ES2939718T3 - Conjunto de prensado isostático de alta presión, en particular conjunto de procesamiento de alta presión de alimentos - Google Patents
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Abstract
Un tapón (35) dispuesto de forma desplazable dentro de la cámara de bloqueo (32) y provisto de un medio de sellado (351) apto para entrar y cerrar herméticamente la cámara interna (21) del recipiente (2) durante la fase de aplicación de presión del recipiente (2). Con el fin de minimizar la amplitud de las tensiones cíclicas aplicadas a los miembros portadores de carga que transfieren cargas axiales y, por lo tanto, aumentan su vida útil a la fatiga, así como para proporcionar un conjunto de alta presión duradero, simple y rentable (1a) que permite una carga y descarga rápidas y sencillas. operaciones de descarga el conjunto (1a) comprende además al menos dos tirantes longitudinales (4) yuxtapuestos, preferentemente simétricamente, alrededor de la superficie externa de la embarcación (2) en el lado radialmente externo de la cámara de bloqueo (32), donde cada extremo de cada tirante (4) pasa a través de un tirante (6), acoplado con el vaso (2), (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Conjunto de prensado isostático de alta presión, en particular conjunto de procesamiento de alta presión de alimentos
La invención se refiere a un conjunto de prensado isostático de alta presión, en particular un conjunto de procesamiento de alimentos a alta presión, que comprende al menos un recipiente longitudinal de alta presión que tiene una cámara interna cerrada en ambos extremos axiales con dos conjuntos de cabezal, cada uno de los cuales comprende un cuerpo contiguo al recipiente, en donde al menos uno de los conjuntos de cabezal comprende además una cámara de bloqueo ubicada dentro del cuerpo transversalmente con respecto al eje longitudinal del recipiente, una salida de carga, sustancialmente alineada con el eje del recipiente, que une un lado axialmente externo del cuerpo con dicho cámara de bloqueo, y que tiene un área de sección transversal sustancialmente correspondiente al área de sección transversal del recipiente, y un tapón dispuesto de forma desplazable dentro de la cámara de bloqueo y provisto de un medio de sellado apto para entrar y cerrar herméticamente la cámara interna del recipiente durante el fase de aplicación de presión del recipiente.
Antecedentes de la invención
Los recipientes cilíndricos de alta presión se utilizan con éxito en diferentes aplicaciones de alta presión. En particular, se utilizan en sistemas de procesamiento de alimentos a alta presión (HPP), en los que los productos alimenticios se someten a presiones muy altas, en el intervalo de 200 a 1000 MPa.
La publicación de patente de EE. UU. N.° 5.585.076 describe una instalación para someter sustancias envasadas en paquetes flexibles a un tratamiento a alta presión que incluye un recipiente cilindrico provisto de un conjunto de cabezal en cada extremo. Cada conjunto de cabezal incluye un conjunto móvil que se puede desplazar perpendicularmente al eje del recinto. El conjunto móvil incluye un tapón tipo tope provisto de un sello, un espaciador provisto de una varilla de tracción, un cajón y un cuerpo de tapón. El conjunto móvil se monta de forma deslizante en un miembro de absorción de fuerza. Mediante la cooperación entre rampas inclinadas llevadas por el tapón y ranuras inclinadas complementarias en el cajón, el desplazamiento transversal del cajón provoca desplazamientos axiales del tapón. El espaciador en forma de horquilla con dos dientes que flanquean el vástago del tapón se monta para deslizar en el cajón y se sitúa entre el tapón y el cuerpo de tapón.
Las fuerzas axiales inducidas por la presión en el interior del recipiente son transferidas en esta instalación por los conjuntos de cabezal de manera extensible al recipiente, lo que reduce la durabilidad del recipiente, mientras se aplican cargas cíclicas. Tanto las concentraciones de esfuerzo local como el patrón de esfuerzo global son, por tanto, desfavorables en esta instalación.
La publicación de patente EP1707346A2 describe una prensa isostática con un contenedor de presión dividido. La prensa tiene un contenedor a presión con segmentos de recipiente a presión y una tapa de cierre. Las superficies de contrapresión se disponen en los segmentos de contenedor a presión primero y último. Las superficies se presurizan con la presión de un espacio de presión, cuyas fuerzas axiales resultantes actúan contra las fuerzas de presión axial en un empalme entre los segmentos, donde se desarrollan las fuerzas de presión axial entre un sellador y un espacio de presión utilizable.
