MX2013014414A - Ensamble de puerta y valvula para una instalacion de carga de un horno de cuba. - Google Patents

Abstract

Una disposición de compuerta y válvula para una instalación de carga para un horno de cuba, tal como un alto horno, dicha disposición comprende un alojamiento (1), dentro del cual se localiza por lo menos una compuerta (21) y/o una válvula (31) que se hace que gire en pivote por un accionador (25, 35) ubicado fuera del alojamiento y que se conecta a la compuerta o válvula por medio de un eje de enlace guiado en un cojinete que se fija con respecto al alojamiento; el cojinete (24 y 34) y el accionador (25, 35) se montan sobre una puerta desmontable (26, 36) que sella una abertura (13, 15) que se hace en la pared del alojamiento (1) y cuyas dimensiones se determinan de manera que la compuerta o la válvula se puedan retirar transversalmente al eje del alojamiento a través de dicha abertura.

Description

ENSAMBLE DE PUERTA Y VÁLVULA PARA UNA INSTALACIÓN DE CARGA DE UN HORNO DE CUBA CAMPO TÉCNICO La presente invención se refiere a una disposición de compuerta y válvula para una instalación de carga para un horno de cuba, tal como un alto horno, y más particularmente la disposición de compuerta y válvula que se utiliza en dicho dispositivo para controlar primero la carga del horno con sustancias sólidas y, en segundo lugar, para evitar fugas de gas.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Ya se conocen diferentes tipos de instalaciones de carga para hornos de cuba, especialmente para altos hornos. Entre éstos, las instalaciones de "Bell Less Top ®" se utilizan en la actualidad con frecuencia porque permiten un mejor control de la carga del horno y la dispersión de los materiales cargados. Además, el sistema de sellado utilizado en estas instalaciones permite un mejor sellado de los gases presurizados contenidos en el eje del alto horno, principalmente debido a la disociación funcional entre los elementos de sellado por un lado, y los elementos diseñados para controlar la introducción de sólidos en el horno por otro lado.

Los sistemas de este tipo son conocidos por ejemplo de US 4,514,129 o WO 2010/081810, y generalmente comprenden un dispositivo de compuerta de sellado que gira en pivote, que se denomina compuerta del material, para asegurar el cierre de una o una pluralidad de tolvas de material y para controlar el caudal de material cuando la compuerta está abierta. Este dispositivo de compuerta puede comprender una sola solapa o dos solapas que giran en pivote en direcciones opuestas.

Estos sistemas además comprenden una válvula de sellado, ubicada por debajo de la compuerta, para evitar la fuga de gas del alto horno al exterior. En la posición cerrada, la parte inferior de esta válvula se apoya contra un asiento fijo que es una parte integral de la disposición de compuerta y válvula.

La compuerta de material y la válvula de sellado se montan en un alojamiento de la disposición de compuerta y válvula, en donde se conecta una tolva para material sólido. Este alojamiento comprende un pasaje central con un eje esencialmente vertical a través del cual cae el material sólido en el interior del alto horno en una pantalla de distribución, de acuerdo con la técnica específica para el sistema Bell-Less top ®.

En la posición cerrada, la compuerta de material proporciona el soporte para la carga del material sólido contenido en la tolva, y la válvula proporciona la estanqueidad de gas.

En la posición abierta, durante la introducción del material en el alto horno, la compuerta del material, cuando gira en pivote a la posición abierta, permite que el material caiga. La válvula de sellado se retira por completo fuera de la trayectoria de los materiales, de tal manera que las superficies de la válvula que aseguran la estanqueidad de gas no se dañen por los materiales sólidos a medida que caen en el pasaje central. Cuando se carga, la válvula de sellado se abre primero por un movimiento en pivote, liberando así completamente el pasaje, antes de que se abra la compuerta de alimentación para el material sólido.

Normalmente, el eje de pivote de la válvula de sellado es esencialmente perpendicular al eje de pivote de la solapa de la compuerta o a los ejes de pivote paralelos de las solapas. El movimiento de pivote de la compuerta y la válvula se controla por los respectivos accionadores fijos al alojamiento de la disposición de compuerta y válvula. Estos accionadores, que pueden ser del tipo eléctricos o hidráulicos, como motores con reductor o gatos, hacen que la compuerta o las solapas de la compuerta y la válvula respectivamente giren en pivote por medio de los ejes de transmisión que pasan a través de la pared del alojamiento y que se guían en rotación en dicho alojamiento por medio de los cojinetes equipados con medios de sellado.

