarga, ilustrada en la figura 2, y una posición de extracción, ilustrada en la figura 3. Para conmutar entre la posición de descarga y la posición de extracción, el cuerpo de conmutación 26 puede pivotar al menos 90° en torno al eje de prolongación de cuerpo de conmutación 28.
El cuerpo de conmutación 26 configura un canal de descarga 34 que delimita una abertura de descarga 35 y, en la posición de descarga, conecta el canal de entrada 33 con el entorno. El cuerpo de conmutación 26 configura, además, un canal de paso 36 que, en la posición de extracción, conecta el canal de entrada 33 con un canal de extracción 37. El dispositivo de estrangulación de válvula de arranque 4 está dispuesto, por ejemplo, aguas abajo de un equipo de granulación al que se alimenta la masa fundida 23 extraída desde el canal de extracción 37.
En el canal de paso 36 está dispuesto un cuerpo de estrangulación 38 que se puede desplazar en relación al cuerpo de conmutación 26. El cuerpo de estrangulación 38 está unido de manera resistente al giro con un árbol de accionamiento de cuerpo de estrangulación 39. El árbol de accionamiento de cuerpo de estrangulación 39 puede pivotar a ambos lados del cuerpo de estrangulación 38 y está montado de manera estanca en el cuerpo de conmutación 26. El cuerpo de estrangulación 38 puede pivotar por medio de un accionamiento de cuerpo de estrangulación 40 en torno a un eje pivotante de cuerpo de estrangulación 41. El eje pivotante de cuerpo de estrangulación 41 discurre concéntricamente al eje pivotante de cuerpo de conmutación 28. El accionamiento de cuerpo de estrangulación 40 está configurado como motor de accionamiento eléctrico. El accionamiento de cuerpo de estrangulación 40 está fijado en el cuerpo de conmutación 26. Para ello, el marco de fijación 29, así como el eje de accionamiento de cuerpo de conmutación 30 configuran el espacio constructivo necesario. Para unir el árbol de accionamiento de cuerpo de estrangulación 39 con el accionamiento de cuerpo de estrangulación 40, el árbol de accionamiento de cuerpo de estrangulación 39 se extiende a través de una perforación de alojamiento 42 que está configurada en el cuerpo de conmutación 26.
Para controlar el accionamiento de cuerpo de conmutación 27 y el accionamiento de cuerpo de estrangulación 40, la instalación 1 o el dispositivo de estrangulación de válvula de arranque 4 comprende un equipo de control 43.
El cuerpo de estrangulación 38 está configurado como válvula de mariposa. La válvula de mariposa también se designa como estrangulación de hoja. El cuerpo de estrangulación 38 presenta un lado delantero de estrangulación 44, un lado posterior de estrangulación 45 y un lado frontal de estrangulación 46 que los une. El lado delantero de estrangulación 44 y el lado posterior de estrangulación 46 están configurados esencialmente con forma de disco circular. El lado frontal de estrangulación 46 está configurado esencialmente con forma anular y une el lado delantero de estrangulación 44 y el lado posterior de estrangulación 45 en el cuerpo de estrangulación 38 con forma de disco. En el cuerpo de estrangulación 38 está configurada una perforación de eje 47 que se extiende a través del lado frontal de estrangulación 46 perimetral. El cuerpo de estrangulación 38 está fijado excéntricamente en el árbol de accionamiento de cuerpo de estrangulación 39 de tal modo que un grosor de pared d1 del cuerpo de estrangulación 38 entre la perforación de eje 47 y el lado delantero de estrangulación 44 es mayor que un grosor de pared d2 entre la perforación de eje 47 y el lado posterior de estrangulación 45. El lado delantero de estrangulación 44 y el lado posterior de estrangulación 45 discurren, partiendo del lado frontal de estrangulación 46, hasta el eje pivotante de cuerpo de estrangulación 41 -observados en un plano de corte perpendicularmente al eje pivotante de cuerpo de estrangulación 41, correspondientemente a la figura 4-, con forma de cuña o ampliándose con forma de cuña. El lado frontal de estrangulación 46 está configurado, además, -observado en el plano de corte correspondientemente a la figura 4-curvado hacia el eje pivotante de cuerpo de estrangulación 41. De esta manera, en la posición de estrangulación mínima mostrada en la figura 4 del cuerpo de estrangulación 38, se consigue una resistencia al flujo mínima.