La publicación de patente de EE. UU. N.° 4.111.327 describe un recipiente a presión. El cuerpo cilindrico del recipiente a presión para usar como recipiente de reacción se construye a partir de cursos de placas planas segmentadas circularmente arqueadas, estando ubicados los cursos entre sí mediante medios de ubicación que pasan a través de aberturas de alineación en las placas. Para facilitar la construcción, las aberturas de cada placa se disponen en un patrón o distribución simétrica. Los medios de ubicación pueden ser pasadores o preferiblemente manguitos, y los medios de pretensado para mantener junto los cursos pueden ser tirantes o cables que pasen a través de tales manguitos y también posiblemente a través de aberturas no ocupadas por medios de ubicación. El suelo y/o la tapa del recipiente a presión pueden tener paredes dobles, y se pueden proporcionar medios de pretensado dentro de las paredes dobles para asegurar firmemente el suelo y/o la tapa al interior de la pared cilindrica.
La publicación de patente de EE. UU. N.° 5.622.678 describe un aparato generador de alta presión que incluye una cámara de alta presión, una cámara de baja presión ubicada debajo de la cámara de alta presión y que tiene un diámetro sustancialmente mayor que el diámetro de la cámara de alta presión, un pistón en tándem que tiene partes primera y segunda desplazables en las cámaras de alta y baja presión, respectivamente, para generar presión en ellas, y un yugo que abarca las cámaras de alta y baja presión para aplicar una fuerza de presión a la tapa de la cámara de alta presión y al fondo de la cámara de baja presión al acumularse presión en las cámaras de alta y baja presión.
Un objeto de la presente invención ha sido proporcionar un conjunto de prensado isostático de alta presión, en particular un conjunto de procesamiento de alimentos a alta presión que minimice la amplitud de las tensiones cíclicas aplicadas a los miembros portadores de carga del conjunto que transfieren cargas axiales y, por lo tanto, aumentan su vida fatigada. Otro objeto más de la presente invención ha sido proporcionar un conjunto de alta presión duradero, simple y rentable que permita operaciones de carga y descarga rápidas y sencillas.
Compendio de la invención
El término "fase de carga", como se usa en el contexto de esta memoria descriptiva, se refiere tanto a cargar el recipiente con productos a procesar, así como a descargarlo con productos después del procesamiento a alta presión; el término "fase de aplicación de presión" se refiere a aplicar una presión dentro del recipiente cerrado herméticamente por los tapones usando un líquido (generalmente agua); mientras que el término "fase de cierre" se refiere tanto al cierre del recipiente con tapones que entran en su cámara interna antes de la fase de aplicación de presión, como a su apertura después de esta fase.
Los términos "axial", "radial", "anular" se refieren a un sistema de coordenadas polares que describe las ubicaciones de los componentes del conjunto con respecto al eje longitudinal del recipiente.
La invención proporciona un conjunto de prensado isostático de alta presión, como se indica en el preámbulo, que se caracteriza porque comprende además al menos dos tirantes longitudinales yuxtapuestos, preferiblemente simétricamente, alrededor de la superficie externa del recipiente en el lado radialmente externo del mismo. cámara de bloqueo, en la que cada extremo de cada tirante pasa a través de un miembro de amarre, acoplado con el recipiente, y se acopla con una superficie resistente que transfiere carga axial sobre dicho tirante en el lado axialmente externo de dicho extremo de dicho tirante, en donde dichas superficies resistentes precargan axialmente dicho tirante, dicho cuerpo y dicho recipiente, y la fuerza de precarga se ajusta al menos al valor que asegure que no se produzca ninguna separación entre dicho cuerpo y dicho recipiente durante la fase de carga y cierre del recipiente, así como durante la fase de aplicación de presión del recipiente de modo que el recipiente se comprima axialmente en todo el intervalo de presiones que actúan dentro del recipiente por los conjuntos de cabezal acoplados con los tirantes.
