ES2923249T3 - Procedimiento y dispositivo para la refrigeración de una herramienta - Google Patents

Procedimiento y dispositivo para la refrigeración de una herramienta Download PDF

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Björn Müller
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Abstract

La invención se refiere a un método para enfriar una herramienta en un horno de tratamiento térmico, en el que: a la herramienta se le suministra refrigerante durante la operación normal de enfriamiento desde un depósito de refrigerante a través de una entrada de suministro (1), cuyo refrigerante se devuelve al depósito de refrigerante desde el herramienta a través de un flujo de retorno (2); la entrada de alimentación (1) está acoplada por medio de un actuador eléctrico (3) alternativamente al depósito de refrigerante o al suministro público de agua y el flujo de retorno (2) está acoplado por medio de otro actuador eléctrico (3') alternativamente a el depósito de líquido refrigerante o al sistema público de aguas residuales (4); los actuadores (3, 3') reciben una corriente de alimentación durante la operación de enfriamiento normal y se mantienen en una primera posición en la que se suministra refrigerante a la herramienta a través de la entrada de suministro (5) desde el depósito de refrigerante y el refrigerante se retroalimenta a través de el flujo de retorno (2, 6) al depósito de refrigerante; y, al interrumpirse el suministro de energía, los actuadores (3, 3') son forzados a una posición de emergencia en la que se suministra agua fría a la herramienta a través de la entrada de suministro (7) del suministro público de agua y el agua se descarga a través de el flujo de retorno (2, 8) al sistema público de aguas residuales (4). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Procedimiento y dispositivo para la refrigeración de una herramienta
La invención se refiere a un procedimiento para la refrigeración de una herramienta en un horno de tratamiento térmico, alimentándose la herramienta en un modo de funcionamiento de refrigeración regular a través de un conducto de alimentación con un refrigerante de un depósito de refrigerante que fluye a través de la herramienta y que se conduce de nuevo de la herramienta al depósito de refrigerante a través de un conducto de retorno.
Por el estado de la técnica ya se conocen estos procedimientos para la refrigeración de una herramienta y los dispositivos para la realización de estos procedimientos. En este caso, la herramienta se conecta a un circuito de refrigeración, poniéndose a disposición un refrigerante de un depósito de refrigerante y aplicándose el mismo a la herramienta a través de un conducto de alimentación. A través de un conducto de retorno, el refrigerante calentado en la herramienta se devuelve al depósito de refrigerante que se enfría por medio de un dispositivo de refrigeración y que enfría el refrigerante para su uso posterior.
Por el documento US 4,301,320 A se conoce un sistema de refrigeración de emergencia para un horno eléctrico.
El documento US 2003/106673 A1 revela un sistema de refrigeración para un horno metalúrgico.
Por el documento US 3,995,687 A se conoce un sistema de refrigeración de emergencia para hornos de cuba, especialmente para un alto horno.
El documento DD 277738 A1 describe una protección contra el sobrecalentamiento para calderas de carbón de sistemas de calefacción por bomba de agua caliente.
El documento CN 105783527 A describe un horno de calentamiento al vacío con un sistema de circulación para la refrigeración.
El inconveniente de los procedimientos de refrigeración citados al principio radica en que si se produce un corte de corriente no es posible llevar a cabo ningún enfriamiento de la herramienta, dado que, sin un suministro de corriente, el refrigerante no puede bombearse del depósito de refrigerante a la herramienta. En caso de producirse un corte de corriente no se suministra más energía al horno de tratamiento térmico, aunque se mantiene una temperatura elevada en el horno, por lo que la herramienta no enfriada que se encuentra en su interior resulta dañada.
Por consiguiente, el objetivo de la invención consiste en crear un procedimiento y un dispositivo en el que y con el que se enfríe adecuadamente una herramienta en un horno de tratamiento térmico en caso de una interrupción del suministro de corriente.