El canal de paso 36 presenta un área de sección transversal A cambiante. En una abertura de entrada 48, el canal de paso 36 presenta un área de sección transversal A1. El área de sección transversal A del canal de paso 36 se amplía partiendo de la abertura de entrada 48 hasta un área de sección transversal Amáx máxima. El área de sección transversal Amáx máxima se presenta en un plano de corte que discurre a través del eje pivotante de cuerpo de estrangulación 41 y está dispuesta perpendicularmente a la dirección de transporte 5. Partiendo del área de sección transversal Amáx máxima, se vuelve a reducir el área de sección transversal A del canal de paso 36 hasta que, en una abertura de salida 49, se presenta un área de sección transversal A3. Para el área de sección transversal A3 se puede cumplir: A3 ^ Ai o A3 < Ai.
En la abertura de entrada 48, el área de sección transversal Ai es igual a un área de sección transversal de flujo libre Ai. En la posición de estrangulación mínima mostrada en la figura 4, se obtiene en la zona del cuerpo de estrangulación 38 un área de sección transversal de flujo libre A2 que resulta de la diferencia del área de sección transversal A y el área de sección transversal del cuerpo de estrangulación 38. El área de sección transversal de flujo libre A2 se muestra en la figura 4 a modo de ejemplo en la zona del área de sección transversal máxima Amáx. Para el área de sección transversal de flujo libre A2 a lo largo del cuerpo de estrangulación 38, se cumple: 0,5 < A2/A1 < 1,3, en particular 0,6 < A2/A1 < 1,2, en particular 0,7 < A2/A1 < 1, 1 y en particular 0,8 < A2/A1 < 0,9.
A continuación, se describe el modo de funcionamiento de la instalación 1 y del dispositivo de estrangulación de válvula de arranque 4:
Para arrancar la máquina de tornillo sin fin 3, se acciona el dispositivo de estrangulación de válvula de arranque 4 de tal modo que el cuerpo de conmutación 26 se encuentra en la posición de descarga mostrada en la figura 2. Por medio del equipo de dosificación 22, se alimenta a la máquina de tornillo sin fin 3 material a granel 2 que se ha convertido en la máquina de tornillo sin fin 3 en la masa fundida 23. La masa fundida 23 es descargada durante la operación de arranque por medio del dispositivo de estrangulación de válvula de arranque 4 hasta que se alcanza la calidad deseada de la masa fundida 23. La masa fundida 23 fluye para ello a través del canal de entrada 33 y el canal de descarga 34 y es descargada a través de la abertura de descarga 35 en el entorno. Esto es ilustra en la figura 2.
Cuando se alcanza la calidad deseada de la masa fundida 23, el cuerpo de conmutación 26 se desplaza desde la posición de descarga a la posición de extracción ilustrada en la figura 3. Para ello, el cuerpo de conmutación 26 pivota por medio del accionamiento de cuerpo de conmutación 27 en 90° en torno al eje de prolongación de cuerpo de conmutación 28, de tal modo que el canal de paso 36 conecta el canal de entrada 33 con el canal de extracción 37. El cuerpo de estrangulación 38 pivota ya en la posición de descarga a una posición de estrangulación deseada, por ejemplo, a la posición de estrangulación mínima. Cuando el cuerpo de estrangulación 38 se encuentra en la posición de descarga del cuerpo de conmutación 26 en la posición de estrangulación mínima, el cuerpo de estrangulación 38 sin pivotar también se encuentra en la posición de extracción del cuerpo de conmutación 26 en la posición de estrangulación mínima. La masa fundida 23 se transporta a través del canal de entrada 33, el canal de paso 36 y el canal de extracción 37 y se extrae del dispositivo de estrangulación de válvula de arranque 4. La masa fundida 23 se alimenta a continuación, por ejemplo, a un equipo de granulación.
En la posición de extracción del cuerpo de conmutación 26, el flujo de la masa fundida 23 se puede estrangular en caso necesario por medio del cuerpo de estrangulación 38. Para ello, el cuerpo de estrangulación 38 pivota por medio del accionamiento de cuerpo de estrangulación 40 en torno al eje pivotante de cuerpo de estrangulación 41, de tal modo que el área de sección transversal de flujo libre A2 se reduce en comparación con la posición de estrangulación mínima. En la posición de estrangulación máxima representada en la figura 5, el cuerpo de estrangulación 38 cierra el canal de paso 36 esencialmente por completo. Mediante la disposición excéntrica del cuerpo de estrangulación 38 en el árbol de accionamiento de cuerpo de estrangulación 39, se absorben de manera fiable las fuerzas de presión que actúan en la dirección de flujo de la masa fundida 23 o en la dirección de transporte 5.