Las varillas crean un sistema de pretensado del conjunto, de modo que el recipiente se comprime axialmente en todo el intervalo de presiones (es decir, tanto durante la fase de carga y cierre, como durante la fase de aplicación de presión) por los conjuntos de cabezal acoplados con los tirantes. El nivel de precarga de los tirantes garantiza la integridad de la construcción del conjunto, por lo que no hay necesidad de empalmes mecánicos (por ejemplo, roscas, pasadores, ranuras) que comúnmente generan concentraciones de esfuerzos. Las precargas que caen por debajo de este nivel, por otro lado, pueden conducir a un desacoplamiento de los conjuntos de cabezal del recipiente, lo que es una desventaja, ya que puede provocar un aumento repentino de la carga de tracción en los tirantes con una gran amplitud de esfuerzo que provoca fatiga acelerada.
Preferiblemente, los cuerpos de los dos conjuntos de cabezal del conjunto de prensado isostático de alta presión se acoplan entre sí por dichos al menos dos tirantes longitudinales. En esta realización, el recipiente se precargó en toda su longitud.
En tal caso, preferiblemente la fuerza de precarga combinada (Tp) de todos los citados tirantes se ajusta al menos al valor del esfuerzo axial (Fv) generada en el recipiente durante la fase de aplicación de presión multiplicada por la rigidez axial (Cv) del recipiente en relación con la rigidez axial de dichos tirantes y la rigidez axial (Cv) del recipiente según la fórmula
Tp S Fv • Cv / (Cv + Ct).
Preferiblemente, dicho miembro de amarre de dicho tirante longitudinal es el cuerpo del conjunto de cabezal, se une o se acopla con el cuerpo del conjunto de cabezal o el cuerpo del conjunto de cabezal tiene una construcción de varias partes y dicho miembro de amarre es la parte más axialmente externa de dicho cuerpo que transfiere cargas axiales sobre el recipiente.
Preferiblemente, la cámara de bloqueo de dicho al menos un conjunto de cabezal se provee de una cara axialmente externa y el tapón se provee de una cara axialmente externa, en donde dicho al menos uno de los conjuntos de cabezal comprende además una compuerta de bloqueo que tiene un ancho axial menor que el ancho axial de la cámara de bloqueo, que se dispone de manera deslizable dentro de dicha cámara de bloqueo y se provee de una cara axialmente externa que topa con dicha cara axialmente externa de la cámara de bloqueo y una cara axialmente interna, en donde dicha cara axialmente externa del tapón topa con dicha cara axialmente interna de dicha compuerta de bloqueo durante la fase de aplicación de presión y se desplaza axialmente desde dicha cara axialmente interna de dicha compuerta de bloqueo hacia dicha salida de carga durante la fase de carga.
Por lo tanto, el tapón es soportado completamente en dirección axial por la compuerta de bloqueo durante la fase de aplicación de presión, lo que permite la transferencia de las fuerzas generadas por la presión dentro del recipiente hacia el conjunto de cabezal y los tirantes. El tapón también se puede desplazar en gran medida en la cámara de bloqueo y estos desplazamientos pueden definirse simplemente mediante un sistema de guías lineales axiales y transversales y aplicarse, p. ej. por al menos uno, o preferiblemente dos accionadores hidráulicos, neumáticos o mecánicos. Por lo tanto, puede introducirse axialmente con precisión en la cámara interna del recipiente, así como apartarse fácilmente, proporcionando acceso al recipiente. Finalmente, el conjunto de bloqueo que incluye únicamente el tapón y la compuerta de bloqueo dispuesta, como se ha descrito, en la cámara de bloqueo es de construcción y mantenimiento simples y fáciles.
En esta realización, dicha compuerta de bloqueo preferiblemente se provee de un canal de carga que tiene un área
de sección transversal sustancialmente correspondiente al área de sección transversal de la cámara interna del recipiente, que pasa entre dicha cara axialmente externa y dicha cara axialmente interna de dicha compuerta de bloqueo sustancialmente en paralelo con el eje del recipiente, y durante la fase de carga se alinea sustancialmente con dicha salida de carga.
También en estas realizaciones, preferiblemente, dicho tapón se soporta en dicha compuerta de bloqueo.
Preferiblemente, al menos uno de los conjuntos de cabezal comprende además un receptáculo de tapón que une la cámara de bloqueo con la cámara interna del recipiente y dicho tapón se dispone de forma desplazable también dentro de dicho receptáculo de tapón.
Preferiblemente, los desplazamientos del tapón dentro de la cámara de bloqueo se determinan con respecto al cuerpo del conjunto de cabezal.
Preferiblemente, dicho tapón se provee de un canal de aplicación de presión.
