MX2014004502A

MX2014004502A - Celda de templado.

Info

Publication number: MX2014004502A
Application number: MX2014004502A
Authority: MX
Inventors: Gérard Tissot
Original assignee: Ecm Technologies
Priority date: 2011-10-21
Filing date: 2012-10-18
Publication date: 2015-01-12
Also published as: EP2768990A1; KR20140098085A; FR2981665B1; JP6147261B2; WO2013057431A1; BR112014009546B1; CN104011229A; JP2014534343A; US20140284851A1; BR112014009546A2; CN104011229B; US9365909B2; EP2768990B1; KR102060674B1; MX356336B; FR2981665A1

Abstract

La invención se refiere a una celda (5) para templar una carga (14) bajo una atmósfera de gas. La celda comprende un impulsor centrífugo o helico-centrífugo (22A, 22B) que comprende una abertura de admisión de gas y aberturas de descarga de gas. El impulsor se gira por un motor (24A, 24B) para causar un flujo del gas entre la carga y un termopermutador (32, 34). La celda de templado comprende medias volutas móviles primera y segunda (40A, 40B, 42A, 42B). En una primera posición la primera media voluta guía el gas descargado por una primera parte de las aberturas de descarga (78A) y la segunda media voluta cierra una primera porción de la abertura de admisión (76A). En una segunda posición, la segunda media voluta guía el gas descargado por una segunda parte, diferente de la primera parte, de las aberturas de descarga y la primera media voluta cierra una segunda porción de la abertura de admisión.

Description

CELDA DE TEMPLADO ANTECEDENTES La presente exposición se refiere a una celda para templar piezas, por ejemplo, piezas de acero.

Exposición de la técnica relacionad .

El templado corresponde al enfriamiento abrupto de una pieza, también llamada carga, que se ha calentado más allá de una temperatura a la cual la pieza modifica su estructura, para obtener una fase específica que es normalmente estable únicamente a alta temperatura. Para ciertos materiales, particularmente ciertos metales, el templado permite mantener a temperatura ambiente la fase específica que tiene propiedades físicas ventajosas. Para otros materiales, particularmente ciertos aceros, un templado puede permitir transformar la fase específica en una fase metaestable que tenga propiedades físicas ventajosas. En este caso, la fase caliente específica es austenita, obtenida por el calentamiento de las piezas de acero entre 750°C y 1,000°C y la fase metaestable es martensita. La operación de templado debe ser relativamente rápida y uniforme de manera que toda la austenita se convierta en martensita sin formar perlita o bainita, que tienen propiedades de dureza más bajas que la martensita.

En el caso de un templado líquido, la pieza previamente calentada se coloca por ejemplo en un tanque de templado lleno con un líquido de templado, por ejemplo, aceite, agitado durante el enfriamiento.

El templado también puede efectuarse al hacer fluir un gas de templado alrededor de la pieza que se enfriará. El templado con gas se efectúa en general al colocar las piezas que se templarán en una celda de templado que comprende un recinto cerrado herméticamente y al hacer circular un gas de templado en el recinto. Los métodos de templado por gas tienen muchas ventajas sobre los métodos de templado con líquidos y especialmente el hecho de que las piezas tratadas salen secas y limpias .

El templado con gas de las piezas de acero que se han sometido previamente a un tratamiento térmico (calentamiento antes del templado, recocido, temperado...) o a un tratamiento termoquímico (cementación, carbonitruración...) se efectúa en general con un gas a presión, en general, entre 4 y 20 bares. El gas de templado es, por ejemplo nitrógeno, argón, helio, dióxido de carbono o una mezcla de estos gases.

En general, una celda de templado comprende al menos un motor, en general un motor eléctrico o hidráulico, que gira un elemento agitador, por ejemplo, un impulsor capaz de circular el gas de templado en la celda de templado. Para obtener el enfriamiento rápido de las piezas introducidas en la celda de templado, el gas de templado circula, usualmente, - - al nivel de las piezas que se enfriarán a una alta velocidad durante toda la operación de templado.

Para ciertos tipos de piezas, por ejemplo, cuando las piezas son sólidas puede ser difícil obtener un enfriamiento uniforme de las piezas si el gas de templado fluye en la celda de templado en la misma dirección durante toda la operación de templado y, de este modo, siempre llega a las piezas que se procesarán de la misma manera. En este caso, es deseable poder revertir rápidamente la dirección del flujo del gas de templado al nivel de las piezas que se enfriarán para mejorar la uniformidad del enfriamiento.

