ENFRIADOR DE MATERIAL A GRANEL PARA ENFRIAR MATERIAL CALIENTE A SER ENFRIADO
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a un enfriador de material a granel que comprende una parrilla de enfriamiento que soporta el material caliente a ser enfriado como, por ejemplo, cemento clinker caliente, el cual transporta el material a ser enfriado a través del cual fluye un gas refrigerante desde el extremo de carga del material a ser enfriado hasta el extremo de descarga del material a ser enfriado . Los enfriadores de parrilla se usan en las industrias pedrera y de tierras para seguidamente enfriar directamente sobre la parrilla de enfriamiento el producto previamente calcinado en un horno, como, por ejemplo, cemento clinker u otros productos minerales. Para el transporte del material caliente a ser enfriado sobre el tramo de enfriamiento se han difundido ampliamente en particular los enfriadores de parrillas de empuje en las cuales el sistema de parrillas está constituido de una multitud de soportes de placas de parrilla, alternadamente estacionarios y móviles, sobre los cuales se fijan en cada caso varias placas de parrilla provistas con aberturas para el aire refrigerante y a través de las cuales fluye el aire refrigerante REF: 176414 sustancialmente de abajo hacia arriba. Visto en la dirección de transporte alternan hileras de placas de parrillas estacionarias con hileras de placas de parrillas que se mueven en vaivén, las cuales a través de sus soportes de placas de parrilla de movimiento de vaivén correspondiente se fijan sobre uno o varios armazones de empuje impulsados, montados en cojinete para movimiento longitudinal. Mediante el movimiento oscilante común de todas las hileras de placas de parrilla móviles, el producto caliente a ser enfriado se transporta paso a paso y se enfría durante esto. Como alternativa al enfriador de parrillas de empuje convencionales precedentemente mencionadas se conoce a través del documento EP-1 021 692 Bl un tipo de enfriador de parrilla en el cual no se mueve la parrilla enfriadora atravesada por el flujo de aire refrigerante, sino que se encuentra inmóvil,' siendo que por encima de la superficie de parrilla inmóvil se disponen, transversales a la dirección de transporte del material a ser enfriado, varias hileras adyacentes de elementos de empuje con forma de viguetas que se mueven en vaivén, los cuales se mueven entre una posición de carrera de avance en la dirección de transporte del material a ser enfriado y una posición de carrera de retorno, de manera que mediante el movimiento en vaivén de estos elementos de empuje en el lecho de material a ser enfriado el producto se mueve sucesivamente desde el principio del enfriador hasta el final del enfriador, y mediante ello se enfría. En un tipo de enfriador de parrillas similar conocido por el documento DE 100 18 142 Al se conoce además dividir en al menos dos grupos los elementos de empuje móviles por encima del piso inmóvil de la parrilla enfriadora, y mover los elementos de empuje juntos hacia adelante en la dirección de transporte pero no moverlos nuevamente de regreso juntos sino independientemente uno de otro. En estos tipos de enfriadores de parrilla conocidos influye de manera decisiva en la capacidad de transporte la diferencia entre el volumen de cemento clinker que se mueve en la dirección de transporte con cada carrera de avance y el volumen de clinker que indeseablemente se mueve en contra de la dirección de transporte con el movimiento de carrera de retroceso. Además, en estos tipos de enfriadores de parrilla conocidos, los elementos de empuje con forma de viguetas transversales se fijan sobre la parte superior de placas de impulsión verticales orientadas en la dirección longitudinal del enfriador, las cuales se extienden a través de correspondientes ranuras longitudinales de la parrilla de enfriamiento y son impulsadas desde abajo de la parrilla de enfriamiento, siendo que es comparativamente complejo obturar la parrilla de enfriamiento cargada con material para que este no se cuele a través de la parrilla en los sitios de paso de las placas de impulsión y mantener al mismo tiempo dentro de límites tolerables el desgaste de material que se produce. Los elementos de impulsión que se mueven en la pila caliente de cemento clinker están