Preferiblemente, dichas superficies resistentes son presionadas por al menos una tuerca, que preferiblemente se puede enroscar en una rosca externa de dicho tirante.
De manera alternativa o adicional, dichas superficies resistentes se presionan preferiblemente por un sistema de tensado de pernos múltiples.
Preferiblemente, el conjunto de alta presión según la presente invención comprende una serie de recipientes dispuestos en paralelo entre sí y cerrados en sus extremos axiales con dos conjuntos de cabezal comunes.
Breve descripción de los dibujos
La invención se describirá y explicará a continuación en realizaciones ejemplares y en relación con los dibujos adjuntos en los que:
La Fig. 1 es una vista en perspectiva esquemática de una realización de un conjunto de alta presión para el procesamiento de alimentos a alta presión según la presente invención;
la Fig. 2 es una vista esquemática en sección transversal en perspectiva del conjunto mostrado en la Fig. 1;
la Fig. 3 es una vista esquemática en perspectiva de otra realización de un conjunto de alta presión según la presente invención;
La Fig.4 es una vista en sección transversal esquemática del conjunto de cabezal de cierre del conjunto de alta presión durante la fase de carga (Figura 3a), fase de cierre (Figura 3b) y fase de aplicación de presión (Figura 3c).
Descripción detallada de la realización preferida
En la descripción siguiente se mantienen las referencias numéricas de elementos que realizan las mismas funciones en los dibujos, en donde se han añadido sufijos (a, b,...) en su caso, a elementos adicionalmente distintos que tienen diferente construcción.
En la Fig. 1 se muestra una realización ejemplar de un conjunto de prensado isostático de alta presión 1a para el procesamiento de alimentos a alta presión. El conjunto 1a comprende un recipiente cilíndrico longitudinal de alta presión 2 provisto de una cámara interna 21 de una construcción conocida por los expertos en la técnica (tal como, pero sin limitación a esto, monobloque, bobinado de alambre, multicapa, el divulgado por el inventor de la presente solicitud en la publicación internacional PCT WO 2015/133915 A1, etc.) que no se describirán en detalle. En la realización presentada, se muestra que el recipiente 2 se dispone sustancialmente de forma horizontal. En otras realizaciones, sin embargo, el recipiente 2 se puede inclinar con respecto al plano horizontal o incluso vertical. Las posiciones particulares de los elementos del conjunto de prensado isostático están referidas con respecto al sistema de coordenadas polares definido por el eje A del recipiente 2.
El recipiente 2 se cierre en ambos extremos por dos conjuntos de cabezal 3. Los conjuntos de cabezal 3 y, por lo tanto, también el recipiente 2 se acoplan entre sí por cuatro tirantes longitudinales 4 yuxtapuestos alrededor de la superficie externa del recipiente 2. Cada extremo de cada la varilla 4 pasa a través de una abertura longitudinal en un miembro de amarre 6a acoplado con el recipiente 2. En esta realización, el miembro de amarre 6a es un cuerpo sólido 31 del conjunto del cabezal 3. En otras realizaciones, podría ser un reborde o placa adicional unidos al conjunto de cabezal 3 o acoplarse de otro modo con el recipiente 2 (véase la Fig. 3). En el lado axialmente externo, cada extremo de cada tirante 4 se acopla con una superficie resistente 421 (véase la Fig. 4a) que transfiere la carga axial entre el miembro de amarre 31 y el tirante 4 en el lado axialmente externo del extremo del tirante 4. Las superficies resistentes 421 precargan axialmente los tirantes 4, los cuerpos 31 y el recipiente 2, y la fuerza de precarga se ajusta al menos al valor que garantiza que no se produzca ninguna separación entre el cuerpo 31 y el recipiente 2 durante la fase de aplicación de presión del recipiente 2 (véase la Fig. 2 y la Fig. 4c).