En los sistemas actualmente conocidos, los cojinetes se fijan directamente en el alojamiento de la disposición de compuerta y válvula. Las solapas de la compuerta y/o las válvulas son integrales con dichos ejes, en el interior del alojamiento, por medio de brazos. Cuando la compuerta o la válvula tienen que alcanzarse para reparaciones o reemplazos o para restaurar el sello, se tiene que intervenir dentro del alojamiento. El personal directamente involucrado entra en dicho alojamiento a través de una escotilla de acceso adaptada para este propósito en la pared del alojamiento y lleva a cabo su trabajo en un espacio confinado, y además en un entorno peligroso por el calor y la presencia de gases de los altos hornos que siguen existiendo a pesar del cierre temporal del horno. Este cierre se requiere para intervenciones de este tipo, durante las cuales hay una pérdida de producción.

Objetivo de la invención El objetivo de la presente invención es superar los problemas antes mencionados y en particular, proponer una disposición de compuerta y válvula que permita el tiempo necesario para que estas intervenciones sean lo más cortas posible. También se pretende mejorar las condiciones de intervención en las compuertas y las válvulas y sus elementos de impulso giratorio, para permitir intervenciones de mayor confiabilidad y mejorar las condiciones de trabajo del personal. También pretende facilitar el reemplazo completo de una disposición de válvula o compuerta junto con accionadores relacionados por medio de una disposición similar nueva o previamente renovada o por una construcción funcionalmente equivalente, pero, por ejemplo, con un diseño diferente.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Teniendo en cuenta estos objetivos, el objeto de la invención es una disposición de compuerta y válvula para una instalación de carga para un horno de cuba, tal como un alto horno, dicha disposición comprende un alojamiento, dentro del cual se localiza por lo menos una compuerta y/o una válvula que se hace que gire(n) en pivote por un accionador ubicado fuera del alojamiento y que se conecta a la compuerta o válvula por medio de un eje de enlace guiado en un cojinete que se fija con respecto al alojamiento.

De acuerdo con la invención, la disposición de compuerta y válvula se caracteriza porque el cojinete y el accionador se montan sobre una puerta desmontable que sella una abertura hecha en la pared del alojamiento y cuyas dimensiones se determinan de manera que la compuerta o la válvula puedan retirarse transversalmente al eje del alojamiento a través de dicha abertura.

Por lo demás, cabe señalar que se entiende que dicho "movimiento transversalmente hacia el eje" significa en particular un cambio en la posición de la puerta, y la eliminación de la compuerta o válvula en una dirección perpendicular al eje del alojamiento, y también en una dirección inclinada en un ángulo a dicho eje. El cambio en la posición de la puerta, y la eliminación de la compuerta o la válvula se hace a lo largo de una linea recta comprendida en un plano radial que pasa a través del eje del alojamiento.

Gracias a la invención, cada módulo que comprende una compuerta o una válvula con su accionador y sus medios relacionados para provocar el movimiento, se puede separar en una sola pieza del alojamiento y removerse del mismo, permitiendo asi un reemplazo completo por un módulo previamente preparado o una intervención directa en el módulo, pero luego en un entorno más espacioso y ofreciendo mejores condiciones de trabajo.

En los sistemas de la técnica anterior, una intervención que se puede llevar a cabo en una compuerta o válvula sólo se puede realizar dentro del alojamiento. Si se requiere una intervención en los medios para transmitir el movimiento, por ejemplo, en el eje que conecta la válvula o la compuerta a su accionador, uno tiene que entrar primero en el alojamiento para separar inicialmente la válvula o la compuerta y el brazo que la conecta al eje, antes de poder extraer el eje al exterior. En comparación, la invención permite que todas estas operaciones se lleven a cabo sin ningún tipo de intervención dentro del alojamiento.