Una posibilidad para revertir la dirección de flujo del gas de templado es utilizar un elemento agitador que tiene una dirección de rotación que impone la dirección del flujo del gas de templado. La dirección de flujo de gas de templado se invierte después al revertir la dirección de rotación del elemento agitador. Para lograr esto, puede utilizarse un motor eléctrico o hidráulico, que tiene una dirección de rotación capaz de revertirse, para girar el elemento agitador. Otra posibilidad es proporcionar un sistema de transmisión entre el motor y el elemento agitador, lo que permite revertir la dirección de rotación del elemento agitador. Sin embargo, puede ser difícil revertir la dirección de rotación de un motor eléctrico o hidráulico u operar una transmisión dentro de un período corto. La - - reversión de la dirección del flujo del gas de templado al nivel de las piezas que serán enfriadas puede durar más de diez segundos .

El documento US 2003/0175130 describe una celda de templado en donde el elemento agitador comprende impulsores centrífugos que siempre giran en la misma dirección. La celda comprende además un sistema para revertir la dirección de flujo de gas de templado a nivel de las piezas que serán enfriadas al utilizar las aletas móviles.

Una desventaja de tal celda de templado con gas es que, a fin de permitir la reversión de la dirección de flujo de gas de templado al nivel de las piezas que serán enfriadas, el gas de templado se expulsa radialmente a toda la periferia de los impulsores, directamente hacia el recinto. Cualquiera que sea la dirección del flujo del gas de templado, parte del gas de templado expulsado por los impulsores se bloquea por las aletas y pierde una parte importante de su energía cinética antes de ser recuperado en el flujo general del gas de templado. La eficiencia de la potencia de la celda de templado, que corresponde por ejemplo a la proporción de la energía introducida para accionar los impulsores durante un periodo de tiempo dado en relación con la energía térmica tomada de la carga por el gas de templado durante este mismo período de tiempo, puede ser, por consiguiente, baja.

- - SUMARIO Un objetivo de una modalidad de la presente invención es obtener una celda de templado que tenga una eficiencia de energía mejorada mientras que permite revertir rápidamente la dirección del flujo del gas de templado a nivel de las piezas que serán enfriadas .

Otro objetivo de una modalidad de la presente invención es obtener una celda de templado que tenga un volumen reducido.

Así, una modalidad de la presente invención proporciona una celda de templado con gas para una carga. La celda comprende un impulsor centrífugo o de flujo mixto que comprende una abertura de admisión de gas y aberturas para descarga de gas . El impulsor se gira por un motor para causar un flujo de gas entre la carga y un termopermutador . La celda de templado comprende medias volutas móviles primera y segunda. En una primera posición, la primera media voluta guía el gas descargado por una primera porción de las aberturas de descarga y la segunda media voluta cierra una primera porción de la abertura de admisión. En una segunda posición, una de la primera o segunda medias volutas guía el gas descargado por una segunda porción, diferente de la primera porción, de las aberturas de descarga, y la otra de una de la primera o segunda medias volutas cierra una segunda porción de la abertura de admisión.

- - De acuerdo con una modalidad de la presente invención, la celda de templado comprende un accionador que desplaza lateralmente la primera y segunda medias volutas con respecto al impulsor.

De acuerdo con una modalidad de la presente invención, la celda de templado comprende un accionador que gira la primera y segunda medias volutas con respecto al eje del impulsor.

De acuerdo con una modalidad de la presente invención, la celda de templado comprende además un recinto que contiene el impulsor, la carga y el termopermutador; un panel ubicado entre el impulsor y la carga; y una placa que conecta el recinto con el panel y que rodea el impulsor, estando colocadas la primera y segunda medias volutas a cada lado de la placa.

De acuerdo con una modalidad de la presente invención, la celda de templado comprende una porción cilindrica en contacto con el panel y, en la primera posición, la segunda media voluta se extiende entre el impulsor y la pared cilindrica y, en la segunda posición, la primera media voluta se extiende entre el impulsor y la pared cilindrica .

De acuerdo con una modalidad de la presente invención, el accionador comprende un tornillo sin fin y una tuerca fija a la primera media voluta y que coopera con el - - tornillo sin fin.