En esta realización, las superficies de resistencia 421 se definen por las superficies axialmente internas de las tuercas 42 que topan con los cuerpos 31 en sus lados axialmente externos. En otras realizaciones, las superficies resistentes pueden ser definidas por arandelas entre las tuercas 42 y los miembros de amarre 6, los cabezales de los tirantes 4 (véase la Fig. 3), los extremos de los pernos de un sistema de tensado de pernos múltiples, o incluso directamente por las superficies roscadas de los tirantes 4 enroscados en el interior de los tirantes 6a o 6b. En esta realización, la precarga axial se produce directamente por las tuercas 42 enroscadas en las roscas externas 41 de los tirantes 4. Debe apreciarse, sin embargo, que esta precarga axial se puede producir mediante diversas técnicas y medios conocidos por los expertos en la técnica, tales como, entre otros, tensores hidráulicos (por ejemplo, SKF® Hydrocam Bolt Tensioners, Atlas Copco® Tentec CTST tensioners) o tensores mecánicos, incluidos los tensores de pernos múltiples (por ejemplo, Superbolt™ Multi-Jackbolt Tensioners, etc.).
En esta realización, la fuerza de precarga total Tp de todos los tirantes 4 se ajusta al menos al valor de la fuerza axial Fv generada en el recipiente 2 durante la fase de aplicación de presión multiplicada por la rigidez Cv del recipiente 2 relativa a la rigidez Ct de los tirantes 4 y la rigidez del recipiente 2 según la fórmula
Tp ^ Fv • Cv / (Cv + Ct).
Tal valor de la fuerza de precarga Tp reduce el efecto de la carga cíclica sobre los tirantes 4 producida por la presión en el interior del recipiente durante la fase de aplicación de presión y prolonga la vida útil de los miembros que llevan carga del conjunto.
Cada conjunto de cabezal 3 además se provee de un conjunto de taponado que permite que los productos envasados 5 que contienen las sustancias que se van a someter a tratamiento a alta presión se carguen y descarguen dentro y fuera del recipiente 2 (véase la Fig. 4a), y realicen el tratamiento a alta presión por el agua que ha sido alimentada al recipiente 2 (véase la Fig. 4c).
Con este fin, como se muestra en la Fig. 2, cada conjunto de cabezal 3 comprende una cámara de bloqueo 32, que pasa transversalmente el cuerpo 31 entre dos pares de tirantes adyacentes 4, sustancialmente perpendicular al eje A del recipiente 2, que se provee de una cara axialmente externa 321. Una salida de carga 33, sustancialmente alineada con el eje A del recipiente 2, pasa longitudinalmente a través del cuerpo 31 y tiene un área de sección transversal sustancialmente correspondiente al área de sección transversal de la cámara interna 21 del recipiente 2. Un tapón tipo tope 35 se dispone de forma desplazable dentro de la cámara de bloqueo 32 y se provee de un medio de sellado 351 apto para entrar y cerrar herméticamente la cámara interna 21 del recipiente 2 durante la fase de aplicación de presión.
En esta realización, el conjunto de cabezal 3 comprende además un receptáculo de tapón 36 (véase Fig. 4a, Fig. 4b) que une la cámara de bloqueo 32 con la cámara interna 21 del recipiente 2. El tapón 35 se dispone de forma desplazable también dentro del receptáculo de tapón 36, mientras que los desplazamientos del tapón 35 dentro de la cámara de bloqueo 32 se determinan en esta realización con respecto al cuerpo 31 del conjunto de cabezal 3.
En esta realización, el conjunto de cabezal 3 comprende además una compuerta de bloqueo 34 que tiene un ancho axial menor que el ancho axial de la cámara de bloqueo 32 que se dispone de manera deslizable y sustancialmente perpendicular al eje A del recipiente 2, dentro de la cámara de bloqueo 32. La compuerta de bloqueo 34 se provee de una cara axialmente externa 341 que topa con la cara axialmente externa 321 de la cámara de bloqueo 32, así como una cara axialmente interna 342. Como se muestra, una cara axialmente externa 352 del tapón 35 topa con esta cara axialmente interna 342 de la compuerta de bloqueo 34 durante la fase de aplicación de presión. Durante la fase de carga (véase la Fig. 4a, 4b) la cara axialmente externa 352 del tapón 35 se desplaza axialmente con respecto al eje A desde la cara axialmente interna 342 de la compuerta de bloqueo 34 hacia la salida de carga 33, y el tapón 35 se soporta en la compuerta de bloqueo 34.
En esta realización, la compuerta de bloqueo 34 también se provee de un canal de carga 343, que tiene un área de sección transversal sustancialmente correspondiente al área de sección transversal de la cámara interna 21 del recipiente 2, que pasa entre la cara axialmente externa 341 y la cara axialmente interna 342 de la compuerta de bloqueo 34 sustancialmente paralela al eje A del recipiente 2. Durante la fase de carga el canal de carga 343 se alinea sustancialmente con dicha salida de carga 33 del conjunto de cabezal 3.