expuestos a una carga de desgaste térmica y mecánica muy elevada, debido a lo cual se acorta la vida útil del enfriador de parrillas. Finalmente el lecho de producto a granel caliente se entremezcla a consecuencia de los elementos de empuje que se mueven en el lecho de material, lo cual tiene un efecto desfavorable sobre el grado de efectividad térmica de estos tipos de enfriadores de parrillas. Por el documento DE-A-196 51 741 se conoce además un túnel de enfriamiento para enfriar y/o refrigerar material a ser enfriado mediante aire frío utilizando el principio de transporte llamado "piso andador" (walking-floor según se conoce en inglés) , en el cual varios elementos de piso del túnel de enfriamiento dispuestos lado a lado se mueven juntos hacia adelante en la dirección de transporte pero no juntos de regreso, sino independientemente unos de otros. Sobre los elementos de piso se debe formar un montón alto de material a granel que llena toda la sección transversal del túnel de enfriamiento, de manera que el gas de enfriamiento circula a contracorriente a través del material a granel que se mueve paso a paso. Los elementos de piso mismos no son enfriados por el gas de enfriamiento, de manera que el túnel de enfriamiento conocido no sería adecuado para enfriar el cemento clinker caliente al rojo vivo que cae desde el extremo de descarga de un horno tubular giratorio. El contacto directo del cemento clinker caliente con la superficie de los elementos de piso tendría por efecto una elevada carga de desgaste termo-mecánica y por lo tanto una vida útil insuficiente de un túnel de enfriamiento de este tipo en el caso de cemento clinker caliente. Además, los elementos de piso dispuestos en forma adyacente de un enfriador de este tipo no se podrían usar con una longitud tan grande de, por ejemplo, 40 a 50 m, como la deben tener los enfriadores de parrilla industriales para la refrigeración de cemento clinker caliente en lo referente a sus capacidades de rendimiento y longitudes de tramos de enfriamiento . La invención tiene por objeto perfeccionar un enfriador de material a granel, en particular para cemento clinker caliente que trabaja de acuerdo al principio de transporte de "piso andador" de manera que su parrilla de enfriamiento, para alcanzar grandes longitudes y anchuras del enfriador, se pueda componer de una multitud de módulos de parrilla enfriadora ventilados que se pueden montar de manera sencilla y variable, con cuyo movimiento entre una posición de carrera de avance y una posición de carrera de retorno sea incluso posible compensar de manera cinemática la desviación lateral y/o de altura de los elementos de guía. De conformidad con la invención este problema se resuelve con un enfriador de material a granel que tiene las características de la reivindicación 1. Los perfeccionamientos favorables de la invención se especifican en las reivindicaciones subordinadas. En el enfriador de material a granel de conformidad con la invención la parrilla enfriadora, vista sobre la longitud y sobre la anchura del enfriador, se compone de una multitud de módulos, siendo que los módulos que en la dirección del transporte del material a ser enfriado en cada caso están dispuestos en una hilera se encuentran acoplados de manera articulada unos con otros . Las hileras longitudinales de módulos de parrillas de enfriamiento adyacentes se mueven controladas independientemente una de otra entre una posición de carrera de avance en la dirección de transporte del material a ser enfriado de una posición de carrera de retroceso de manera que el material a ser enfriado se transporta paso a paso sobre la parrilla de enfriamiento de acuerdo al principio de transporte de "piso andador" . La parrilla de enfriamiento que se compone de esta manera es permeable al aire de refrigeración que fluye aproximadamente en forma de corriente transversal desde abajo hacia arriba a través de la parrilla de enfriamiento y del lecho de material a granel que descansan sobre ella, es decir, las superficies de soporte de los módulos de parrilla de enfriamiento sirven simultáneamente como elementos de transporte del material a granel y como elementos de ventilación de la parrilla enfriadora. No existen elementos de empuje que se mueven por encima de la parrilla enfriadora en el lecho de