De acuerdo con una modalidad de la presente invención, la celda de templado comprende un impulsor centrífugo o de flujo mixto adicional, estando el impulsor y el impulsor adicional colocados a cada lado de la carga, comprendiendo además la celda una tercera y cuarta medias volutas móviles adicionales. En la primera posición, la tercera media voluta guía el gas descargado por una primera porción de las aberturas de descarga del impulsor adicional y la cuarta media voluta cierra una primera porción de la abertura de admisión del impulsor adicional. En la segunda posición, una de la tercera o cuarta medias volutas guía el gas descargado por una segunda porción de las aberturas de descarga del impulsor adicional, diferente de la primera porción de las aberturas de descarga del impulsor adicional y la otra de la primera o cuarta medias volutas cierra una segunda porción de la abertura de admisión del impulsor adicional .

De acuerdo con una modalidad de la presente invención, el impulsor es un impulsor de flujo mixto.

Otra modalidad de la presente invención proporciona un método de templado con gas de una carga en una celda de templado tal como se describió previamente . El método comprende las etapas de: desplazar la primera y segunda medias volutas a la - - primera posición, fluyendo el gas al nivel de la carga en una primera dirección de flujo; y desplazar la primera y segunda medias volutas a la segunda posición, fluyendo el gas al nivel de la carga en una segunda dirección de flujo opuesta a la primera dirección de flujo.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Los objetos, características y ventajas anteriores y otros se tratarán en detalle en la siguiente descripción no limitante de las modalidades específicas en relación con los dibujos acompañantes, entre los cuales: Las Figuras 1 y 2 son vistas laterales simplificadas de una modalidad de una celda de templado con dos etapas operativas; La Figura 3 es una vista en perspectiva de una modalidad de un impulsor de flujo mixto; La Figura 4 es una vista transversal simplificada de ciertos elementos de la celda de templado de la figura 1; y La Figura 5 y 6 son vistas en perspectiva más detalladas de ciertos elementos de la celda de templado de la Figura 1.

DESCRIPCIÓN DETALLADA Los mismos elementos se han designado con los mismos numerales de referencia en los diferentes dibujos.

- - Además, únicamente se han mostrado y descrito las etapas y elementos que son necesarios para el entendimiento de la modalidad de la celda de templado y del método de templado. Además, los adjetivos "inferior", "superior", "arriba" y "debajo" y los sustantivos "parte inferior" y "parte superior" se utilizan con respecto a la dirección de referencia la cual, en la modalidad de la celda de templado que se describe más adelante, es la dirección vertical. Sin embargo, la dirección de referencia puede inclinarse con respecto a la dirección vertical y puede ser, por ejemplo, horizontal .

Las Figuras 1 y 2 muestran vistas laterales simplificadas de una modalidad de una celda de templado de acuerdo con la invención en dos etapas operativas de un método de templado.

La celda 5 comprende un recinto 10 que tiene por ejemplo, la forma general de un cilindro de eje horizontal D. Como ejemplo, el diámetro interno del recinto 10 puede ser del orden de l metro. Como una variación, el recinto 10 puede tener una forma, en general, de paralelepípedo. El recinto 10 se apoya sobre un soporte 12. La celda 5 se cierra en un extremo mientras el otro extremo comprende un sistema de puerta, no mostrado en las Figuras 1 y 2 que proporciona acceso a la celda 5 para introducir o extraer de la misma la carga 14 que se enfriará. Puede ser una puerta - ¬ que se deslice a lo largo de una dirección horizontal o una puerta de guillotina. La puerta permite cerrar sustancialmente de manera hermética la celda de templado 5. Como una variación, la celda 5 puede comprender una puerta en cada uno de sus extremos .

La carga 14, mostrada esquemáticamente en las Figuras 1 y 2 como un rectángulo, comprende una sola pieza o una pluralidad de piezas, por ejemplo, un número grande de piezas colocadas en un soporte apropiado. Estas pueden ser piezas de acero, por ejemplo, ruedas dentadas. La carga 14 se mantiene sustancialmente en el centro de la celda 5 sobre los rieles 16.

Puede introducirse un gas de templado en el recinto 10 o extraerse del recinto 10 por medio de válvulas 18, 20. El gas de templado por ejemplo es nitrógeno, argón, helio, dióxido de carbono o una mezcla de estos gases . El gas de templado se hace circular en el recinto 10 por impulsores 22A, 22B que tienen ejes ?? y ??. Los impulsores 22A, 22B se colocan, por ejemplo, a cada lado de la carga 14. Cada impulsor 22A, 22B puede ser un impulsor centrífugo o de flujo mixto. Un impulsor centrífugo es un impulsor que aspira un gas en una dirección sustancialmente axial y que descarga el gas en una dirección sustancialmente radial. Un impulsor de flujo axial es un impulsor que aspira un gas en una dirección sustancialmente axial y que descarga el gas en una dirección - - sustancialmente axial. Un impulsor de flujo mixto es un impulsor que tiene una operación intermedia entre la operación de un impulsor de flujo axial y la operación de un impulsor centrifugo, es decir, el impulsor de flujo mixto aspira un gas en una dirección sustancialmente axial y descarga el gas en su periferia a lo largo de direcciones inclinadas con respecto al eje del impulsor con una inclinación mayor de cero y menor de 90°.