La Fig. 3 ilustra otra realización de un conjunto de presión isostático 1b de alta presión cerrado en ambos extremos por dos conjuntos de cabezal 3 y que comprende miembros de amarre 6b axialmente internos fijados al recipiente 2 por medio de una conexión de rosca, ranura o abrazadera o conjunto de encaje por interferencia. Cada conjunto de cabezal 3 del conjunto 1b se acopla con el miembro de amarre 6b mediante cuatro tirantes longitudinales 4 yuxtapuestos alrededor de la superficie externa del recipiente 2. Los extremos axialmente externos de cada tirante 4 pasan a través de aberturas longitudinales en los cuerpos 31 de los conjuntos de cabezal 3. Los extremos axialmente internos de cada tirante 4 terminan con cabezales que definen superficies de resistencia axialmente internas 43 que transfieren la carga axial sobre los miembros de amarre 6b. De manera similar, como en la realización mostrada en la Fig. 1, las superficies de resistencia axialmente externas 421 se definen por las superficies axialmente internas de las tuercas 42 que topan con los cuerpos 31 de los conjuntos de cabezal 3, que precargan axialmente los tirantes 4, los cuerpos 31 y el recipiente 2, y la fuerza de precarga se ajusta al menos al valor que garantiza que no se produzca ninguna separación entre los cuerpos 31 y el recipiente 2 durante la fase de aplicación de presión del recipiente 2.
La Fig. 4a ilustra el funcionamiento del conjunto de alta presión durante la fase de carga. Como se muestra, un accionador 346 mantiene la posición de la compuerta de bloqueo 34 que tiene su canal de carga 343 alineado con la salida de carga 33 del conjunto de cabezal 3 y la cámara interna 21 del recipiente 2 (en otra realización, la compuerta de bloqueo 34 podría ser desplazada por un accionador 346 completamente a un lado de la cámara de bloqueo 32, mientras que otro accionador desplazaría el tapón 35 en sentido contrario). En esta posición, los productos alimenticios 5 se introducen en la cámara interna 21 del recipiente 2, como indica una flecha. El accionador 346 mantiene también la posición radialmente externa del tapón 35 que descansa sobre la cara radialmente interna de la compuerta 34. Obviamente, la Fig. 4a ilustra también la fase de descarga, durante la cual los productos procesados 5 se retiran de la cámara interna 21.
La Fig. 4b ilustra la fase de cierre. Como se muestra, el accionador 346 ha bajado la compuerta de bloqueo 34 junto con el tapón 35 que descansa sobre ella hasta la posición en la que el tapón 35 se alinea axialmente con el receptáculo de tapón 36 que pasa a través del cuerpo 31 y une la cámara de bloqueo 32 con la cámara interna 21 del recipiente 2. Como se muestra, el tapón 35 ha sido desplazado axialmente hacia la cámara interna 21, junto con un carril 356 y un bastidor de soporte 357 por medio de un accionador (no mostrado) que actúa en paralelo al eje A. En esta posición, la cara axialmente externa 352 del tapón 35 se desplaza axialmente desde la cara interna 342 de la compuerta de bloqueo 34 hacia la salida de carga 33. En esta posición se puede introducir agua y sacar aire del interior de la cámara interna 21 a través de un canal 37 en el cuerpo 31 con el tapón 35 sellando preliminarmente el receptáculo de tapón 36 en el lado axialmente interno de la cámara de bloqueo 32. En otras realizaciones, el llenado de agua puede efectuarse únicamente a través del canal de aplicación de presión 353 del tapón o por ambos canales 37 y 353.