material a granel, los cuales estarían expuestos a un elevado desgaste y que entremezclarían el lecho de material a granel. Como ejemplo se indica que los módulos se mueven juntos hacia adelante durante su movimiento de carrera de avance, pero durante su movimiento de carrera de retorno no se mueven juntos de regreso sino en al menos dos grupos en al menos dos pasos temporalmente sucesivos, en los cuales únicamente se mueve de regreso en cada caso una parte de los módulos, por ejemplo, en cada caso solamente cada segunda hilera de módulos de parrillas de enfriamiento vista sobre la anchura del enfriador. Durante su movimiento de carrera de retroceso los módulos de una hilera se retraen controlados debajo del lecho de material a granel en reposo de manera que el lecho de material a granel se mantiene en reposo y no participa en el movimiento de carrera de retroceso. Los módulos de en cada caso una hilera longitudinal de módulos de parrillas de enfriamiento se pueden acoplar de manera similar a los vagones de un ferrocarril, sin embargo mediante una articulación, siendo que entonces cada tren de módulos se apoya sobre ruedas de apoyo propias en las guías correspondientes . De conformidad con una característica especial de la invención, cada hilera longitudinal de módulos de parrillas de enfriamiento con los módulos acoplados que en la dirección de transporte del material a ser enfriado se disponen uno tras otro se compone alternadamente de módulos de soporte apoyados en rodillo de soporte y de módulos de conexión, últimos estos que, sin rodillos de apoyo propios, se encuentran montados en albardilla sobre los módulos de soporte. Es decir, con esta solución se combinan dos tipos de módulo en cada hilera longitudinal de módulos de parrillas de enfriamiento, siendo que todos los tipos de módulo tienen en común que comprenden sobre su superficie una parrilla permeable al aire que soporta el material caliente a ser enfriado. El acoplamiento entre los módulos de soporte y los módulos de conexión bilateralmente montados en albardilla se efectúa en cada caso mediante una articulación, en particular una rotula o una articulación de cardan. Los módulos de conexión montados en albardilla pueden compensar una desviación lateral y/o de altura de los módulos de soporte a consecuencia de su acoplamiento articulado. Aparte del ahorro de rodillos de apoyo y de ejes en los módulos de conexión con esto también se reduce la precisión de alineación en el montaje del enfriador de material a granel de conformidad con la invención, mediante lo cual resulta globalmente un gasto de montaje comparativamente reducido. Finalmente, en el enfriador de material a granel estructurado de conformidad con la invención se mantiene bajo el monto de las fuerzas de guía laterales indeseables resultantes de los módulos de soporte móviles, el cual se puede reducir aún más con una gran distancia entre ejes de los rodillos de apoyo de los módulos de soporte. El montaje sencillo del enfriador de material a granel de conformidad con la invención también proviene del hecho de que tanto los módulos de soporte en combinación respectivamente con el armazón inferior de movimiento longitudinal que los apoya como también los módulos de conexión están constituidos de una unidad preensamblada en fábrica, siendo que estas unidades se montan simplemente en la parrilla enfriadora o como parrilla enfriadora en el sitio de la instalación del enfriador de parrilla. Los rodillos de apoyo en los que se apoya el armazón inferior de los módulos de soporte se conducen sobre rieles . Los rodillos de apoyo de los módulos de soporte también pueden ser lo que se conoce como rodillos combinados que se apoyan y guían radiales y axiales en rieles de guía con perfil en u, es decir, que están provistos con una guía axial sobre rodamientos. En lugar de sobre rodillos de apoyo o rodillos combinados, los módulos de soporte también se pueden apoyar en rodamientos lineales o vías de rodadura así como también en cojinetes o brazos oscilantes. Las articulaciones de acoplamiento de los módulos de soporte para los módulos de conexión montados en albardilla, vistos en la dirección de transporte del material a ser enfriado, convenientemente se disponen en la región entre los rodillos de apoyo, anteriores y posteriores, de los