Como un ejemplo, los ejes ?? y ?? son horizontales, de confusión y se localizan en el plano medio horizontal del recinto 10. Una bomba de vacío, no mostrada, puede conectarse con el recinto 10 y permitir crear un vacío parcial en el recinto 10.

Cada impulsor 22A, 22B se gira por un motor 24A, 24B. Los motores 24A, 24B pueden ser motores eléctricos o motores hidráulicos. Pueden ser los motores 24A, 24B que pueden operar únicamente en una dirección de rotación. El eje del eje motor 26A del motor 24A es de confusión con el eje ?? del impulsor 22A. El eje motor 26A se une en un extremo con el impulsor 22A. El eje del eje motor 26B del motor 24B es de confusión con el eje ?? del impulsor 22B. El eje motor 26B se une en un extremo con el impulsor 22B. Los motores 24A, 24B se colocan fuera del recinto 10 y a cada lado del recinto 10 en armazones herméticas, únicamente los ejes motor 26A, 26B se colocan parcialmente en el recinto 10.

La celda 5 comprende, a cada lado de la carga 14, paneles verticales 28A, 28B que se extienden sustancialmente a lo largo de toda la longitud del recinto 10 a lo largo del eje D. Cada panel 28A, 28B se apoya en patas 30A, 30B sujetas al recinto 10. Los rieles 16 pueden sujetarse a los paneles 28A, 28B. El gas de templado no puede fluir a través de los paneles 28A, 28B, pero puede fluir bajo los paneles 28A, 28B entre las patas 30A, 30B y arriba de los paneles 28A, 28B, no teniendo la parte superior de los paneles 28A, 28B contacto con el recinto 10.

Un primer termopermutador 32 se sostiene entre los paneles 28A, 28b arriba de la carga 14. Un segundo termopermutador 34 se sostiene entre los paneles 28A, 28B arriba de la carga 14. Los permutadores 32, 34 se muestran esquemáticamente como rectángulos en las Figuras 1 y 2. En operación, el gas de templado se enfría al fluir a través de termopermutadores 32, 34. Como un ejemplo, cada termopermutador 32, 34 comprende tubos paralelos que tienen un líquido de enfriamiento que fluye a través de los mismos.

La celda de templado 5 comprende una placa plana de separación horizontal 36A, 36B para cada impulsor 22A, 22B. El plano medio de las placas de separación 36A, 36B contiene los ejes ?? y ??. Cada placa 36A, 36B conecta el recinto 10 con el panel vertical asociado 28A, 28B, sustancialmente a lo largo de toda la longitud del recinto 10, a lo largo del eje - - D. Cada placa 36A, 36B comprende una abertura, mostrándose únicamente la abertura 39A en las Figuras 4 y 6, especialmente proporcionando un pasaje para el impulsor 22A, 22B y el eje motor 26A, 26B. Cada placa 36A, 36B separa el volumen interno de la celda 5, colocada entre el recinto 10 y el panel 28A, 28B, en un área superior 37A, 37B ubicada arriba de la placa 36A, 36B y un área inferior 38A, 38B ubicada arriba de la placa 36A, 36B.

La celda 5 comprende, para cada impulsor 22A, 22B una media voluta superior 40A, 40B, ubicada arriba de la placa de separación 36A, 36B y una media voluta inferior 42A, 42B, ubicada bajo la placa de separación 36A, , 36B.

Cada media voluta superior 40A, 40B, comprende una pared lateral 43A, 43B, una pared plana interior 44A, 44B y una pared plana exterior 45A, 45B. Las paredes planas 44A, 44B, 45A, 45B son perpendiculares a los ejes ?? y ?? y comprenden un borde interior que corresponde a una porción circular que tiene un diámetro ligeramente mayor que el diámetro exterior máximo del impulsor 22A, 22B. Cada media voluta inferior 42A, 42B comprende una pared lateral 46A, 46B, una pared plana interior 47A, 47B y una pared plana exterior 48A, 48B. Las paredes planas 47A, 47B, 48A, 48B son perpendiculares a los ejes ?? y ?? y comprenden un borde interior que corresponde a una porción circular que tiene un diámetro ligeramente mayor que el diámetro máximo exterior - - del impulsor 22A, 22B. La pared plana interior 44A, 44B, 47A, 47B es la pared plana más próxima a los paneles 28A, 28B y la pared plana exterior 45A, 45B, 48A, 48B es la pared más remota de los paneles 28A, 28B.

