ES2246198T3 - Valvula de placa giratoria. - Google Patents
Valvula de placa giratoria.Info
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Abstract
Válvula de placa giratoria (10) realizada en un material matriz (12) cerámico resistente al fuego, que comprende: a) dos aberturas pasantes (16.1, 16.2), que discurren entre dos superficies principales, para un baño de metal fundido, discurriendo unos ejes longitudinales centrales (M) de las aberturas pasantes (16.1, 16.2) a lo largo de un plano de simetría (S-S) de la válvula de placa giratoria, y b) al menos una pieza insertada (14.1, 14.2), encastrada en el material matriz (12), realizada en un material más resistente al desgaste en comparación con el material matriz (12), donde c) la pieza insertada (14.1, 14.2) rodea por todos lados una abertura pasante (16.1, 16.2) correspondiente, al menos en la zona de una superficie principal de la válvula de placa giratoria (10), y se alinea con dicha superficie principal, y d) la pieza insertada (14.1, 14.2) presenta una superficie de base circular.
Description
Válvula de placa giratoria.
La invención se refiere a una válvula de placa
giratoria para recipientes de fusión metalúrgicos. Además se conocen
las denominadas válvulas lineales (DE 43 39 316 A1, DE 33 07 193 A1,
EP 0 529 108 A1). Los sistemas de válvula correspondientes se
conocen como válvulas giratorias de 2 placas (EP 0 838 291 A1) y
válvulas giratorias de 3 placas (EP 0 356 551 B1).
Aquí se gira en cada caso una placa, la llamada
placa de rotor, respecto de una placa fija, la llamada placa de
estator. La placa de rotor presenta dos aberturas pasantes para un
baño de metal fundido y puede ser colocada, mediante desplazamiento
angular correspondiente respecto de la placa de estator, de tal
manera que una abertura se alinee con una abertura correspondiente
de la placa de estator (posición de paso) u obture esta última
(posición de cierre).
Especialmente crítico es el propio proceso de
estrangulación, cuando la placa de rotor es girada desde la posición
de paso a la posición de cierre, ya que durante el proceso de
estrangulación el baño de metal fundido entra en contacto a través
de una superficie muy grande con la superficie de la placa de rotor,
en las proximidades de la abertura de paso.
Entre otras medidas para mejorar la resistencia
al desgaste (aunque también con fines de reparación) es conocido
disponer en el material matriz de la válvula de placa giratoria,
alrededor de la abertura de paso, una pieza insertada realizada en
un material de trabajo más resistente al desgaste. La Figura 1
muestra una forma de realización de este tipo según el estado de la
técnica (= JP 07306756 A = Patent Abstracts of Japan, nº 3,
29.03.1996). La pieza insertada presenta al mismo tiempo forma de
anillo.
La forma de anillo es importante porque la
válvula de placa debe ser taladrada para el alojamiento de la pieza
insertada. Al mismo tiempo la anchura del anillo de pieza insertada
está limitada dado que entre el anillo de pieza insertada y la
superficie perimétrica de la válvula de placa debe existir por todos
lados suficiente material matriz por motivos estáticos.
De ello resulta, como muestra esquemáticamente la
Figura 1, que durante el proceso de estrangulación, al menos antes
de alcanzar la posición de cierre, el baño de metal fundido fluye
sobre el material matriz con menor desgaste de la válvula de placa.
En la publicación JP 07308756 A se muestra una forma de realización
con pieza insertada reniforme.
Correspondientemente, la invención se plantea el
problema de proponer una válvula de placa giratoria la cual presente
una mayor resistencia al desgaste, en especial durante el proceso de
estrangulación, y haga posible una confección más segura de la pieza
añadida en el material matriz de una válvula de placa.
Para ello la invención parte de la consideración
de sustituir la pieza añadida anular simétrica para la abertura de
paso por una pieza añadida la cual, con respecto a su geometría,
esté formada de tal manera que durante el proceso de estrangulación
(es decir, mientras fluya baño de metal fundido a través de la
abertura pasante) sea conducida exclusivamente la pieza añadida más
resistente al desgaste a lo largo de la abertura pasante. Dicho con
otras palabras: debe evitarse que durante el cierre de la abertura
pasante acceda baño de metal fundido sobre el material matriz de la
válvula de placa.
Para ello no resulta adecuado un ensanchamiento
general de la pieza insertada anular debido a que la distancia más
pequeña, representada mediante A en la Figura 1, entre la superficie
perimétrica de la pieza insertada y la superficie perimétrica de la
válvula de placa sería en este caso tan pequeña que no resultaría ya
posible una confección segura de la pieza añadida en el material
matriz de la válvula de placa.