Para resolver esta tarea, la invención propone que el conducto de alimentación se acople con un actuador eléctrico alternativamente al depósito de refrigerante o al sistema municipal de agua y que el conducto de retorno se acople con otro actuador eléctrico alternativamente al depósito de refrigerante o al sistema municipal de aguas residuales y que los actuadores se soliciten con una corriente de alimentación durante el funcionamiento regular de refrigeración, manteniéndose en una primera posición en la que el refrigerante se aporta a la herramienta a través del conducto de alimentación del depósito de refrigerante y en la que el refrigerante se conduce de nuevo al depósito de refrigerante a través del conducto de retorno, desplazándose los actuadores, en caso de una interrupción del suministro de corriente, de manera forzada a una posición de emergencia en la que se aporta agua fría a la herramienta mediante el conducto de alimentación de la red municipal de agua, fluyendo el agua a través de la herramienta y aportándose el agua al sistema municipal de aguas residuales a través del conducto de retorno.
El actuador se alimenta con una corriente de alimentación, manteniéndose así en una primera posición. En esta posición, el procedimiento funciona en un modo de refrigeración normal, en el que la herramienta se alimenta con un refrigerante del depósito de refrigerante a través del conducto de alimentación y en el que el refrigerante se conduce de nuevo de la herramienta al depósito de refrigerante a través del conducto de retorno. El refrigerante se bombea a la herramienta por medio de una bomba eléctrica.
En caso de una interrupción del suministro de corriente, por ejemplo, un corte de corriente, la bomba no puede bombear refrigerante a la herramienta. También se interrumpe el suministro de corriente a los actuadores, colocándose los actuadores de manera forzada en una posición de emergencia en la que la herramienta se alimenta con agua fría a través de la red municipal de agua. El agua municipal se conduce a través de la herramienta mediante la presión de red aplicada. De este modo se garantiza una refrigeración de la herramienta incluso en caso de una interrupción del suministro de corriente.
Preferiblemente se prevé detectar los parámetros del refrigerante durante el flujo de suministro y de retorno y, si los parámetros registrados rebasan o no alcanzan los parámetros determinados del refrigerante, ajustar los actuadores de forma forzada a la posición de emergencia.
Los parámetros registrados se ajustan a los parámetros previamente determinados. Si estos parámetros determinados o valores límite determinados de los parámetros se rebasan o no se alcanzan, el suministro de corriente se interrumpe automáticamente y los actuadores pasan de manera forzada a la posición de emergencia en la que la herramienta se alimenta con agua fría municipal. De este modo se garantiza una refrigeración de la herramienta no sólo en caso de un corte de corriente, sino también en caso de rebasar o no alcanzar los valores límite críticos.
En este caso se prevé preferiblemente que los parámetros se registren mediante dispositivos de medición, midiéndose la temperatura, la presión y el caudal del refrigerante.
Estos parámetros resultan especialmente adecuados para proteger la herramienta de un sobrecalentamiento.
En este caso se prevé preferiblemente que los actuadores se muevan a la posición de emergencia por medio de una fuerza elástica y que la posición alternativa de los actuadores se ajuste por medio de una alimentación de corriente, venciéndose mediante la alimentación de corriente la fuerza elástica y desplazándose los actuadores a la primera posición.
El movimiento de retorno por resorte tiene la ventaja de que, en caso de una interrupción del suministro de corriente, la posición de emergencia puede alcanzarse sin acciones externas. Así se garantiza en todo momento que la herramienta esté suficientemente refrigerada.
Para resolver la tarea, la invención propone un dispositivo según la reivindicación 5.
En el modo de refrigeración normal, el conducto de alimentación y el conducto de retorno de la herramienta se unen respectivamente con un actuador al circuito de refrigeración normal, enfriándose la herramienta con el refrigerante procedente del depósito de refrigerante del dispositivo. El refrigerante se bombea a la herramienta mediante una bomba eléctrica.
Los actuadores se solicitan con una corriente de alimentación, manteniéndose así en una primera posición en la que el refrigerante del depósito de refrigerante fluye a través del dispositivo, enfriándose la herramienta mediante el refrigerante.