módulos de soporte. Mediante esto no es posible que los módulos de soporte se vuelquen debido a la carga de los módulos de conexión montados en albardilla acoplados, ya que las fuerzas de apoyo de los módulos de conexión siempre actúan entre los rodillos de apoyo de los módulos de soporte. La impulsión de los módulos de soporte para su movimiento de avance y de retroceso se efectúa preferiblemente de manera que las hileras longitudinales de módulos móviles y sus conexiones articuladas únicamente se someten a esfuerzo de tracción. Pero en virtud de sus fuerzas de conducción laterales muy bajas el enfriador de material a granel de conformidad con la invención también se puede usar favorablemente en el caso de una incidencia de presión sobre la hilera longitudinal de módulos. Una ventaja adicional reside en la estructura simétrica de los módulos. Mediante esto se asegura la similitud de la cinemática en la carrera de avance y de retroceso. Las fuerzas de conducción laterales son proporcionalmente iguales a las fuerzas de tracción y/o presión. Las exposiciones con respecto a las fuerzas de conducción laterales también se pueden aplicar a las fuerzas de apoyo perpendiculares . La descarga de los módulos hasta el despegue de un punto de apoyo debido a una carga perpendicular desigual del módulo, que sería posible en el caso de una forma de construcción a la manera de vagones de ferrocarril, se excluye con una combinación de módulos de soporte con módulos de conexión montados en albardilla. Otra influencia adicional sobre las cargas de las ruedas lo constituye la introducción de fuerza de la fuerza de avance aproximadamente horizontal en los módulos impulsados . Para proteger los elementos de impulsión contra suciedad y desgaste es razonable instalar los elementos de impulsión debajo de las vías de transporte de los módulos. De esta manera el punto de ataque de la fuerza se encuentra claramente por debajo del plano de fricción con respecto al material a ser enfriado que se carga. Esta separación produce un momento que provoca la carga desigual de los ejes del carro del módulo o respectivamente módulo de soporte. Mediante la larga distancia entre los ejes se reduce este efecto. Una reducción adicional de este efecto es posible mediante una inclinación de la dirección de ataque de la fuerza. Mediante esta inclinación de la dirección de ataque de la fuerza se genera una componente de fuerza en la dirección vertical que obtiene una compensación desde parcial a completa de la reducción de la carga del eje. La invención y sus características y ventajas adicionales se explican con mayor detalle mediante los ejemplos de realización que se representan esquemáticamente en las figuras . Muestran: Figura 1 esquemáticamente la vista en alzado lateral de un ejemplo de realización preferido del enfriador del material a granel de conformidad con la invención para enfriar cemento clinker caliente, Figura 2 en vista en planta superior y/o en vista en alzado lateral la representación esquemática de la cinemática del enfriador del material a granel de la figura 1 al existir desviación lateral y/o de altura de la hilera de módulo de parrillas de enfriamiento, Figura 3 esquemáticamente amplificada una sección a lo largo de la línea A-A de la figura 1 en un punto de articulación de la parrilla de enfriamiento que se compone de módulos , Figura 4 y Figura 5 como variantes a la figura 1, un enfriador de material a granel con módulos extremos de configuración especial al principio y al final del enfriador de parrillas, Figura 6 como variante adicional un enfriador de material a granel en el que los módulos de soporte que soportan los módulos de conexión se configuran particularmente cortos y sin parrilla enfriadora propia, Figura 7 destacado en forma amplificada un rodillo combinado para apoyar y guiar los módulos de soporte de la parrilla de enfriamiento. Explicado primero con el ejemplo de realización de la figura 1, en el enfriador de material a granel de conformidad con la invención la parrilla de enfriamiento vista a todo lo largo y todo lo ancho del enfriador se compone de una multitud de módulos, siendo que los módulos que en la dirección de transporte del material a ser enfriado se disponen en cada caso en una hilera uno tras otro se encuentran acoplados uno con