A continuación, mediante las figuras 6 y 7 se describe un segundo ejemplo de realización de la invención. A diferencia del primer ejemplo de realización, el cuerpo de conmutación 26 se puede desplazar en la entalladura de carcasa 25 a lo largo del eje de prolongación de cuerpo de conmutación 28 linealmente por medio del accionamiento de cuerpo de conmutación 27. La figura 6 ilustra el dispositivo de estrangulación de válvula de arranque 4 en la posición de descarga del cuerpo de conmutación 26. Para conmutar entre la posición de descarga y la posición de extracción, el cuerpo de conmutación 26 se desplaza linealmente a lo largo el eje de prolongación de cuerpo de conmutación 28 por medio del accionamiento de cuerpo de conmutación 27 hasta que el canal de paso 36 conecta el canal de entrada 33 con el canal de extracción 37. La posición de extracción se ilustra en la figura 7. En la posición de extracción, el cuerpo de estrangulación 38 puede pivotar de la manera ya descrita en torno al eje pivotante de cuerpo de estrangulación 41, de tal modo que el flujo de la masa fundida 23 se puede estrangular de la manera deseada. Con respecto a la construcción y el modo de funcionamiento restantes, se remite al primer ejemplo de realización.
A continuación, mediante la figura 8 se describe un tercer ejemplo de realización de la invención. A diferencia de los ejemplos de realización anteriores, en el cuerpo de conmutación 26 está configurado un canal de paso libre 50 en el que -a diferencia del canal de paso 36- no está dispuesto ningún cuerpo de estrangulación. El canal de paso libre 50 está dispuesto entre el canal de paso 36 y el canal de descarga 34. En una posición de extracción no estrangulada, que se ilustra en la figura 8, el canal de paso libre 50 conecta el canal de entrada 33 con el canal de extracción 37. En la posición de extracción no estrangulada, la masa fundida 23 puede fluir esencialmente sin pérdida de presión a través del canal de paso libre 50, gracias a lo cual se hace posible un funcionamiento energéticamente eficiente de la instalación 1. Con respecto a la construcción y el modo de funcionamiento restantes, se remite a los anteriores ejemplos de realización.
A continuación, mediante la figura 9 se describe un cuarto ejemplo de realización de la invención. A diferencia de los ejemplos de realización anteriores, el cuerpo de conmutación 26 está formado por dos piezas. El cuerpo de conmutación 26 comprende un primer componente de cuerpo de conmutación 51 que está configurado en un extremo opuesto al accionamiento de cuerpo de estrangulación 40 con forma de cilindro hueco y configura un alojamiento 53 para un segundo componente de cuerpo de conmutación 52 con forma cilíndrica. El segundo componente de cuerpo de conmutación 52 está montado en el alojamiento 53 de manera pivotante en torno al eje pivotante de cuerpo de estrangulación 41 y está unido con el árbol de accionamiento de cuerpo de estrangulación 39. En la posición de descarga, los componentes de cuerpo de conmutación 51, 52 configuran el canal de descarga 34, que conecta el canal de entrada 33 con la abertura de descarga 35. Esto se ilustra en la figura 9. Adicionalmente, en el segundo componente de cuerpo de conmutación 52 está configurado un canal de paso libre 50 en el que no está dispuesto ningún cuerpo de estrangulación. En la posición de extracción no estrangulada, el segundo componente de cuerpo de conmutación 52 está pivotado en relación al primer componente de cuerpo de conmutación 51, en particular en 90°, de tal modo que el canal de paso libre 50 conecta el canal de entrada 33 con el canal de extracción 37. El pivotado del segundo componente de cuerpo de conmutación 52 se efectúa por medio del accionamiento de cuerpo de estrangulación 40 que está conectado por medio del árbol de accionamiento de cuerpo de estrangulación 39 con el segundo componente de cuerpo de conmutación 52. Para configurar el canal de descarga 34 y para configurar el canal de paso libre 50, el primer componente de cuerpo de conmutación 51 presenta en la sección con forma cilíndrica hueca una abertura de entrada 54 y una abertura de salida 55. El canal de paso 36 y el cuerpo de estrangulación 38 están configurados o dispuestos de la manera ya descrita en el primer componente de cuerpo de conmutación 51. Con respecto a la construcción y el modo de funcionamiento restantes, se remite a los anteriores ejemplos de realización.