Si el suministro de corriente se interrumpe, el refrigerante ya no puede bombearse a la herramienta por medio de la bomba y el modo de funcionamiento de refrigeración pasa del circuito de refrigeración normal al circuito de refrigeración de emergencia. También se interrumpe el suministro de corriente a los actuadores, por lo que los actuadores pasan de manera forzada a una posición de emergencia, uniéndose el conducto de alimentación al conducto de alimentación de la red municipal de agua y uniéndose el conducto de retorno a la red municipal de aguas residuales. El agua de la red se conduce a la herramienta mediante la presión de red aplicada, de manera que el agua fría municipal fluya a través del dispositivo, enfriando el agua fría la herramienta. De este modo se garantiza en todo momento que la herramienta esté adecuadamente refrigerada y protegida contra daños, incluso en caso de una interrupción del suministro de corriente como, por ejemplo, un corte de corriente.
Los actuadores se ajustan de manera forzada a la posición de emergencia como consecuencia de la interrupción del suministro de corriente, de manera que se produzca un cambio automático sin tener que actuar sobre el dispositivo desde el exterior.
En este caso se prevé preferiblemente disponer en el conducto de alimentación y el conducto de retorno y en el conducto de alimentación y el conducto de retorno del depósito de refrigerante dispositivos de medición para el registro de los parámetros del refrigerante e interrumpir el suministro de corriente en caso de que el refrigerante rebase o no alcance unos parámetros predeterminados del refrigerante.
Mediante los dispositivos de medición se registran los parámetros del refrigerante como la temperatura, la presión y el caudal. Estos parámetros se comparan con parámetros determinados y, si rebasan o no alcanzan los parámetros, se interrumpe el suministro de corriente. Los actuadores, que mediante la corriente de alimentación se mantienen en la primera posición en la que la herramienta se alimenta con el refrigerante del depósito de refrigerante, pasan de manera forzada a la posición de emergencia como consecuencia de la interrupción del suministro de corriente, por lo que la herramienta se enfría con el agua fría municipal.
Preferiblemente se prevé que los actuadores presenten un resorte, mediante el cual los actuadores pasan de manera forzada a la posición de emergencia, ajustándose la primera posición mediante un suministro de corriente con el que se vence la fuerza elástica del resorte.
En el modo de funcionamiento normal del dispositivo, los actuadores se solicitan con la corriente de alimentación y se mantienen en la primera posición en la que la herramienta se enfría mediante el refrigerante del depósito de refrigerante. Como consecuencia del suministro de corriente se vence una fuerza elástica que, en caso de una interrupción del suministro de corriente, mueve los actuadores de manera forzada a la posición de emergencia. Si se interrumpe el suministro de corriente, la fuerza elástica de un resorte integrado en los actuadores desplaza de manera forzada los actuadores a la posición de emergencia, de modo que se produzca un cambio automático al circuito de refrigeración de emergencia. Así, en caso de una interrupción del suministro de corriente, no es necesaria ninguna intervención externa en los actuadores, estando la herramienta suficientemente refrigerada en todo momento.
En las figuras se representa un ejemplo de realización del dispositivo según la invención que se explica más detalladamente a continuación.
Se muestra en la:
Figura 1 una representación esquemática del dispositivo en un modo de funcionamiento de refrigeración normal;
Figura 2 una representación esquemática del dispositivo en un modo de funcionamiento de refrigeración de emergencia.
Las figuras muestran esquemáticamente un dispositivo para refrigerar una herramienta en un horno de tratamiento térmico y para llevar a cabo un procedimiento para la refrigeración de la herramienta.
