MX2014007636A - Dispositivo para enfriar la abertura de un horno giratorio por soplado de aire frio. - Google Patents

Abstract

La invención se refiere a un dispositivo (100) para enfriar la abertura de un horno giratorio por medio de soplado de aire frío, dicho horno comprende un cilindro de metal (3) que está forrado internamente con un material refractario (73) y está montado giratoriamente con relación al bastidor del horno, dentro del cual se pretenden introducir y quemar los materiales; el dispositivo de enfriamiento (100) comprende: el cilindro (3) antes mencionado del horno giratorio y una parte extrema (4) del cilindro de metal cubierta con un material refractario (74) y asegurada al cilindro (3); dos cubiertas metálicas concéntricas (5, 6), conocidas como la cubierta interior (5) y la cubierta exterior (6), que rodean al cilindro (3) del horno (2) y forman dos canales anulares (50, 60); y medios de ventilación que permiten que fluya el aire frío a través de dichos canales anulares (50, 60); de acuerdo con la invención, el dispositivo comprende: una cámara de distribución anular (8) que rodea al cilindro (3) del horno, está asegurada a dicho cilindro (3) y suministra al primer canal (50) con aire, los medios de ventilación comprenden por lo menos un ventilador (9) y un motor eléctrico que acciona dicho por lo menos un ventilador (9), dichos medios de ventilación están instalados en el cilindro de metal (3) del horno, montados giratoriamente con el mismo, y suministran a la cámara de distribución (8) en una manera hermética al aire, y conectores eléctricos giratorios (10, 11), que permiten el suministro de electricidad al/a los motor(es) eléctrico(s) de los medios de ventilación.

Description

DISPOSITIVO PARA ENFRIAR LA ABERTURA DE UN HORNO GIRATORIO POR SOPLADO DE AIRE FRÍO MEMORIA DESCRIPTIVA La invención se refiere a un dispositivo para enfriar la abertura de un horno giratorio por medio de soplado de aire frío.

El campo de la invención es el de los hornos giratorios, en particular los hornos que se utilizan en la calcinación de materiales minerales, como por ejemplo en la fabricación de escoria de cemento.

Un horno giratorio está constituido sustancialmente por un cilindro de metal, conocido normalmente como coraza, cuya pared interior está protegida por un material refractario como ladrillo o concreto. Los materiales son introducidos en el cilindro del horno, en cuyo interior van a ser quemados. Durante la cocción, el cilindro del horno es impulsado en rotación sobre su eje.

La porción mayor del cilindro de metal del horno se localiza al aire libre. Pero cada uno de los extremos del cilindro de metal penetra en una caja fija en la que fluyen gases calientes, proporcionando asi la continuidad del circuito de tratamiento entre el horno giratorio y las porciones fijas de la instalación de la cual forma parte el horno.

El extremo de salida del los materiales calientes convencionalmente comprende un quemador y con frecuencia es la porción más caliente del cilindro del horno. En este punto, el cilindro del horno se somete a fuertes tensiones térmicas y es necesario enfriarlo para proporcionarle protección. También este extremo del cilindro de metal está protegido por un sistema de protección que comprende una o varias partes extremas de metal, aseguradas al extremo del cilindro, cubierto con un forro refractario.

El enfriamiento generalmente se lleva a cabo por medio de soplado de aire frío, y se conoce la canalización del aire a lo largo de la pared del cilindro del horno, por medio de la construcción de varias cubiertas alrededor del cilindro. (FR-2.443.654 y FR-2.494.827).

En los dispositivos conocidos para enfriar, los ventiladores que suministran el aire que se requiere para el enfriamiento están fijos con relación al bastidor.

De acuerdo con una primera técnica antecedente, estos ventiladores soplan orientados hacia uno de los canales anulares, directamente o por el intermedio de un conducto de distribución. Sólo una porción del aire penetra en el canal, con el resto escapando hacia la atmósfera ambiental. El enfriamiento es incierto, a menos que se cuente con una capacidad de ventilación muy alta.