En el caso de un reemplazo completo, el módulo de reemplazo puede ser un módulo nuevo o un módulo idéntico renovado, y este reemplazo asegura que el tiempo de intervención, y por lo tanto el cierre de producción es reduzca al mínimo. Alternativamente, el módulo extraído está disponible fuera del alojamiento en una mesa de trabajo, en donde el personal puede sacar ventaja de una superficie de trabajo mucho más grande que el área restringida dentro del alojamiento. Todas las operaciones de reparación o reemplazo para las diferentes partes de este modo se facilitan en gran medida y se pueden completar en condiciones de visibilidad altamente mejorada, las intervenciones se pueden llevar a cabo por ejemplo, bajo iluminación natural que facilita la detección de daños en las compuertas o válvulas y su reparación. Además, los sistemas de suministro de energía e hidráulicos de los accionadores no necesitan desconectarse, simplificando así también las intervenciones que se requieren.

Además, el acceso al interior del alojamiento y la visibilidad se mejoran en gran medida porque las compuertas y las válvulas se pueden remover por completo, con lo que no se forman obstáculos para una buena visión del interior del alojamiento, ni se mueve el personal que puede intervenir en el interior de dicho alojamiento.

La invención también evita el riesgo de una manipulación incorrecta que podría causar que las válvulas o las compuertas giren en pivote cuando todavía hay personal dentro del alojamiento.

De acuerdo con una disposición particular, la puerta se monta de manera deslizable con respecto al alojamiento, de manera que una vez removida del alojamiento, el módulo completo se puede remover al deslizaría simplemente hacia el exterior, en una dirección esencialmente radial con respecto al eje general del pasaje central formado en el alojamiento. Con ese fin, la disposición comprende preferiblemente rieles guía ligeramente inclinados o esencialmente horizontales que se fijan preferiblemente en el alojamiento, ya sea en una forma permanente o desmontable, y la puerta posee correderas o carritos adaptados para moverse en los rieles, tan lejos como una posición extrema en donde un amortiguador evita que cualquier movimiento más allá de los rieles. La longitud de los rieles se calcula de forma que el módulo pueda moverse sobre una distancia que sea por lo menos suficiente para asegurar que las válvulas o las compuertas se remuevan por completo fuera del alojamiento. Después se hace posible intervenir en todos los elementos del módulo mientras permanece soportado en los rieles. También es posible combinar el desplazamiento del módulo, cuando se remueve, con un cierto movimiento de pivote, con el fin de facilitar, por ejemplo, el pasaje de la compuerta o la válvula a través de la abertura.

De acuerdo con una disposición alternativa que permite, cuando es necesario, superar las limitaciones de la huella de los rieles, las puertas comprenden medios de enlace para fijar, permanente o temporalmente, un brazo de desmontaje que comprende un contrapeso, diseñado para permitir el manejo de cada módulo por medio de un equipo de elevación. El brazo de desmontaje y su contrapeso comprenden anillos de fijación que sirven para fijar el módulo al equipo de elevación, asegurando así el equilibrio del módulo, de tal manera que el módulo pueda ser retirado esencialmente en forma horizontal del alojamiento, o al menos en una posición que garantice el libre pasaje de la válvula o la compuerta a través de la abertura que se hace en la pared del alojamiento.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Otras funciones, características y ventajas distintivas de la invención surgirán de la descripción detallada de sus varias modalidades ilustrativas, ventajosas que se presentan a continuación, con referencia a los dibujos anexos. Éstas muestran: La figura 1 : una vista en perspectiva de una disposición de acuerdo con la invención en la posición de uso; La figura 2: una vista similar a la figura 1 , en donde los dos módulos están fuera del alojamiento en la posición replegada; y La figura 3: una vista en perspectiva de una disposición de acuerdo con una segunda modalidad de la invención, los dos módulos están fuera del alojamiento en la posición replegada.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LAS MODALIDADES PREFERIDAS La disposición de compuerta y válvula ilustrada en las figuras 1 y 2 comprenden un alojamiento 1 con un pasaje central 11 , que tiene un eje esencialmente vertical A, para el material que se va a cargar en el alto horno y se proporcionan con una brida superior 12 y una brida inferior 12' para fijar el alojamiento en la instalación de carga de dicho alto horno (no se ilustra). Comprende un módulo de compuerta de material 2 y un módulo de válvula de sellado 3, compensados esencialmente 90° alrededor del eje A.