El dispositivo presenta dos conductos de alimentación 1 y dos conductos de retorno 2 unidos a la herramienta, no representándose la herramienta en las figuras. Los conductos de alimentación y de retorno 1,2 presentan actuadores eléctricos 3, 3’ con los que los conductos de alimentación y de retorno 1,2 se unen alternativamente a un circuito de refrigeración normal (figura 1) o a un circuito de refrigeración de emergencia (figura 2). En un modo de funcionamiento de refrigeración normal (figura 1), los actuadores 3, 3’ se solicitan con una corriente de alimentación y se mantienen en una primera posición en la que los conductos de alimentación y de retorno están unidos al circuito de refrigeración normal y en la que un refrigerante del depósito de refrigerante del dispositivo fluye a través de la herramienta. El circuito de refrigeración normal se representa en la figura 1 con líneas discontinuas. En este caso, los conductos de alimentación 1 están unidos a un conducto de alimentación 5 del depósito de refrigerante y los conductos de retorno 2 están unidos a un conducto de retorno 6 del depósito de refrigerante, no representándose en las figuras el depósito de refrigerante. El refrigerante se bombea desde el depósito de refrigerante a la herramienta por medio de una bomba eléctrica.
En caso de una interrupción del suministro de corriente, la bomba eléctrica ya no puede bombear refrigerante a través del dispositivo y los actuadores 3, 3’ pasan de manera forzada a una posición de emergencia en la que los conductos de alimentación y de retorno 1, 2 se unen a un circuito de refrigeración de emergencia (figura 2) y en la que el agua municipal fluye a través de la herramienta. El circuito de refrigeración de emergencia se representa en la figura 2 con líneas discontinuas. En este caso, los conductos de alimentación 1 están unidos al conducto de alimentación 7 de la red municipal de agua, conduciéndose el agua municipal al dispositivo y, por consiguiente, a la herramienta mediante la presión de red aplicada. Los conductos de retorno 2 están unidos con un conducto de retorno 8 al sistema municipal de aguas residuales 4, de manera que el agua municipal calentada se devuelva al circuito de agua municipal.
En caso de una interrupción del suministro de corriente se garantiza en todo momento, mediante el ajuste de los actuadores 3, 3’, que la herramienta esté suficientemente refrigerada y protegida contra daños. Con esta finalidad, los actuadores 3, 3’ se mueven de manera forzada a la posición de emergencia, de modo que se produzca un cambio automático sin tener que actuar sobre el dispositivo desde el exterior y, por ejemplo, sin tener que realizar un cambio manual.
En los conductos de alimentación y de retorno 1, 2 de la herramienta se disponen dispositivos de medición 9 con los que se registran los parámetros del refrigerante como la temperatura, la presión y el caudal. En los conductos de alimentación y de retorno 5, 6 del depósito de refrigerante también se disponen dispositivos de medición 9 para el registro de dichos parámetros. Los valores de medición se comparan con parámetros predeterminados. Si estos valores rebasan o no alcanzan los parámetros predeterminados, el suministro de corriente se interrumpe y el dispositivo se conecta al circuito de refrigeración de emergencia. En este caso, los actuadores 3, 3’ pasan de manera forzada a la posición de emergencia como consecuencia de la interrupción del suministro de corriente, de modo que la herramienta se enfríe con agua fría municipal.
Los actuadores 3, 3’ presentan un resorte mediante el cual los actuadores 3, 3’ pasan de manera forzada a la posición de emergencia en caso de una interrupción del suministro de corriente. Si no tiene lugar ninguna interrupción del suministro de corriente, los actuadores se alimentan con la corriente de alimentación, venciéndose la fuerza elástica del resorte, que mueve de manera forzada los actuadores 3, 3’ a la posición de emergencia en caso de una interrupción del suministro de corriente, por lo que los actuadores 3, 3’ se mantienen en la primera posición.
Mediante el ajuste forzado de los actuadores 3, 3’ se produce un cambio automático al circuito de refrigeración de emergencia. Así, en caso de una interrupción del suministro de corriente no es necesaria ninguna intervención externa en los actuadores 3, 3’, estando la herramienta suficientemente refrigerada en todo momento.
A continuación se explica el desarrollo del procedimiento por medio de las figuras.