De acuerdo con una segunda técnica antecedente, un sello giratorio tiene una corona fija que rodea al cilindro, provista con un sistema de deslizamiento en la superficie del cilindro, y proporciona el sello hermético al aire entre los ventiladores y uno de los canales anulares. En este caso se previenen las pérdidas de aire, pero el sistema de sellado es sometido a un gran desgaste, lo que requiere de un mantenimiento regular.

El propósito de esta invención es superar las desventajas antes mencionadas proponiendo un dispositivo para enfriar la abertura de un horno giratorio por medio de soplado de aire frío, con un fácil mantenimiento y desempeño de enfriamiento mejorado.

Otro propósito de esta invención es proponer un dispositivo para enfriar con una seguridad mejorada en caso de que se detenga un ventilador.

Otros propósitos y ventajas de esta invención aparecerán cuando se lea la siguiente descripción que se proporciona únicamente para fines informativos y que no tiene la intención de limitarla.

Así, la invención se refiere a un dispositivo para enfriar la abertura de un horno giratorio por medio de soplado de aire frío, dicho horno comprende un cilindro de metal que está forrado internamente con un material refractario, dicho cilindro está montado giratoriamente con relación al bastidor del horno, dentro del cual se pretenden introducir y quemar los materiales. dicho dispositivo para enfriar comprende: - dicho cilindro de dicho horno giratorio y una parte extrema de cilindro de metal, cubierta con un material refractario, asegurada a dicho cilindro, que tiene como finalidad proteger el extremo del cilindro del horno de las altas temperaturas. - dos cubiertas metálicas concéntricas, conocidas como la cubierta interior y la cubierta exterior, dichas dos cubiertas rodean a dicho cilindro del horno y constituyen dos canales anulares entre, por un lado, dicho cilindro y dicha cubierta interior, conocido como el primer canal, y por otro lado, entre dicho revestimiento interior y dicho revestimiento exterior, conocido como el segundo canal. - medios de ventilación que permiten que fluya el aire frío a través de dichos canales anulares, de tal manera que permita el flujo de aire en dicho primer canal hacia la parte extrema, después el flujo de aire en la dirección opuesta en dicho segundo canal, antes del escape del aire a través de una abertura de escape de dicho segundo canal.

De acuerdo con la invención, dicho dispositivo para enfriar comprende: - una cámara de distribución anular, rodeando dicho cilindro y asegurada a dicho cilindro del horno, suministrando a dicho primer canal con aire, - dichos medios de ventilación comprenden por lo menos un ventilador y un motor eléctrico que acciona dicho por lo menos un ventilador, dichos medios de ventilación están soportados en el cilindro de metal del horno, montados giratoriamente con el mismo, proporcionando dicha cámara de distribución en una manera hermética al aire, - conectores eléctricos giratorios, que comprenden anillos anulares que rodean a dicho cilindro del horno, y contactos, que son capaces de deslizarse o de rodar sobre los anillos anulares durante la rotación del horno para permitir el suministro de electricidad al/a los motor(es) eléctrico(s) de dichos medios de ventilación.

De acuerdo con características opcionales de la invención, tomadas individualmente o como una combinación: - los anillos anulares se colocan en la cámara de distribución, dispuestos en la pared más exterior de dicha cámara de distribución con relación al cilindro del horno; - la cámara de distribución comprende orificios de ventilación en dicha pared más exterior de la cámara de distribución con relación al cilindro del horno, de tal manera que permita el escape de una fracción menor del aire soplado por dichos medios de ventilación, representando en particular entre 2% y 20% del aire soplado por dichos medios de ventilación; - se dispone una pantalla anular entre dicha abertura de escape del segundo canal y dichos conectores eléctricos giratorios; - los anillos anulares se aseguran rígidamente al cilindro del horno, y los contactos giratorios o deslizantes se aseguran al bastidor, con los contactos estando libres de trasladarse a lo largo de un eje paralelo al eje del cilindro por la intermediación de medios para guiar la traslación entre dichos contactos y el bastidor del horno, de manera que permita el desplazamiento de los anillos anulares durante la expansión/contracción del cilindro del horno; - el aire frío soplado por dicho por lo menos un ventilador fluye en una cubierta que rodea al motor eléctrico de dicho ventilador antes de que entre en el ventilador; - el dispositivo comprende varios ventiladores que suministran, de manera paralela, a dicha cámara de distribución con aire frío, con la intermediación de circuitos independientes que unen respectivamente a cada uno de los ventiladores con dicha cámara de distribución, con una válvula de cierre automática asociada con cada uno de dichos ventiladores, que es capaz de cerrar dicho circuito correspondiente que une a dicho ventilador con dicha cámara de distribución en caso de que dicho ventilador se detenga.