En el ejemplo ¡lustrado, el módulo de compuerta de material 2 comprende una compuerta 21 con dos solapas 21 1 que giran en pivote en direcciones opuestas una de la otra. Cada solapa se soporta sobre un brazo 22, los dos brazos 22 se montan en los extremos de los ejes de transmisión que tienen ejes paralelos 23, los ejes se montan en cojinetes agrupados en la disposición de los cojinetes 24, y se accionan en pivote en direcciones opuestas por medio de un accionador 25, conocido per se. El módulo de compuerta de material podría comprender también solamente una sola solapa que gira en pivote.

Los cojinetes 24 y el accionador 25 se montan en una puerta 26 adaptada para cerrarse en una forma hermética al gas, por ejemplo, por un sistema de bridas 261 , una abertura hecha en la pared del alojamiento 1 , las dimensiones de la abertura 13 dictadas para permitir el pasaje de la disposición de la compuerta con sus brazos de control ensamblados en los ejes 23 en su posición normal de uso. Es decir, como se puede observar en la figura 2, la compuerta 21 puede pasar libremente en el apertura 3 cuando el módulo 2 se desplaza radialmente hacia el exterior del alojamiento, sin que sea necesario que las solapas o brazos se desmonten previamente.

En la modalidad de las figuras 1 y 2, los rieles paralelos 14 se fijan al alojamiento 1 en cualquiera de los lados de la abertura 13 y la puerta 26 comprende carritos 262 diseñados para enrollarse o deslizarse en los rieles 14, de forma que el módulo 2 se guíe a lo largo de los rieles en una dirección radial. Los carritos se fabrican y colocan de tal forma que el peso de la disposición del módulo se soporte por los rieles y que el módulo se guíe en los rieles evitando cualquier riesgo de descarga que podría resultar de la posición incómoda creada en la compuerta. Además, se proporcionan los amortiguadores 141 en los extremos de los rieles para evitar cualquier riesgo de deslizamiento del módulo 2.

El módulo de la válvula de sellado 3 se fabrica de forma similar al módulo 2. Comprende una válvula de pivote 31 transportada por un brazo 32 que se monta en el extremo de un eje de transmisión con un eje 23, dicho eje se monta en un cojinete 34, y se hace girar en pivote por medio de un accionador 35, del tipo conocido per se.

El cojinete 34 y el accionador 35 se montan en una puerta 36 adaptada para cerrarse en una forma hermética al gas, por ejemplo, por un sistema de bridas, una abertura 15 hecha en la pared del alojamiento 1 , las dimensiones de la abertura 13 dictadas para permitir el pasaje de la disposición de la válvula 31 montada en su brazo de control 32 y ensamblada en el eje 33 en su posición normal de uso. Es decir, la válvula 31 puede pasar libremente en el abertura 15 cuando todavía está fija en el brazo 32 y por lo tanto conectarse a la puerta 36, cuando el módulo 3 se desplaza radialmente hacia el exterior del alojamiento.

Al igual que el módulo 2, los rieles paralelos 16 se fijan al alojamiento 1 en cualquiera de los lados de la abertura 15 y la puerta 36 comprende carritos 362 diseñados para enrollarse o deslizarse en los rieles 16, de forma que el módulo 3 se guie a lo largo de los rieles en una dirección radial. Los carritos se fabrican y colocan de tal forma que el peso de la disposición del módulo se soporte por los rieles y que el módulo se guíe en los rieles evitando cualquier riesgo de descarga que podría resultar de la posición incómoda creada por la válvula 31. Además, se proporcionan los amortiguadores 161 en los extremos de los rieles para evitar cualquier riesgo de deslizamiento del módulo 3.

En la posición normal de trabajo de los altos hornos, los módulos 2 y 3 se ensamblan al rebordear las puertas 26 y 36 en el alojamiento 1 , en la periferia de las aberturas respectivas 13, 15, como se ilustra en la figura 1. Cuando se necesita hacer frente a cualquiera de los elementos de uno de los módulos ubicados dentro del alojamiento, basta con desbloquear la puerta y luego deslizar el módulo completo en los rieles hasta que la compuerta o la válvula estén completamente alejados del alojamiento, como se ilustra en la figura 2. Entonces es posible y fácil reparar o reemplazar cualquier elemento del módulo. También es posible eliminar fácilmente el módulo completo liberándolo de sus raíles por medio de cualquier medio de manejo adecuado para reemplazarlo con otro módulo similar.