Partiendo de una válvula de placa giratoria
conocida realizada en un material matriz cerámico resistente al
fuego que presenta las características a-d indicadas
en la reivindicación principal, el perfeccionamiento de la invención
consiste en prever las características e-g de la
reivindicación 1.
Dicho con otras palabras: la invención
proporciona una nueva especificación para la pieza insertada
dirigida a que la pieza añadida rodee asimétricamente una abertura
pasante correspondiente.
Al mismo tiempo, en correspondencia con la
especificación arriba mencionada, la sección "más ancha" de la
pieza está insertada sobre el lado alejado de la dirección de giro
de la placa corredora. En una forma de realización, la cual está
representada esquemáticamente en la Figura 2, se consigue que
durante la totalidad del proceso de cierre el baño de acero fundido
pueda fluir únicamente sobre el material resistente al desgaste de
la pieza insertada y, únicamente después de la posición de cierre
completa y posterior movimiento de la válvula de placa giratoria, el
material matriz de la válvula de placa giratoria acceda a la zona de
la abertura pasante de la placa de estator correspondiente.
De ello resulta que la pieza insertada, referida
a su abertura pasante, está insertada excéntrica "respecto del
centro de la válvula de placa giratoria".
Al mismo tiempo se puede mantener la distancia
mínima A deseada respecto de la superficie perimétrica de la válvula
de placa giratoria. Si bien la pieza insertada es globalmente
aumentada, debido a su disposición excéntrica, es desplazada sin
embargo "hacia el centro de la válvula de placa", con lo cual
se asegura al mismo tiempo que también en esta forma de realización,
independientemente de la dirección de giro de la válvula de placa
giratoria, durante la totalidad del proceso de estrangulación,
acceda exclusivamente el material de pieza insertada más resistente
al desgaste a la zona de la abertura pasante de la placa de estator
situada debajo.
En el caso mencionado con anterioridad, la pieza
insertada muestra una superficie perimétrica circular. La abertura
pasante correspondiente está sin embargo dispuesta de manera
excéntrica. De este modo, la pieza añadida puede ser insertada, como
en el estado de la técnica, fácilmente en un taladro correspondiente
de la válvula de placa giratoria y puede ser fijada allí, por
ejemplo, con argamasa. Asimismo es posible comprimir conjuntamente,
es decir sin juntas, la válvula de placa giratoria
correspondientemente preparada y la pieza añadida.
Al mismo tiempo hay que vigilar constantemente
que la superficie de la pieza añadida esté alineada con la
superficie del material matriz contiguo, y ello en especial en la
sección de superficie que interactúa con una placa de estator
correspondiente para el cierre. En la medida en que esto no sea ya
posible por la fabricación, una válvula de placa giratoria ya
confeccionada puede ser rectificada a continuación también en la
zona de la superficie.
La pieza insertada se puede extender a lo largo
de la totalidad de la altura de la válvula de placa giratoria. Sin
embargo, es también asimismo posible utilizar una pieza insertada la
cual, vista a lo largo de la altura de la válvula de placa
giratoria, presente unas dimensiones exteriores distintas, por
ejemplo esté formada escalonada. En este caso, la pieza insertada
puede ser insertada por ejemplo sobre o en un escalón
correspondiente, que se puede formar en la válvula de placa
giratoria mediante unos taladros de diámetros diferentes. Al mismo
tiempo, el diámetro estrechado estará situado preferentemente abajo
en la dirección de circulación del baño de metal fundido, con lo
cual se asegura que la pieza insertada no puede romperse hacia
abajo.
Como material de trabajo para la pieza insertada
se puede utilizar, por ejemplo, material de trabajo a base de
MgO-C. Este material de trabajo, en sí propenso a la
oxidación, se puede utilizar de manera ventajosa según la invención
por los siguientes motivos: a causa de la disposición según la
invención de la pieza insertada en la válvula de placa giratoria, la
pieza añadida está rodeada por todos lados por una sección
relativamente ancha del material matriz, el cual impide ampliamente
la entrada de oxígeno atmosférico. Gracias a que durante el proceso
de estrangulación se conducen exclusivamente zonas de la pieza
insertada más resistente al desgaste debajo de la abertura pasante
de la placa de estator correspondiente, se suprime también una
entrada de aire, a través de la zona de conexión, hacia el material
matriz contiguo.
A continuación se explica de manera
complementaria la Figura 2 la cual muestra, esquemáticamente, una
vista sobre una válvula de placa giratoria.
La Figura 2 muestra una válvula de placa
giratoria 10 con un cuerpo de base 12 el cual está realizado en un
material de trabajo (material matriz) resistente al fuego
convencional. En el material matriz 12 están dispuestas dos piezas
insertadas 14.1, 14.2 realizadas en un material de trabajo más
resistente al desgaste, las cuales muestran en cada caso una forma
de corona circular y están formadas, en cada caso, con una abertura
pasante 16.1, 16.2 dispuesta excéntricamente.