La invención se entenderá mejor teniendo en cuenta la siguiente descripción, junto con los dibujos anexos, entre los cuales: - la figura 1 es una vista esquemática, como una sección transversal parcial, de un dispositivo para enfriar de acuerdo con la invención. - la figura 2 es una vista del dispositivo para enfriar de acuerdo con la figura 1 , con la adición de la cámara de distribución y medios de ventilación. - la figura 3 es una vista esquemática de un dispositivo para enfriar de acuerdo con la invención, según una modalidad, que comprende varios ventiladores.

Es así como la invención se refiere a un dispositivo 100 para enfriar la abertura de un horno giratorio 1 por medio de soplado de aire frío.

El horno comprende un cilindro de metal 3 forrado internamente con un material refractario 73, dicho cilindro 3 está montado giratoriamente con relación al bastidor del horno.

Se pretende introducir materiales, en particular minerales, en el cilindro 3 y éstos pretenden ser quemados adentro del cilindro 3. Éste puede ser en particular el horno giratorio de una instalación para la calcinación de materiales minerales, por ejemplo, que se usa en la producción de escoria en trabajos de cemento.

La porción mayor del cilindro 3 del horno está al aire libre. Pero cada uno de los extremos del cilindro de metal 3 penetra en una caja fija en la que fluyen gases calientes, proporcionando así la continuidad del circuito de tratamiento entre el horno giratorio y las porciones fijas de la instalación de la cual forma parte el horno.

El extremo de salida de los materiales calientes convencionalmente comprende un quemador y con frecuencia es la porción más caliente del cilindro del horno. En este punto, el cilindro del horno se somete a fuertes tensiones térmicas y es necesario enfriarlo para proporcionarle protección. Este extremo penetra en la caja fija 2, conocida comúnmente como campana del horno. Un dispositivo de sellado 20 proporciona el cierre del circuito de la instalación entre la caja fija 2 y el cilindro móvil 3, del horno giratorio, particularmente cooperando con una cubierta exterior 6 que será descrita a continuación. Este extremo del cilindro de metal también está protegido por un dispositivo de protección que comprende una o varias partes extremas 4 del cilindro de mental, aseguradas al extremo del cilindro, cubiertas con un material refractario 74, como ladrillo o concreto.

La parte o partes extremas 4 se disponen adentro de la caja fija 2.

Con el objetivo de simplificar el resto de la solicitud, éstas serán mencionadas como la parte extrema 4. En la práctica, esta parte extrema 4 puede estar constituida en realidad por varias partes extremas de metal distribuidas sobre la periferia del cilindro 3, y aseguradas a uno de los extremos de dicho cilindro.

La parte extrema de metal 4, puede tener una pared exterior 41 , en particular cóncava, facilitando el forrado y la unión del material refractario 74, una aleta 43 se extiende hacia el exterior del cilindro 3 del horno, y una aleta 42 extendiéndose hacia el eje del cilindro 3, en particular cubriendo el borde del material refractario 73 que está dispuesto en la pared interior del cilindro 3.

Dicho dispositivo 100 para enfriar comprende: - dicho cilindro 3 de dicho horno giratorio y la parte extrema 4 del cilindro de metal, cubierta con un material refractario 74, asegurado a dicho cilindro 3, que tiene como finalidad proteger el extremo del cilindro 3 del horno de las altas temperaturas. - dos cubiertas metálicas concéntricas 5, 6, conocidas como la cubierta interior 5 y la cubierta exterior 6, dichas dos cubiertas cilindricas 5, 6, rodean a dicho cilindro 3 del horno 1 y constituyen dos canales anulares 50, 60 entre, por un lado, dicho cilindro 3 y dicha cubierta interior 5, conocido como el primer canal 50, y por el otro lado, entre dicha cubierta interior 5 y dicha cubierta exterior 6, conocido como el segundo canal 60. - medios de ventilación que permiten que fluya el aire frío a través de dichos canales anulares 50, 60.