otro. Cada hilera longitudinal de módulos de parrillas enfriadoras de las que se puede ver una hilera longitudinal en la figura 1 se compone alternadamente de módulos 13 de soporte que se apoyan bilateralmente en rodillos 11, 12 de apoyo y de módulos 14 de conexión, estos últimos que se montan en albardillo sobre los módulos 13 de soporte sin rodillos de apoyo propios. Las hileras de módulos de parrillas enfriadoras que se extienden por la considerable longitud del enfriador de material a granel se controlan independientemente una de otra entre una posición 15 de carrera de avance en la dirección de transporte del material a ser enfriado y una posición 16 de carrera de retroceso para moverse de manera que el material 17 a ser enfriado, por ejemplo, cemento clinker caliente se transporta de acuerdo al principio de transporte de "piso andador" sobre la parrilla enfriadora desde el principio del enfriador hasta el final del enfriador. Todos los módulos se configuran con forma aproximada de artesa y, vistos en sección transversal comprenden una superficie superior que soporta el material 17 a ser enfriado y permeable de abajo hacia arriba para el aire 18 refrigerante que puede estar provista con cualesquiera perforaciones que permiten el paso del aire 18 refrigerante. Es particularmente favorable que las superficies superiores de todos los módulos 13, 14 estén constituidas en cada caso de perfiles en V con forma de caballete simétricamente opuestos a distancia pero que se disponen desplazados uno respecto a otro cuyas alas en V intervienen unas con otras con espacio intermedio, último este que constituye un laberinto para el material a ser enfriado y para el aire 18 refrigerante. Mediante esto se asegura que el enfriador de material a granel de conformidad con la invención se asegura contra escurrimiento a través de la parrilla. Para evitar todavía con mayor seguridad el riesgo de que el material a enfriarse se escurra a través de la parrilla existe la posibilidad de disponer a distancia debajo de la superficie de la parrilla de todos los módulos 13, 14 un piso cerrado que impide el escurrimiento a través de la parrilla. En este último caso los módulos de parrillas enfriadoras no se ventilan por cámaras sino por hileras. Los rodillos 11, 12 de apoyo de los módulos 13 de soporte se apoyan en rieles 19, 20 de guía de la estructura inferior del enfriador de parrillas. Pero también es posible que en inversión cinemática las superficies inferiores de los módulos 13 de soporte se desplacen sobre rodillos de apoyo estacionarios . El acoplamiento entre los módulos 13 de soporte y los módulos 14 de conexión montados bilateralmente en albardillo se lleva a cabo en cada caso mediante una articulación 21, 22, preferiblemente una rotula o articulación cardan. En el montaje del enfriador de material a granel de conformidad con la invención no es particularmente crítica la precisión de alineación que se requiere en los rieles 19, 20 de guía y los rodillos 11, 12 de apoyo, ya que en el caso de una desviación lateral y/o de altura de estos elementos constructivos la hilera de módulos de parrillas de enfriamiento de la figura 1 puede adoptar la configuración o cinemática que se representa esquemáticamente en la figura 2. La sección a lo largo de la línea A-A de la figura 1 que se destaca amplificada en la figura 3 muestra el armazón inferior de un módulo 13 de soporte, que se apoya mediante cuatro rodillos de apoyo de los cuales se pueden ver los dos rodillos 12 de apoyo en los rieles 20 respectivamente 19 de guía. En su superficie superior los módulos 13 de soporte comprenden en ambos lados una articulación 22 respectivamente 21 cardan con la que el módulo 14 de conexión se monta en albardillo sobre el módulo de soporte. Las guías 23 laterales impiden una inclinación transversal de los módulos 14 de conexión montados en albardillo en el plano de la articulación. Es decir, las guías 23 laterales están realizadas de manera que solamente se elimina el grado de libertad que permitiría un vuelco lateral de los módulos. Esto se puede lograr, por ejemplo, con un forma redondeada de las guías y una superficie con un bajo coeficiente de fricción. Estas guías sirven además para apoyar el peso de los módulos montados en albardillo. Mediante estas dos funciones se obtiene la