La celda 5 comprende, para cada impulsor 22A, 22B, una pared cilindrica 50A, 50B del eje ?? y ??, respectivamente. El diámetro interior de la pared cilindrica 50A, 50B es sustancialmente igual al diámetro exterior máximo del impulsor 22A, 22B. La pared cilindrica 50A, 50B se encuentra en contacto con el panel 28A, 28B.

Cada media voluta 40A, 0B, 42A 42B pueden moverse a lo largo del eje ?? (respectivamente el ??) entre una primera posición, llamada posición de guía, en donde la media voluta se encuentra cerca del recinto 10, y una segunda posición, llamada posición de cribado, en donde la media voluta se encuentra cerca del panel 28A, 28B. El sistema de desplazamiento de las medias volutas 40A, 40B, 42A, 42B no se muestra en las Figuras 1 y 2.

La Figura 3 muestra una vista en perspectiva del impulsor 22A. Es un impulsor de flujo mixto cerrado. El impulsor 22B puede ser idéntico al impulsor 22A. El impulsor 22A comprende cuchillas 51A que se mantienen entre un reborde base 52A y un anillo de cubierta 54A. Cada cuchilla 51A tienen un borde frontal 56A, un borde posterior 58A y bordes laterales 60A, 62A. El reborde base 52A comprende una - - porción de soporte central 64A y una porción plana 66A que se extiende alrededor de la porción de soporte 64A. La porción plana 66A tiene, vista a lo largo del eje ??, la forma de un anillo del eje ?? y comprende un anillo circular exterior 68A. La porción de soporte 64A se atraviesa por una abertura 70A por el pasaje del eje motor 26A, no mostrado en la Figura 3. El borde lateral 62A de cada cuchilla 51A se une a la porción plana 66A y se extiende desde el borde exterior 68A de la porción plana 66A para soportar la porción 64A.

El anillo de cubierta 54A es una pieza que tiene una simetría de revolución alrededor del eje ?? y comprende una pared interior 71A, una pared lateral 72A y una pared frontal 73A. La pared lateral 72A es una pared cilindrica del eje ?? que tiene el mismo diámetro que el borde circular exterior 68A de la reborde base 52A. La pared frontal 73A es una pared plana que tiene, vista a lo largo del eje ??, la forma de un anillo del eje ?? que tiene su borde exterior en contacto con la pared lateral 72A y que comprende un borde circular interior 74A que tiene un diámetro más pequeño que el diámetro de la pared lateral 72A. La pared interior 71A conecta el borde circular interior 74A con la pared lateral 72A. La pared lateral 72A comprende un borde circular 75A en contacto con las cuchillas 51A. La pared interior 71A conecta el borde circular interior 74A con el borde circular 75A.

- - El borde lateral 60A de cada cuchilla 51A se une con la pared interior 71A y se extiende desde el borde circular 75A hasta el borde circular interior 74A. El borde circular interior 74A delimita la abertura de admisión 76A del impulsor 22A. Los bordes posteriores 58A de las cuchillas 51A y los bordes circulares 68A, 75A delimitan las aberturas de descarga 78A del impulsor 22A.

En operación, el impulsor 22A se gira alrededor del eje ?? a lo largo de la flecha 79. El gas de templado se aspira a través de la abertura de admisión 76A del impulsor 22A y se expulsa a través de las aberturas de descarga 78A a lo largo de toda la periferia del impulsor 22A radialmente y hacia la parte posterior.

Para cada media voluta 40A, 40?# 42A, 42B, en la posición guía, la pared plana exterior 45A, 45B, 48A, 48B de la media voluta 40A, 40B, 42A, 42B sustancialmente prolongan el reborde base 52A, 52B del impulsor asociado 22A, 22B. Además, la pared plana interior 44A, 44B, 47A, 47B de la media voluta 40A, 40B, 42A, 42B se extiende en línea con la pared cilindrica 50A, 50B. La pared lateral 43A, 43B, 46A, 46B de la media voluta 40A, 40B, 42A, 42B cubre las aberturas de descarga 78A, 78b del impulsor asociado 22A, 22B en una mitad de la periferia del impulsor 22A, 22B.