En dicho dispositivo, el flujo de aire es transportado hacia afuera en dicho primer canal 50, hacia la parte extrema 4, después en la dirección opuesta en dicho segundo canal 60, antes de escapar del aire por una abertura de escape de dicho segundo canal 60.

De esta forma el aire es soplado desde el exterior de la caja fija 2 en el primer canal 50. En el primer canal 50, el aire barre el cilindro 3, después barre la parte extrema 4, en particular la aleta 43, enfriando el cilindro 3 y a dicha parte extrema 4. A continuación, el aire fluye en la dirección opuesta en el segundo canal 60 desde el interior de la caja fija 2, hacia el exterior en donde escapa a través de una abertura de escape del segundo canal 60.

Cabe observar que la cubierta interior 5 se dispone a cierta distancia con relación a la parte extrema 4, de manera que se crea un pasaje anular 51 entre el primer canal 50 y el segundo canal 60. Este pasaje 51 se define entre la parte extrema 4, la cubierta interior 5 y la cubierta exterior 6. Por el contrario, la cubierta exterior 6 se encuentra en contacto hermético al aire con la aleta 43 de la parte extrema 4.

De acuerdo con la invención, dicho dispositivo para enfriar comprende: - una cámara de distribución anular 8, rodeando dicho cilindro 3 y asegurada a dicho cilindro 3 del horno, suministrando a dicho primer canal 50 con aire, - dichos medios de ventilación comprenden por lo menos un ventilador 9 y un motor eléctrico que acciona dicho por lo menos un ventilador 9, dichos medios de ventilación están soportados en el cilindro de metal 3 del horno, montados giratoriamente con el mismo, suministrando a la cámara de distribución 8 en una manera hermética al aire, - conectores eléctricos giratorios 10, 1 1 , que comprenden anillos anulares 10 que rodean a dicho cilindro 3 del horno, y contactos 11 , que son capaces de deslizarse o de rodar sobre los anillos anulares 10 durante la rotación del horno para permitir el suministro de electricidad al/a los motor(es) eléctrico(s) de dichos medios de ventilación.

Convenientemente, el ventilador o ventiladores 9 de los medios de ventilación, están asegurados al cilindro 3 del horno giratorio, haciendo posible el suministro del primer canal 50 con aire soplado evitando, o incluso limitando sustancialmente las pérdidas de aire, y sin usar un sello giratorio como se conoce en la técnica previa.

El suministro de aire soplado por los medios de ventilación se realiza por el intermedio de una cámara de distribución 8, cuya función es distribuir uniformemente el flujo de aire soplado sobre toda la sección anular del primer canal 50. La sección de la cámara de distribución está configurada con un tamaño adecuado para este propósito.

El ventilador o ventiladores 9 son impulsados por uno o varios motores eléctricos, cuyo suministro de electricidad se realiza por la intermediación de conectores eléctricos giratorios 10, 1 1. Los anillos anulares 10 se aseguran rígidamente al cilindro 3 del horno 1 , y los contactos giratorios o deslizantes 1 1 se aseguran en el bastidor fijo.

El número de anillos anulares 10 (y por lo tanto de contactos 11) depende del método de conexión eléctrica de los motores. El número de anillos será de, por ejemplo, por lo menos tres (es decir, tres) para motores que funcionan con corriente trifásica y dos para motores que funcionan con corriente alterna monofásica o con corriente continua.

Es posible agregar un anillo anular adicional (y un contacto asociado) para una señal adicional destinada a controlar al/a los motor(es) eléctrico(s) 9.

La cámara de distribución anular 8, se puede realizar entre la pared exterior del cilindro 3 y una campana anular 80, extendiendo la cubierta interior 5.

El cilindro de metal 3 del horno, que está protegido por el material refractario interno 73, puede alcanzar varios cientos de grados Celsius, incluso en la porción del mismo que se localiza al aire libre.