seguridad estática de la construcción. Tanto los módulos 13 de soporte en cada caso juntos con el armazón inferior de movimiento longitudinal que los apoya como también los módulos 14 de conexión pueden consistir en cada caso de una unidad montada previamente en fábrica, siendo que estas unidades se montan en la parrilla de enfriamiento o respectivamente como parrilla de enfriamiento en el sitio de la instalación del enfriador de parrilla con un gasto de montaje comparativamente reducido. En lugar de los rodillos 12 de apoyo mostrados en la figura 3 también es posible usar rodillos combinados que se apoyan y guían radiales y axiales en rieles de guía con perfil en U que en comparación con la figura 3 están inclinados por 90Q, es decir, los rodillos combinados tienen cuerpos rodantes propios en la región de los ejes para la guía axial de los rodillos. En la figura 7 se destaca amplificado un rodillo combinado de este tipo, cuyo rodillo 12 de apoyo para el apoyo radial y cuyos cuerpos 12a rodantes en el extremo del eje para el apoyo axial corren en el perfil 20a en U. Las articulaciones 21, 22 de acoplamiento de los módulos 13 de soporte para los módulos 14 de conexión montados en albardillo, vistos en la dirección de transporte del material a ser enfriado se disponen en cada caso en la región entre los rodillos 11 y 12 de apoyo anteriores y posteriores de los módulos 13 de soporte, de manera que las fuerzas de apoyo de los módulos 14 de conexión siempre actúan entre los rodillos de apoyo de los módulos 13 de soporte. El movimiento de avance y retroceso de las respectivas hileras de módulos de parrillas enfriadoras adyacentes se puede efectuar desde abajo de la parrilla enfriadora mediante cilindros de trabajo que convenientemente atacan en uno o varios de los módulos 13 de soporte. Visto a lo ancho del enfriador de parrillas es posible que por cada módulo de parrilla enfriadora se ensamblen como unidad previamente montada varios trenes de parrillas enfriadoras alargadas que se encuentran adyacentes, cuyos trenes de parrillas enfriadoras individuales se mueven independientemente uno de otro entre la posición de carrera de avance y la posición de carrera de retroceso. En la figura 1 se puede apreciar además que el cemento clinker 17 caliente a ser enfriado, tal como cae del extremo de un horno tubular giratorio se transfiere primero a través de una parrilla 24 previa estáticamente inmóvil a una parte 25 extrema que se mueve en vaivén, la cual se encuentra montada en albardillo mediante articulación en la cara anterior del primer módulo de soporte. Al último módulo 13 de soporte se puede acoplar un módulo 36 final mediante el cual el cemento clinker enfriado se alimenta a una quebradora 27 de cilindros . En el ejemplo de realización de la figura 4 la hilera de módulos de parrillas enfriadoras comprende un módulo 26 final alargado montado unilateralmente en albardillo. En el ejemplo de realización de la figura 5 el primer módulo 25a final no se encuentra montado en albardilla sino que apoyado como un módulo de soporte mediante rodillos de apoyo en una guía. En el ejemplo de realización de la figura 6 los módulos 13a, 13b, etc. de soporte se configuran comparativamente cortos sin parrilla enfriadora propia. Las articulaciones 21, 22 de estos elementos de soporte se encuentran comparativamente muy próximos uno a otro. Los módulos 14a, 14b de conexión montados en albardillo sobre los elementos 13a, 13b, etc. de soporte prácticamente colindan uno con otro, es decir, observados en vista en planta superior la parrilla enfriadora del enfriador de parrilla de la figura 6 ya únicamente consiste de los módulos 14a, 14b, etc. de conexión que soportan el material 17 a ser enfriado.
Las variantes que se muestran en las figuras 1, 4, 5 y 6 se pueden combinar a discreción una con otra. Las superficies superiores de todos los módulos que soportan el material 17 a ser enfriado se configuran con forma aproximada de artesa de manera que aseguran la capa inferior de material a granel para impedir un movimiento relativo de esta capa de producto inferior y la respectiva superficie superior del módulo, lo cual contribuye a la protección autógena contra desgaste de todos los módulos 13, 14 de parrillas enfriadoras. Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.