En el modo de refrigeración normal, representado en la figura 1 mediante líneas discontinuas, el refrigerante del depósito de refrigerante se suministra y fluye a través de la herramienta por medio de sus conductos de alimentación 1. A continuación, el refrigerante calentado se conduce a través de los conductos de retorno de la herramienta 2 fuera de la misma y se devuelve al depósito de refrigerante equipado con un sistema de refrigeración y en el que el refrigerante calentado se enfría para su uso posterior. Los conductos de alimentación y de retorno 1,2 están unidos a los conductos de alimentación y de retorno 5, 6 del depósito de refrigerante.
Durante el flujo de alimentación y de retorno, los parámetros del refrigerante, como la temperatura, la presión y el caudal, se registran y se comparan con los parámetros determinados.
Mediante un actuador eléctrico 3, 3’, los conductos de alimentación 1 se acoplan alternativamente al depósito de refrigerante o a la red municipal de agua. Los conductos de retorno 2 también se acoplan respectivamente con otro actuador eléctrico 3, 3’ alternativamente al depósito de refrigerante o al sistema municipal de aguas residuales municipal 4. Durante el modo de funcionamiento de refrigeración normal, los actuadores 3, 3’ se solicitan con una corriente de alimentación y se mantienen en la primera posición en la que el refrigerante se aporta a la herramienta a través del conducto de alimentación 5 del depósito de refrigerante, conduciéndose el refrigerante de vuelta al depósito de refrigerante a través de los conductos de retorno 2 de la herramienta y a través del conducto de retorno 6 del depósito de refrigerante (figura 1).
En caso de una interrupción del suministro de corriente como, por ejemplo, un corte de corriente, el suministro de corriente a los actuadores 3, 3’ también se interrumpe y los actuadores 3, 3’ pasan de manera forzada a una posición de emergencia en la que se aporta agua fría a la herramienta a través del conducto de alimentación de la red municipal de agua. Este circuito de refrigeración de emergencia se representa en la figura 2 con líneas discontinuas. El agua fluye a través de la herramienta y se aporta al sistema municipal de aguas residuales 4 a través de los conductos de retorno 2 y del conducto de retorno 8. De este modo se garantiza una refrigeración de la herramienta incluso en caso de una interrupción del suministro de corriente.
Además, el suministro de corriente se interrumpe si al ajustar los parámetros del refrigerante los parámetros predeterminados se rebasan o no se alcanzan. También en este caso, los actuadores 3, 3’ se mueven de manera forzada a la posición de emergencia y la herramienta se enfría con agua fría de la red municipal de agua (figura 2). Mediante el ajuste de los parámetros y el paso de los actuadores 3, 3’ a la posición de emergencia es posible proteger la herramienta de un sobrecalentamiento y, por lo tanto, de un deterioro.
Por consiguiente, se lleva a cabo una refrigeración de la herramienta tanto en caso de un corte de corriente, como también en caso de rebasar o no alcanzar los parámetros críticos del agua de refrigeración. Para el ajuste de los actuadores 3, 3’, éstos presentan un resorte, desplazándose los actuadores 3, 3’ con la fuerza elástica del resorte a la posición de emergencia. La (primera) posición alternativa de los actuadores 3, 3’ se fija mediante el suministro de corriente, venciéndose la fuerza elástica por medio del suministro de corriente y pasando los actuadores 3, 3’ a la primera posición. Así es posible un paso de los actuadores 3, 3’ a la posición de emergencia sin intervención externa, estando la herramienta suficientemente refrigerada en todo momento.
La invención no se limita al ejemplo de realización, sino que puede variar de muchas maneras en el marco de las reivindicaciones.