La Fig. 4c ilustra la fase de aplicación de presión. Como se muestra, el accionador axial ha empujado el bastidor de soporte 357, el carril 356 y el tapón 35 dentro del receptáculo de tapón 36 hacia la cámara interna 21 del recipiente 2, de modo que los medios de sellado del tapón 351 se adhieran a la superficie interna de la cámara 21. El accionador 346, a su vez, ha desplazado la compuerta de bloqueo 34 de vuelta al interior de la cámara de bloqueo 32. En esta posición, la cara axialmente externa 341 de la compuerta de bloqueo 34 topa con la cara axialmente externa 321 de la cámara de bloqueo 32, mientras que la cara axialmente interna 342 de la compuerta de bloqueo 34 topa en la cara axialmente externa 352 del tapón 35. Se aplica agua a alta presión a la cámara interna 21 a través del canal 353 en el tapón 35. La reacción axial de la presión que actúa sobre el tapón 35 dentro de la cámara 21 es transferida por el tapón 35 a la compuerta de bloqueo 34 sobre la que actúa y luego por la compuerta de bloqueo 34 al cuerpo 31. Finalmente, las fuerzas de extensión son transferidas por el cuerpo 31 a los tirantes 4 ya pretensados (véase la Fig. 2).
En otra realización más de la presente invención, el conjunto de alta presión puede comprender varios recipientes 2 dispuestos en paralelo entre sí y cerrados en sus extremos axiales con conjuntos de cabezal comunes 3.
Las realizaciones anteriores de la presente invención son meramente ejemplares. Las figuras no están necesariamente a escala y, para mayor claridad, algunas características pueden estar exageradas o minimizadas.
Lista de los números de referencia
1. conjunto de alta presión (1a, 1b)
2. recipiente de alta presión
21. cámara interna
3. conjunto de cabezal
31. cuerpo
32. cámara de bloqueo
321. cara axialmente externa
33. salida de carga
34. compuerta de bloqueo
341. cara axialmente externa
342. cara axialmente interna
343. canal de carga
346. accionador
35. tapón
351. medios de sellado
352. cara axialmente externa
353. canal de aplicación de presión
356. carril
357. bastidor de soporte
36. receptáculo de tapón
37. canal
. tirante
41. rosca externa
42. 1
I
421. superficie resistente
43. superficie resistente
. producto
. miembro de amarre (6a, 6b)
Claims (16)
1. Un conjunto de prensado isostático de alta presión (1a, 1b), en particular un conjunto de procesamiento de alimentos a alta presión, que comprende al menos un recipiente longitudinal de alta presión (2) que tiene una cámara interna (21) cerrada en ambos extremos axiales con dos conjuntos de cabezal (3), comprendiendo cada uno un cuerpo (31) contiguo al recipiente (2), en donde
al menos un conjunto de cabezal (3) comprende además
una cámara de bloqueo (32) ubicada dentro del cuerpo (31) transversalmente con respecto al eje longitudinal (A) del recipiente (2),
una salida de carga (33), sustancialmente alineada con el eje (A) del recipiente (2), que une un lado axialmente externo del cuerpo (31) con dicha cámara de bloqueo (32), y que tiene un área de sección transversal sustancialmente correspondiente al área de sección transversal del recipiente (2), y
un tapón (35) dispuesto de forma desplazable dentro de la cámara de bloqueo (32) y provisto de un medio de sellado (351) apto para entrar y cerrar herméticamente la cámara interna (21) del recipiente (2) durante la fase de aplicación de presión del recipiente (2), caracterizada por que
comprende además al menos dos tirantes longitudinales (4) yuxtapuestos, preferiblemente simétricamente, alrededor de la superficie externa del recipiente (2) en el lado radialmente externo de la cámara de bloqueo (32),
en donde cada extremo de cada tirante (4) pasa a través de un miembro de amarre (6), acoplado con el recipiente (2), y se acopla con una superficie resistente (421,43) que transfiere carga axial sobre dicho miembro de amarre (6) en el lado axialmente externo de dicho extremo de dicho tirante (4),
en donde dichas superficies resistentes (421, 43) precargan axialmente dicho tirante (4), dicho cuerpo (31) y dicho recipiente (2), y la fuerza de precarga se ajusta al menos al valor que garantiza que no haya separación entre dicho cuerpo (31) y dicho recipiente (2) que ocurre durante la fase de carga y cierre del recipiente (2), así como durante la fase de aplicación de presión del recipiente (2) de forma que el recipiente (2) se comprime axialmente en todo el intervalo de presiones que actúan en el interior del recipiente (2) por los conjuntos de cabezal (3) acoplados a los tirantes (4).
2. El conjunto de alta presión según la reivindicación 1, caracterizado por que, los cuerpos (31) de los dos conjuntos de cabezal (3) del conjunto de prensado isostático de alta presión (1a) se acoplan entre sí por dichos al menos dos tirantes longitudinales (4).