Para cada media voluta 40A, 40B, 42A, 42B, en la posición de cribado, la pared plana exterior 45A, 45B, 48A, - - 8B de la media voluta 40A, 40B 42A, 42B se encuentra en línea con la pared cilindrica lateral 72A, 72B y la pared plana interior 44A, 44B, 47A, 47B se encuentra en línea con la pared cilindrica 50A, 50B. La pared lateral 43A, 43B, 46A, 46B de la media voluta 40A, 40B, 42A, 42B se extiende entre la pared cilindrica 72A, 72B y la pared cilindrica 50A, 50B. La media voluta 40A, 40B, 42A, 42B, la pared cilindrica 72A, 72B, la placa de separación 36A, 36B y la pared cilindrica 50A, 50B forman después una criba que evita o reduce fuertemente el flujo de gas de templado.

Las medias volutas 40A, 40B, 42A, 42B se desplazan de manera que cuando las medias volutas superiores 40A, 40B se encuentran en la posición de guía, como se muestra en la Figura 1, las medias volutas inferiores 42A, 42B se encuentran en la posición de cribado y que, cuando las medias volutas superiores 40A, 40B se encuentran en la posición de cribado, como se muestra en la Figura 2, las medias volutas inferiores 42A, 42B se encuentran en la posición de guía.

En la configuración que se muestra en la Figura 1, cuando se giran los impulsores 22A, 22B, el gas de templado fluye sustancialmente a lo largo de las flechas 80 y, en particular, desde la parte inferior hasta la parte superior en el nivel de la carga 14. De hecho, cada media voluta inferior 42A, 42B, en la posición de cribado, evita o reduce fuertemente la admisión de gas de templado por el impulsor - - asociado 22A, 22B del área inferior 38A, 38B. De este modo, la mayor parte del gas de templado aspirado por el impulsor 22A, 22B se origina del área superior 37A, 37B. Además, cada media voluta superior 40A, 40b en la posición de guía, guía el flujo expulsado por el impulsor de flujo mixto asociado 22A, 22B hacia el área inferior 38A, 38B.

En la configuración mostrada en la Figura 2, cuando se giran los impulsores 22A, 22B, el gas de templado fluye sustancialmente a lo largo de las flechas 81 y, en particular, desde la parte superior hasta la parte inferior a nivel de la carga 14. De hecho, cada media voluta superior 40A, 40B, en la posición de cribado, evita o reduce fuertemente la admisión de gas de templado por el impulsor asociado 22A, 22B desde el área superior 37A, 37B. Mediante esto, la mayor parte del gas de templado aspirado por el impulsor 22A, 22B se origina del área inferior 38A, 38B. Además, cada media voluta inferior 42A, 42B, en la posición de guía, guía el flujo expulsado por el impulsor asociado de flujo mixto 22A, 22B hacia el área superior 37A, 37B.

Como un ejemplo, en operación, los impulsores 22A, 22B circulan el gas de templado a nivel de la carga 14 con una velocidad de flujo de unos cuantos metros cúbicos por segundo .

La dirección de flujo del gas de templado a nivel de la carga 14 puede así revertirse, al pasar de la - - configuración mostrada en la Figura 1 a la configuración mostrada en la Figura 2 y, de manera inversa, los impulsores 22A, 22B siempre giran en la misma dirección. Un método de templado puede comprender una o una pluralidad de reversiones de la dirección de flujo del gas de templado a nivel de la carga 14.

La Figura 4 es una vista parcial transversal simplificada de la Figura 1 a lo largo del plano IV- IV y muestra el impulsor 22A, la media voluta 40A (en líneas completas) , la media voluta 42A (en líneas punteadas) y la placa de separación 36A. Las medias volutas 40B y 42B pueden tener una estructura similar a la de las medias volutas 40A, 42A. La media voluta 40A comprende porciones de soporte 82A, 84A que prolongan la pared lateral 43A y se apoyan sobre la superficie superior de la pared de separación 36A. La media voluta 40A, en la posición de guía, dirige el gas expulsado sobre la mitad superior del impulsor 22A hacia el área inferior 38A. La media voluta 42A, mostrada en líneas punteadas en la posición de guía, comprende porciones de soporte 86A, 88A que prolongan la pared lateral 46A y se apoyan en la superficie inferior de la pared de separación 36A. La media voluta 42A, en la posición de guía, dirige el gas expulsado sobre la mitad inferior del impulsor 22a hacia el área superior 37A.