Los ejes longitudinales centrales M de las
aberturas pasantes 16.1, 16.2 discurren a distancia entre sí a
través de un plano de simetría S-S de la válvula de
placa giratoria 10.
La disposición de la pieza insertada 14.1 es de
tal tipo que la sección 14.11 es esencialmente más ancha en sentido
antihorario que la sección 14.12 en sentido horario.
Las relaciones son las mismas para la pieza
insertada 14.2.
En cualquier caso, las piezas insertadas 14.1,
14.2 están dispuestas de tal manera que se mantiene una distancia
mínima A entre la superficie perimétrica de cada pieza insertada
14.1, 14.2 y la superficie perimétrica 10u de la válvula de placa
giratoria 10, la cual es necesaria para poder alojar las piezas
insertadas 14.1, 14.2 con seguridad.
En el ejemplo de realización representado, las
piezas insertadas 14.1, 14.2 están formadas con superficie
perimétrica cilíndrica y discurren de manera pasante desde una
superficie principal 10o de la válvula de placa giratoria 10 hasta
la superficie principal (lado inferior) opuesta.
En la posición de paso una placa de estator
correspondiente, no representada, se encuentra dispuesta en una
posición en la cual su abertura pasante se alinea con la abertura
pasante 16.1.
Si la válvula de placa giratoria 10 es girada en
sentido horario (flecha D), la sección 14.11 de la pieza insertada
14.1 es desplazada a la zona de la abertura pasante de la placa de
estator. Ahora accede baño de metal fundido sobre la superficie de
la pieza insertada 14.1. El baño de metal fundido puede acceder sin
embargo también únicamente sobre la superficie de la pieza insertada
14.1 más resistente al desgaste y ello durante la totalidad del
proceso de estrangulación, es decir hasta que la abertura pasante de
la placa de estator está tapada por completo por la pieza insertada
14.1, con lo cual en total la resistencia al desgaste de la válvula
giratoria es aumentada notablemente. Sólo después (al continuar el
giro de la válvula de placa giratoria 10), el material matriz 12
menos resistente al desgaste es conducido debajo de la abertura
pasante de la placa de estator.
Manteniendo la dirección de giro se alcanza la
siguiente posición de paso tan pronto como la pieza insertada 14.2
haya sido conducida, con su abertura pasante 16.2, debajo de la
abertura pasante de la placa de estator.
Claims (3)
1. Válvula de placa giratoria (10) realizada en
un material matriz (12) cerámico resistente al fuego, que
comprende:
- a)
- dos aberturas pasantes (16.1, 16.2), que discurren entre dos superficies principales (10o), para un baño de metal fundido, discurriendo unos ejes longitudinales centrales (M) de las aberturas pasantes (16.1, 16.2) a lo largo de un plano de simetría (S-S) de la válvula de placa giratoria, y
- b)
- al menos una pieza insertada (14.1, 14.2), encastrada en el material matriz (12), realizada en un material más resistente al desgaste en comparación con el material matriz (12), donde
- c)
- la pieza insertada (14.1, 14.2) rodea por todos lados una abertura pasante (16.1, 16.2) correspondiente, al menos en la zona de una superficie principal (10o) de la válvula de placa giratoria (10), y se alinea con dicha superficie principal (10o), y
- d)
- la pieza insertada (14.1, 14.2) presenta una superficie de base circular,
caracterizada porque
- e)
- la abertura pasante (16.1, 16.2) está dispuesta excéntrica en la pieza insertada (14.1, 14.2),
y porque
- f)
- la pieza insertada (14.1, 14.2) presenta, sobre su sección (14.11, 14.13, 14.14) alejada de la dirección de giro D de la válvula de placa giratoria (10), entre el borde de la abertura pasante (16.1, 16.2) y su borde exterior correspondiente, una anchura que es igual o mayor que el diámetro de la abertura pasante (16.1, 16.2), y
- g)
- la pieza insertada (14.1, 14.2) está desplazada hacia el centro de la válvula de placa giratoria, de manera que la distancia mínima A desde la pieza insertada (14.1, 14.2) hasta la superficie perimétrica de la válvula de placa giratoria es mayor en comparación con una pieza insertada del mismo tamaño, pero con una abertura pasante central.
2. Válvula de placa giratoria según la
reivindicación 1, en la que la pieza insertada (14.1, 14.2) se
extiende a lo largo de toda la altura de la válvula de placa
giratoria.
3. Válvula de placa giratoria según la
reivindicación 2, en la que la pieza insertada presenta unas
dimensiones exteriores diferentes, vista a lo largo de la altura de
la válvula de placa giratoria.
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