3. El conjunto de alta presión según la reivindicación 2, caracterizado por que, la fuerza de precarga combinada (Tp) de todos los citados tirantes (4) se ajusta al menos al valor de la fuerza axial (Fv) generada en el recipiente (2) durante la fase de aplicación de presión multiplicada por la rigidez axial (Cv) del recipiente (2) en relación con la rigidez axial (Ct) de dichos tirantes (4) y la rigidez axial (Cv) del recipiente (2) según la fórmula
Tp ^ Fv • Cv / (Cv + Ct).
4. El conjunto de alta presión según la reivindicación 1, 2 o 3, caracterizado por que, dicho miembro de amarre (6a) de dicho tirante longitudinal (4) es el cuerpo (31) del conjunto de cabezal (3).
5. El conjunto de alta presión según la reivindicación 1, 2 o 3, caracterizado por que, dicho miembro de amarre (6) de dicho tirante longitudinal (4) colinda o se acopla con el cuerpo (31) del conjunto de cabezal (3).
6. El conjunto de alta presión según la reivindicación 1,2 o 3, caracterizado por que, el cuerpo (31) del conjunto de cabezal (3) es de construcción multipartes y dicho miembro de amarre (6) es la parte más axialmente externa de dicho cuerpo (31) que transfiere cargas axiales sobre el recipiente (2).
7. El conjunto de alta presión según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que, la cámara de bloqueo (32) de dicho al menos un conjunto de cabezal (3) se provee de una cara axialmente externa (321) y el tapón (35) se provee de una cara axialmente externa (352), en donde dicho al menos uno de los conjuntos de cabezal (3) comprende además una compuerta de bloqueo (34) que tiene un ancho axial menor que el ancho axial de la cámara de bloqueo (32), que se dispone de forma deslizante dentro de dicha cámara de bloqueo (32) y se provee de una cara axialmente externa (341) que topa con dicha cara axialmente externa (321) de la cámara de bloqueo (32) y una cara axialmente interna (342), donde dicha cara axialmente externa (352) del tapón (35) topa con dicha cara axialmente interna (342) de dicha compuerta de bloqueo (34) durante la fase de aplicación de presión y se desplaza axialmente desde dicha cara axialmente interna (342) de dicha compuerta de bloqueo (34) hacia dicha salida de carga (33) durante la fase de carga.
8. El conjunto de alta presión según la reivindicación 7, caracterizado por que, dicha compuerta de bloqueo (34) se provee de un canal de carga (343) que tiene un área de sección transversal sustancialmente correspondiente al área de sección transversal de la cámara interna (21) del recipiente (2), que pasa entre dicha cara axialmente externa
(341) y dicha cara axialmente interna (342) de dicha compuerta de bloqueo sustancialmente paralela al eje (A) del recipiente (2), y durante la fase de carga se alinea sustancialmente con dicha salida de carga (33).
9. El conjunto de alta presión según la reivindicación 7 u 8, caracterizado por que, dicho tapón (35) se soporta sobre dicha compuerta de bloqueo (34).
10. El conjunto de alta presión según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que, al menos uno de los conjuntos de cabezal (3) comprende además un receptáculo de tapón (36) que une la cámara de bloqueo (32) con la cámara interna (21) del recipiente (2) y dicho tapón (35) se dispone de manera desplazable también dentro dicho receptáculo de tapón (36).
11. El conjunto de alta presión según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que, se determinan los desplazamientos del tapón (35) dentro de la cámara de bloqueo (32) con respecto al cuerpo (31) del conjunto de cabezal (3).
12. El conjunto de alta presión según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que, dicho tapón (35) se provee de un canal de aplicación de presión (353).
13. El conjunto de alta presión según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que, dichas superficies resistentes (421,43) son presionadas por al menos una tuerca (42).
14. El conjunto de alta presión según la reivindicación 13, caracterizado por que, dicha tuerca (42) se enrosca en una rosca externa (41) de dicho tirante (4).
15. El conjunto de alta presión según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que, dichas superficies resistentes (421,43) son presionadas por un sistema de tensado de pernos múltiples.
16. El conjunto de alta presión según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que, comprende una serie de recipientes (2) dispuestos en paralelo entre sí y cerrados en sus extremos axiales con dos conjuntos de cabezal (3).
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