Claims (7)

REIVINDICACIONES
1. Procedimiento para la refrigeración de una herramienta en un horno de tratamiento térmico, alimentándose la herramienta en un modo de funcionamiento de refrigeración normal a través de un conducto de alimentación (1) con un refrigerante de un depósito de refrigerante que fluye a través de la herramienta y que se conduce de vuelta de la herramienta al depósito de refrigerante a través de un conducto de retorno (2), caracterizado por que el conducto de alimentación (1) se acopla con un actuador eléctrico (3) alternativamente al depósito de refrigerante o al sistema municipal de agua y por que el conducto de retorno (2) se acopla con otro actuador eléctrico (3') alternativamente al depósito de refrigerante o al sistema municipal de aguas residuales (4), solicitándose los actuadores (3, 3'), en un modo de funcionamiento de refrigeración normal, con una corriente de alimentación y manteniéndose los mismos en una primera posición en la que el refrigerante se aporta a la herramienta a través del conducto de alimentación (5) del depósito de refrigerante y conduciéndose el refrigerante de vuelta al depósito de refrigerante a través del conducto de retorno (2, 6), pasando los actuadores (3, 3'), en caso de una interrupción del suministro de corriente, de manera forzada a una posición de emergencia en la que se aporta a la herramienta, mediante el conducto de alimentación (7) de la red municipal de agua, agua fría que fluye a través de la herramienta, aportándose el agua a la red municipal de aguas residuales (4) a través del conducto de retorno (2, 8).
2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por que los parámetros del refrigerante se registran durante el flujo de alimentación y de retorno y por que, si los parámetros registrados rebasan o no alcanzan los parámetros determinados del refrigerante, los actuadores (3, 3') se mueven de manera forzada a la posición de emergencia.
3. Procedimiento según la reivindicación 2, caracterizado por que los parámetros se registran mediante dispositivos de medición (9), midiéndose la temperatura, la presión y el caudal del refrigerante.
4. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que los actuadores (3, 3') se mueven a la posición de emergencia mediante una fuerza elástica y por que la posición alternativa de los actuadores (3, 3') se ajusta por medio de un suministro de corriente, venciéndose mediante el suministro de corriente la fuerza elástica y pasando los actuadores (3, 3') a la primera posición.
5. Dispositivo para la refrigeración de una herramienta en un horno de tratamiento térmico de acuerdo con un procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 4, presentando el dispositivo un conducto de alimentación (1) y un conducto de retorno (2) y actuadores eléctricos (3, 3'), uniéndose el conducto de alimentación y el conducto de retorno (1,2) a la herramienta y alternativamente a un circuito de refrigeración normal o a un circuito de refrigeración de emergencia a través de los actuadores (3, 3'), manteniéndose los actuadores (3, 3') en una primera posición por medio de una corriente de alimentación en un modo de funcionamiento de refrigeración normal en el que el conducto de alimentación y el conducto de retorno (1, 2) están unidos al circuito de refrigeración normal, y fluyendo un refrigerante a través de la herramienta, estando el conducto de alimentación (1) unido a un conducto de alimentación (5) de un depósito de refrigerante y estando el conducto de retorno (2) unido a un conducto de retorno (6) del depósito de refrigerante, y pasando los actuadores (3, 3'), en caso de un corte del suministro de corriente, a una posición de emergencia, en la que el conducto de alimentación y el conducto de retorno (1, 2) se conectan al circuito de refrigeración de emergencia y en la que el agua municipal fluye a través de la herramienta, estando el conducto de alimentación (1) unido al conducto de alimentación (7) de la red municipal de agua y estando el conducto de retorno (2) conectado al sistema de aguas residuales municipal (4).
6. Dispositivo según la reivindicación 5, caracterizado por que en el conducto de alimentación (1) y el conducto de retorno (2) y en el conducto de alimentación y el conducto de retorno (5, 6) del depósito de refrigerante se disponen dispositivos de medición (9) para el registro de parámetros del refrigerante y por que el suministro de corriente se interrumpe en caso de rebasarse o no alcanzarse los parámetros predeterminados del refrigerante.
7. Dispositivo según la reivindicación 5 o 6, caracterizado por que los actuadores (3, 3') presentan un resorte mediante el cual los actuadores (3, 3') se mueven de manera forzada a la posición de emergencia, ajustándose la primera posición por medio de un suministro de corriente con el que se vence la fuerza elástica.
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