Las Figuras 5 y 6 son vistas en perspectiva de - - ciertos elementos de la celda de templado de la Figura 1. Estos dibujos únicamente muestran el panel vertical 28A, el impulsor 22A, la media voluta 40A en la posición de guía, la placa de separación 36A y el motor 24A. Además, en las Figuras 5 y 6 se muestra el sistema de accionamiento de la media voluta 40A. Además, la Figura 5 muestra las patas 30A y los termopermutadores 32, 34. Únicamente se describe en detalle el sistema de accionamiento de la media voluta 40A. Los sistemas de accionamiento de las otras medias volutas pueden tener una estructura similar al sistema de accionamiento de la media voluta 40A. El sistema de accionamiento de la media voluta 40A comprende un accionador 90A que comprende dos varillas guía 94A, 96A que tienen sus ejes paralelos al eje ??. Las varillas guía 94A, 96A, se colocan en ambos lados de la media voluta 40A y se unen en sus extremos con la placa de separación 36A por los soportes 98A. Un carro 100A, unido a la media voluta 40A, puede deslizarse sobre la varilla 94A. Un carro 102A, unido a la media voluta 40A, puede deslizarse sobre la varilla 96A. El accionador 90A comprende un motor eléctrico 104A que gira, por medio de un sistema de transmisión 106A, un tornillo sinfín 108A. El eje del tornillo sinfín 108A es paralelo al eje ??. El carro 100A comprende una porción 110A que forma una tuerca instalada en el tornillo sinfín 108A.

- - En operación, una rotación del tornillo sinfín 108A da como resultado un movimiento de la porción 110A que forma una tuerca a lo largo del eje del tornillo sinfín 108A, es decir, paralelo al eje ??. Esto da como resultado un movimiento de la media voluta 40A a lo largo del eje ??. De acuerdo con la dirección de rotación del tornillo sinfín 108A, la media voluta 40A se desplaza desde la posición de guía hasta la posición de cribado o desde la posición de cribado hasta la posición de guía.

Los motores 22A, 22B pueden asociarse con dispositivos de variación de velocidad para modificar la velocidad del flujo de gas de templado a nivel de la carga 14 durante una operación de templado. Para este propósito, los modificadores de frecuencia pueden utilizarse cuando los motores de accionamiento 24A, 24B son motores eléctricos . En el caso en donde los motores 24A, 24B son motores hidráulicos, puede proporcionarse un sistema para modificar la velocidad de flujo del aceite que se suministra a tales motores .

De acuerdo con otra modalidad de la presente invención, las medias volutas 40A, 40B 42A, 42B no pueden moverse paralelas a los ejes ?? y ??, pero se mueven de manera giratoria alrededor de los ejes ?? y ??. En base a la configuración mostrada en la Figura 1, cada media voluta 40A, 40B, 42A, 42B puede pivotarse por un medio giro alrededor del eje asociado ?? y ??. En base a la configuración mostrada en la Figura 1, la media voluta 40A, después de un medio giro, cubre la mitad inferior de la periferia del impulsor 22A y la media voluta 42A, después de un medio giro, se extiende entre las paredes cilindricas 72A y 50A en el área superior 37A. Con base en la configuración mostrada en la Figura 1, la media voluta 40B, después de un medio giro, cubre la mitad inferior de la periferia del impulsor 22B y la media voluta 42B, después de un medio giro, se extiende entre las paredes cilindricas 72B y 50B en el área superior 37B.

La celda de templado 5 tiene varias ventajas: Cualesquiera que sean las posiciones de las medias volutas, todo el gas de templado se descarga por el impulsor en la dirección adecuada en relación con la dirección deseada del flujo de gas de templado a nivel de la carga. Por ejemplo, en la configuración mostrada en la Figura 1, el gas expulsado en la mitad superior del impulsor se guía por cada media voluta superior hacia el área inferior de la celda y el gas expulsado en la mitad inferior del impulsor se expulsa directamente hacia el área inferior de la celda. De este modo, el sistema de reversión de flujo proporcionado permite mejorar por aproximadamente 20% la eficiencia de la celda de templado, de acuerdo con las pruebas efectuadas por los inventores, en comparación con un sistema de reversión de flujo con un impulsor libre (sin voluta) . Esto se debe al - - hecho de que, en la presente modalidad de la invención, el flujo de salida se dirige ya sea en la dirección adecuada para la mitad del impulsor que se encuentra libre (sin ninguna voluta) , o se canaliza en la dirección apropiada para la mitad del impulsor que comprende una voluta.