Para proteger a los conductores eléctricos 10, 11 de las altas temperaturas, los anillos anulares 10 se pueden colocar en la cámara de distribución 8, que se mantiene a una temperatura baja gracias al aire que fluye en la misma, en la pared más exterior de dicha cámara de distribución 8 con relación al cilindro 3 del horno 1. Esta cámara de distribución 8 puede tener una sección rectangular.

Con el mismo propósito de enfriar los conductores eléctricos, la cámara de distribución 8 puede comprender orificios de ventilación 14 en dicha pared más exterior de la cámara de distribución con relación al cilindro del horno 1 , de manera que permita que escape una fracción menor del aire soplado por dichos medios de ventilación.

Esta fracción menor puede representar entre el 2% y el 20% del aire soplado por dichos medios de ventilación, y hace posible proporcionar el enfriamiento de los anillos anulares 10.

Los conductores eléctricos 10, 11 se pueden proteger del flujo de aire caliente que escapa del segundo canal 60 gracias a una pantalla anular 12 dispuesta entre dicha abertura de escape del segundo canal 60 y dichos conectores eléctricos giratorios 10, 11.

Cada motor de ventilador 9 también puede ser protegido de las altas temperaturas haciendo circular el aire frío extraído por el ventilador 9 en una cubierta que rodea al motor eléctrico de dicho ventilador 9, antes de entre en dicho ventilador 9.

Cuando el cilindro 3 del horno se somete a expansión/contracción debido a las variaciones en su temperatura, la posición de los anillos anulares 10 a lo largo del eje del cilindro 3 no es única con relación a un soporte fijo.

Convenientemente y para superar esta desventaja, los contactos 11 pueden estar libres para trasladarse a lo largo de un eje paralelo al eje del cilindro 3, gracias a la intermediación de medios para guiar la traslación entre dichos contactos 11 y el bastidor del horno, de manera que siga el desplazamiento de los anillos anulares 10 durante la expansión/contracción del cilindro del horno.

Para superar cualquier falla de un ventilador, los medios de ventilación pueden incluir varios ventiladores 9 que suministran, de manera paralela, a dicha cámara de distribución 8 con aire frío por la intermediación de circuitos independientes que se unen respectivamente a cada uno de los ventiladores 9 de dicha cámara de distribución 8.

Convenientemente, para evitar que se escape el aire frío a través del ventilador detenido, una válvula 15 con cierre automático puede estar asociada con cada uno de dichos ventiladores 9, que sea capaz de cerrar dicho circuito correspondiente que une a dicho ventilador 9 y a dicha cámara de distribución 8, en el caso de la detención de dicho ventilador (figura 3).

Naturalmente, otras modalidades podrían haber sido consideradas, sin embargo, sin apartarse del alcance de la invención como se define por las reivindicaciones de aquí en adelante.

Nomenclatura 1 Horno giratorio, 2 Caja fija, 3 Cilindro, 4 Parte extrema, 5 Caja interior, 6 Caja exterior, 8 Cámara de distribución, 9 Ventilador, 10 Anillos anulares (conectores eléctricos), 11 Contactos (conectores eléctricos), 14 Orificios de ventilación (cámara de distribución 8), 15 Válvula, 41 Pared exterior (parte extrema 4), 42 Aleta (parte extrema 4), 43 Aleta (parte extrema 4), 50 Primer canal, 51 Pasaje anular, 60 Segundo canal, 72 Material refractario (caja fija 2), 73 Material refractario (cilindro 3), 74 Material refractario (parte extrema 4), 80 Campana (cámara de distribución 8), 100 Dispositivo para enfriar.