El dispositivo de estrangulación de válvula de arranque 4 de acuerdo con la invención está construido de manera sencilla y compacta y tiene una longitud de construcción reducida, de tal modo que el dispositivo de estrangulación de válvula de arranque 4 en una posición de estrangulación mínima del cuerpo de estrangulación 38 genera una escasa pérdida de presión. De esta manera, el aporte de energía requerido en la masa fundida 23 es en relación pequeño, de tal modo que, por un lado, se reduce la temperatura de la masa fundida 23 y, por otro lado, se amplía un posible intervalo de velocidad de la máquina de tornillo sin fin 3 durante el funcionamiento. La presión requerida en la máquina de tornillo sin fin 3, puede ser menor debido a la baja pérdida de presión del dispositivo de estrangulación de válvula de arranque 4, de tal modo que el desgaste en la máquina de tornillo sin fin 3 y en el dispositivo de estrangulación de válvula de arranque 4 es menor y se eleva la vida útil de la máquina de tornillo sin fin 3 y del dispositivo de estrangulación de válvula de arranque 4. El dispositivo de estrangulación de válvula de arranque 4 presenta, por tanto, una elevada fiabilidad.
Debido a la pérdida de presión en relación baja de la masa fundida 23 al atravesar el dispositivo de estrangulación de válvula de arranque 4 en la posición de estrangulación mínima o en la posición de extracción sin estrangular, el dispositivo de estrangulación de válvula de arranque 4 es energéticamente eficiente durante el funcionamiento y permite un funcionamiento energéticamente eficiente de la máquina de tornillo sin fin 3. Además, el dispositivo de estrangulación de válvula de arranque 4 permite un aumento del rendimiento. Se puede prescindir de una bomba de masa fundida dispuesta aguas abajo para aumentar la presión en la masa fundida 23. Preferentemente, el accionamiento de cuerpo de estrangulación 40 se puede desplazar con el cuerpo de conmutación 26, de tal modo que no se modifique la posición relativa del cuerpo de estrangulación 38 y del accionamiento de cuerpo de estrangulación 40 con respecto al cuerpo de conmutación 26 al conmutar entre la posición de descarga y la posición de extracción. Alternativamente, el accionamiento de cuerpo de estrangulación 40 puede estar fijado a la carcasa 24, de tal modo que el cuerpo de estrangulación 38 se desplace en relación al cuerpo de conmutación 26 al conmutar entre la posición de descarga y la posición de extracción.
Preferentemente, el cuerpo de conmutación 26 se desplaza ligeramente durante el funcionamiento repetidamente fuera la posición de extracción, es decir, que pivota o se desplaza linealmente ligeramente y, a continuación, es llevado de nuevo a la posición de extracción. De esta manera se evita, que la masa fundida 23 que se ha depositado durante una operación de arranque en un intersticio entre el cuerpo de conmutación 26 y la carcasa 24, permanece en él durante un período de tiempo mayor y se endurece en el intersticio, impida duraderamente el movimiento del cuerpo de conmutación 26. Mediante el ligero desplazamiento del cuerpo de conmutación 26, el material resultante del endurecimiento de la masa fundida 23 se suelta del intersticio. De esta manera, se eleva la fiabilidad del dispositivo de estrangulación de válvula de arranque 4.

Claims (16)

REIVINDICACIONES
1. Dispositivo de estrangulación de válvula de arranque para la descarga de una masa fundida de una máquina de tomillo sin fin, con
- una carcasa (24) y una entalladura de carcasa (25) configurada en ella,
- un canal de entrada (33) configurado en la carcasa (24) y que desemboca en la entalladura de carcasa (25) para alimentar la masa fundida (23),
- un canal de extracción (37) configurado en la carcasa (24) y que desemboca en la entalladura de carcasa (25) para extraer la masa fundida (23),
- una abertura de descarga (35) para descargar la masa fundida (23) durante una operación de arranque de la máquina de tornillo sin fin (3), y
- un cuerpo de conmutación (26)
-- que está dispuesto en la entalladura de carcasa (25) y se puede desplazar entre una posición de descarga y una posición de extracción,
-- que configura al menos por secciones un canal de descarga (34) para la conexión del canal de entrada (33) a la abertura de descarga (35) en la posición de descarga,
-- que configura un canal de paso (36) para la conexión del canal de entrada (33) y el canal de extracción (37) en la posición de extracción,
- un cuerpo de estrangulación (38) dispuesto en el canal de paso (36),
caracterizado
por que el cuerpo de estrangulación (38) se puede desplazar en relación al cuerpo de conmutación (26) por medio de un accionamiento de cuerpo de estrangulación (40) y se puede accionar independientemente del cuerpo de conmutación (26).
2. Dispositivo de estrangulación de válvula de arranque según la reivindicación 1, caracterizado
por que el cuerpo de estrangulación (38) puede pivotar en torno a un eje pivotante de cuerpo de estrangulación (41).
3. Dispositivo de estrangulación de válvula de arranque según las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado por que el accionamiento de cuerpo de estrangulación (40) está fijado al cuerpo de conmutación (26).