La modificación de la dirección de flujo del gas de templado a nivel de la carga se obtiene al desplazar las medias volutas sin revertir la dirección de giro del impulsor. De este modo, puede efectuarse rápidamente la reversión de la dirección de flujo del gas de templado accionada por los impulsores, por ejemplo, en menos de cinco segundos .

Además, la reversión de la dirección de flujo del gas de templado a nivel de la carga se obtiene por un sistema que tiene un volumen reducido.

Por supuesto, es probable que la presente invención tenga varias alteraciones y modificaciones, que se les ocurrirán a los expertos en la técnica. En particular, la celda de templado puede ser diferente de la celda previamente descrita. En particular, los ejes de los impulsores centrífugos o de flujo mixto pueden colocarse de manera vertical, de tal manera que el gas de templado fluya a nivel de la carga a lo largo de una dirección horizontal. Además, los ejes motores pueden inclinarse con respecto a los ejes del impulsor, estando los ejes motores conectados después a - - los impulsores mediante sistemas de transmisión, por ejemplo, comprendiendo ruedas dentadas. Además, la celda de templado puede comprender un impulsor único para circular el gas de templado a nivel de la carga.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Una celda de templado a gas para una carga, comprendiendo la celda un impulsor centrífugo o de flujo mixto que comprende una abertura de admisión de gas y aberturas de descarga de gas, girándose el impulsor por un motor para causar un flujo de gas entre la carga y un termopermutador, comprendiendo la celda de templado primera y segunda medias volutas móviles y en donde: en una primera posición, la primera media voluta guía el gas descargado por una primera porción de las aberturas de descarga y la segunda media voluta cierra una primera porción de la abertura de admisión; y en una segunda posición, una de la primera o segunda medias volutas guía el gas descargado por una segunda porción, diferente de la primera porción, de las aberturas de descarga y la otra de la primera o segunda medias volutas cierra una segunda porción de la abertura de admisión.

2. La celda de templado de la reivindicación 1, que comprende un accionador que mueve lateralmente la primera y segunda medias volutas con respecto al impulsor.

3. La celda de templado de la reivindicación 1, que comprende un accionador que gira la primera y segunda medias volutas con respecto al eje (?? y ??) del impulsor.

4. La celda de templado de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, que comprende además: un recinto que contiene el impulsor, la carga y el termopermutador; un panel ubicado entre el impulsor y la carga; y una placa que conecta el recinto con el panel y que rodea al impulsor, estando la primera y segunda medias volutas colocadas a ambos lados de la placa.

5. La celda de templado de la reivindicación 4 , que comprende una pared cilindrica en contacto con el panel y en donde en la primera posición, la segunda media voluta se extiende entre el impulsor y la pared cilindrica y en donde, en la segunda posición, la primera media voluta se extiende entre el impulsor y la pared cilindrica.

6. La celda de templado de la reivindicación 2, en donde el accionador comprende un tornillo sinfín y una tuerca sujeta a la primera media voluta y que coopera con el tornillo sinfín.

7. La celda de templado de cualquiera de las reivindicaciones 2 a 6, que comprende un impulsor centrífugo o de flujo mixto adicional, estando el impulsor y el impulsor adicional colocados a ambos lados de la carga, comprendiendo además la celda la tercera y cuarta medias volutas móviles adicionales, en donde: en la primera posición, la tercera media voluta guía el gas descargado por una primera porción de las aberturas de descarga del impulsor adicional y la cuarta media voluta cierra una primera porción de la abertura de admisión del impulsor adicional; y en la segunda posición, una de la tercera o cuarta medias volutas guía el gas descargado por una segunda porción de las aberturas de descarga del impulsor adicional, diferente de la primera porción de las aberturas de descarga del impulsor adicional y la otra de la tercera o cuarta medias volutas cierra una segunda porción de la abertura de admisión del impulsor adicional .

8. La celda de templado de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en donde el impulsor es un impulsor de flujo mixto.

9. Un método de templado a gas de una carga en la celda de templado de la reivindicación 1, comprendiendo el método las etapas de: desplazar la primera y segunda medias volutas a la primera posición, fluyendo el gas al nivel de la carga en una primera dirección de flujo; y desplazar la primera y segunda medias volutas a la segunda posición, fluyendo el gas al nivel de la carga en una segunda dirección de flujo, opuesta a la primera dirección de flujo.