La modalidad ilustrada en la figura 3 está especialmente diseñada para las instalaciones en las que no sería posible instalar los rieles guía como en la modalidad previamente descrita.

En este caso, los módulos 2 y 3 se diseñan y fabrican de manera idéntica a la descrita anteriormente, pero no hay rieles guía para soportar y permitir que los módulos se deslicen. En consecuencia, deben utilizare medios de elevación adicionales. Con el fin de que la compuerta o la válvula puedan pasar en la abertura del alojamiento sin tocarla o permanecer pegada en la abertura, la orientación espacial del módulo tiene que mantenerse adecuadamente, es decir, el plano de la puerta permanece esencialmente vertical, o la dirección general de los ejes de pivote de la válvula o de la compuerta permanecen esencialmente horizontales. Con el fin de mantener la orientación general del módulo a medida que se mueve y por lo tanto para evitar que se descargue como resultado de la posición incómoda creada por la válvula o compuerta, un brazo de manejo 5, 6 se fija en la puerta 26, 36 por medio de abrazaderas de montaje permanentes o desmontables 51 , 61 , y el brazo posee un contrapeso 52, 62. La posición de los anillos de elevación, o similares, en el módulo y el brazo, y el peso del contrapeso, están predeterminados a fin de asegurar el equilibrio de la disposición, y mantenerlo en la posición adecuada para la remoción o re-instalación de los módulos, como se ilustra en la figura 3.

La invención no está limitada a las modalidades descritas anteriormente solo como ejemplos ilustrativos. En particular, se pueden aplicar a otros tipos de compuertas o válvulas y otras disposiciones de las mismas en el alojamiento de la disposición de compuerta y válvula.

Claims (6)

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN REIVINDICACIONES

1.- Una disposición de compuerta y válvula para una instalación de carga para un horno de cuba, tal como un alto horno, dicha disposición comprende un alojamiento (1), dentro del cual se localiza por lo menos una compuerta (21) y/o una válvula (31) que se hace que gire en pivote por un accionador (25, 35) ubicado fuera del alojamiento y que se conecta a la compuerta o válvula por medio de un eje de enlace guiado en un cojinete que se fija con respecto al alojamiento, caracterizado porque el cojinete (24 y 34) y el accionador (25, 35) se montan sobre una puerta desmontable (26, 36) que sella una abertura (13, 15) que se hace en la pared del alojamiento (1) y cuyas dimensiones se determinan de manera que la compuerta o la válvula se puedan retirar transversalmente al eje del alojamiento a través de dicha abertura; la puerta, la compuerta o la válvula y su accionador y su medios relacionados para transmitir movimiento, constituyen juntas un módulo (2, 3) que es desmontable en una pieza del alojamiento (1); y dicho módulo (2, 3) se diseña para extraerse en una sola pieza del alojamiento (1).

2 - La disposición de compuerta y válvula de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizada además porque la puerta (26, 36) se monta de manera deslizable con respecto al alojamiento (1) de manera que después de separarse de dicho alojamiento, se puede remover el módulo completo al deslizarlo hacia el exterior.

3. - La disposición de compuerta y válvula de conformidad con la reivindicación 2, caracterizada además porque comprende rieles guia ligeramente inclinados o esencialmente horizontales (14, 16), y la puerta comprende correderas o carritos (262, 362) adaptados para moverse en los rieles.

4. - La disposición de compuerta y válvula de conformidad con la reivindicación 3, caracterizada además porque los riles guía (14, 16) se fijan al alojamiento (1).

5 - La disposición de compuerta y válvula de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizada además porque las puertas (26, 36) comprenden medios de enlace (51, 61), en donde un brazo de desmontaje (5, 6) puede fijarse permanente o temporalmente.

6.- La disposición de compuerta y válvula de conformidad con la reivindicación 5, caracterizada además porque el brazo de desmontaje comprende un contrapeso (52, 62) y anillos de fijación para manejar cada módulo por medio de equipo de elevación.