4. Dispositivo de estrangulación de válvula de arranque según al menos una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado
por que el cuerpo de estrangulación (38) está fijado a un árbol de accionamiento de cuerpo de estrangulación (39) y el árbol de accionamiento de cuerpo de estrangulación (39) se extiende al menos por secciones a través del cuerpo de conmutación (26).
5. Dispositivo de estrangulación de válvula de arranque según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que el cuerpo de estrangulación (38) está fijado excéntricamente a un árbol de accionamiento de cuerpo de estrangulación (39) para la absorción de fuerzas de presión que actúan en dirección de flujo de la masa fundida (23).
6. Dispositivo de estrangulación de válvula de arranque según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por que el canal de paso (36) tiene un área de sección transversal (A) que se amplía al menos por secciones desde una abertura de entrada (48) hasta un eje pivotante de cuerpo de estrangulación (41) del cuerpo de estrangulación (38).
7. Dispositivo de estrangulación de válvula de arranque según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por que el canal de paso (36) tiene en una abertura de entrada (48) un área de sección transversal de flujo libre A1 y, en una posición de estrangulación mínima del cuerpo de estrangulación (38), para un área de sección transversal de flujo libre A2 a lo largo del cuerpo de estrangulación (38) se cumple: 0,5 < A2/A1 < 1,3, en particular 0,6 < A2/A1 < 1,2, en particular 0,7 < A2/A1 < 1, 1 y en particular 0,8 < A2/A1 < 0,9.
8. Dispositivo de estrangulación de válvula de arranque según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado por que el cuerpo de conmutación (26) se puede desplazar por medio de un accionamiento de cuerpo de conmutación (27).
9. Dispositivo de estrangulación de válvula de arranque según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado por que el cuerpo de conmutación (26) configura un eje de prolongación de cuerpo de conmutación (28).
10. Dispositivo de estrangulación de válvula de arranque según la reivindicación 9, caracterizado
por que el eje pivotante de cuerpo de estrangulación (41) y el eje de prolongación de cuerpo de conmutación (28) discurren paralelos entre sí, en particular de manera concéntrica.
11. Dispositivo de estrangulación de válvula de arranque según las reivindicaciones 9 o 10, caracterizado por que el cuerpo de conmutación (26) puede pivotar en torno al eje de prolongación de cuerpo de conmutación (28).
12. Dispositivo de estrangulación de válvula de arranque según una de las reivindicaciones 9 a 11, caracterizado por que el cuerpo de conmutación (26) se puede desplazar linealmente a lo largo del eje de prolongación de cuerpo de conmutación (28).
13. Dispositivo de estrangulación de válvula de arranque según una de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado por que en el cuerpo de conmutación (26) está configurado un canal de paso libre (50) para la conexión del canal de entrada (33) y del canal de extracción (37) en una posición de extracción no estrangulada.
14. Instalación para la preparación de material a granel con
- una máquina de tornillo sin fin (3) para fundir el material a granel (2) y proporcionar una masa fundida (23) y - un dispositivo de estrangulación de válvula de arranque (4) según una de las reivindicaciones 1 a 13.
15. Procedimiento para extraer una masa fundida de una máquina de tornillo sin fin por medio de un dispositivo de estrangulación de válvula de arranque con las siguientes etapas:
- puesta a disposición de un dispositivo de estrangulación de válvula de arranque (4) según una de las reivindicaciones 1 a 13,
- desplazamiento del cuerpo de conmutación (26) desde una posición de descarga a una posición de extracción, - extracción de masa fundida (23) a través del canal de paso (36) del cuerpo de conmutación (26) y el canal de extracción (37), y
- pivotado del cuerpo de estrangulación (38) en el canal de paso (36) en relación al cuerpo de conmutación (26) por medio del accionamiento de cuerpo de estrangulación (40).
16. Procedimiento según la reivindicación 15, caracterizado
por que el cuerpo de conmutación (26) que se encuentra en la posición de extracción se desplaza repetidamente para evitar un bloqueo del cuerpo de conmutación (26) debido a masa fundida (23) que se ha colado entre el cuerpo de conmutación (26) y la carcasa (24).
ES19159724T 2018-03-26 2019-02-27 Dispositivo de estrangulación de válvula de arranque para extraer una masa fundida de una máquina de tornillo sin fin, así como instalación para la preparación de material a granel con un dispositivo de estrangulación de válvula de arranque de este tipo y procedimiento para extraer una masa fundida de una máquina de tornillo sin fin por medio un dispositivo de estrangulación de válvula de arranque de este tipo Active ES2870159T3 (es)

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