Claims (8)

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN REIVINDICACIONES

1. Un dispositivo (100) para enfriar la abertura de un homo giratorio (1 ) por medio de soplado de aire frío, dicho horno comprende un cilindro de metal (3) que está forrado internamente con un material refractario (73), dicho cilindro (3) está montado giratoriamente con relación al bastidor del horno, dentro del cual se pretenden introducir y quemar los materiales, dicho dispositivo (100) de enfriamiento comprende: - dicho cilindro (3) de dicho horno giratorio y una parte extrema (4) del cilindro de metal, cubierto con un material refractario (74), asegurado a dicho cilindro (3), que tiene como finalidad proteger el extremo del cilindro (3) del horno de las altas temperaturas, - dos cubiertas metálicas concéntricas (5, 6), conocidas como la cubierta interior (5) y la cubierta exterior (6), dichas dos cubiertas (5, 6) rodean a dicho cilindro (3) del horno (1 ) y constituyen dos canales anulares (50, 60) entre, por un lado, dicho cilindro (3) y dicha cubierta interior (5), conocido como el primer canal (50), y por el otro lado, entre dicha cubierta interior (5) y dicha cubierta exterior (6), conocido como el segundo canal (60), - medios de ventilación que permiten que fluya el aire frío a través de dichos canales anulares (50, 60), de tal manera que permita el flujo de aire en dicho primer canal (50) hacia la parte extrema (4), después el flujo de aire en la dirección opuesta en dicho segundo canal (60), antes del escape del aire a través de una abertura de escape de dicho segundo canal (60), caracterizado porque comprende: - una cámara de distribución anular (8), rodeando dicho cilindro (3) y asegurada a dicho cilindro (3) del horno, suministrando a dicho primer canal (50) con aire, - dichos medios de ventilación comprenden por lo menos un ventilador (9) y un motor eléctrico que acciona dicho por lo menos un ventilador (9), dichos medios de ventilación están soportados en el cilindro de metal (3) del horno, montados giratoriamente con el mismo, suministrando a dicha cámara de distribución (8) en una manera hermética al aire, -conectores eléctricos giratorios (10, 11), que comprenden anillos anulares (10) que rodean a dicho cilindro (3) del horno, y contactos (11), que son capaces de deslizarse o de rodar sobre los anillos anulares (10) durante la rotación del horno para permitir el suministro de electricidad al/a los motor(es) eléctrico(s) de dichos medios de ventilación.

2. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque los anillos anulares (10) se colocan en la cámara de distribución (8), en la pared más exterior de dicha cámara de distribución (8) con relación al cilindro (3) del horno.

3. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado además porque la cámara de distribución (8) comprende orificios de ventilación (14) en dicha pared más exterior de la cámara de distribución con relación al cilindro del horno (1), de tal manera que permita el escape de una fracción menor del aire soplado por dichos medios de ventilación, representando en particular entre 2% y 20% del aire soplado por dichos medios de ventilación.

4. El dispositivo de conformidad con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado además porque una pantalla anular ( 2) se dispone entre dicha abertura de escape del segundo canal (60) y dichos conectores eléctricos giratorios (10, 11).

5. El dispositivo de conformidad con una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado además porque los anillos anulares (10) se aseguran rígidamente al cilindro del horno (1), y los contactos giratorios o deslizantes (11) se aseguran al bastidor, con los contactos (11) estando libres de trasladarse a lo largo de un eje paralelo al eje del cilindro (3) por la intermediación de medios para guiar la traslación entre dichos contactos (11) y el bastidor del horno, de manera que sigan el desplazamiento de los anillos anulares (10) durante la expansión/contracción del cilindro del horno.

6. El dispositivo de conformidad con una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado además porque el aire frío soplado por dicho por lo menos un ventilador (9) fluye en una cubierta que rodea al motor eléctrico de dicho ventilador (9) antes de que entre en dicho ventilador (9).

7. El dispositivo de conformidad con una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado además porque los medios de ventilación incluyen varios ventiladores (9) que suministran, de manera paralela, a dicha cámara de distribución (8) con aire frío, con la intermediación de circuitos independientes que unen respectivamente a cada uno de los ventiladores (9) con dicha cámara de distribución (8), una válvula (15) con cierre automático estando asociada con cada uno de dichos ventiladores (9), que es capaz de cerrar dicho circuito correspondiente que une a dicho ventilador (9) y a dicha cámara de distribución (8) en caso de que dicho ventilador se detenga.

8. Un horno giratorio (1) provisto con un dispositivo para enfriar de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 7. 6A* P14/709F