ES2616112T3 - Dispositivo de cierre de contenedor para cámara de alta presión - Google Patents
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Abstract
Dispositivo para el tratamiento de alta presión de mercancías en un cámara de alta presión que se puede cerrar, que presenta - un marco de soporte en el que se sostiene la cámara de alta presión (2) durante la aplicación de alta presión, -un dispositivo de extracción con el que puede sacarse la cámara de alta presión (2) lateralmente del marco de soporte, - al menos un cierre en el lado frontal con un tapón de cierre (3a, 3b) para la cámara de alta presión (2), - al menos un accionamiento hidráulico para mover el tapón de cierre (3a, 3b) del lado frontal dentro del contenedor de presión, - un sistema de tubos con conexiones con el que el medio de alta presión puede ser introducido en la cámara de alta presión y, tras el tratamiento, de nuevo extraído, - un dispositivo de apoyo (6a, 6b) que está dispuesto de manera desplazable entre los lados frontales de la cámara de alta presión (2) y el marco de soporte y, durante la aplicación de alta presión, transfiere la fuerza entre el cierre de contenedor y el marco de soporte, caracterizado porque - la absorción de las fuerzas axiales de la presión de tratamiento que actúan sobre el mecanismo de cierre es llevada a cabo por medio de un dispositivo de transferencia de fuerzas desarrollado como disco semicircular (7a, 7b), - el lado redondo está opuesto a la cámara de alta presión, - el dispositivo de transferencia de fuerza presenta en su lado orientado hacia la cámara de alta presión una superficie de apoyo vertical en cada caso por encima y por debajo del eje del contenedor de alta presión, - el dispositivo de transferencia de fuerza en su lado orientado hacia la cámara de alta presión presenta alineado con el eje del contenedor de alta presión un receptáculo para un cilindro hidráulico con conexiones laterales para la aplicación de líquido hidráulico, y - los discos semicirculares (7a, 7b) forman una parte de la envoltura exterior, que soporta presión hidráulica, del cilindro hidráulico.
Description
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DESCRIPCION
Dispositivo de cierre de contenedor para camara de alta presion
La presente invencion se refiere a un dispositivo para un cierre de contenedor de una camara de alta presion para tratar con alta presion, por ejemplo, productos empaquetados, siendo sometidos los productos en la camara de alta presion a un medio de alta presion y tratados con una presion de hasta 10 000 bar o 1 GPa.
Para el tratamiento de alta presion se requiere un complejo mecanico consistente en
• una camara de alta presion que se puede cerrar,
• un marco de soporte en el que se sujeta la camara de alta presion durante la aplicacion de alta presion,
• un dispositivo pivotante con el que la camara de alta presion puede extraerse lateralmente del marco de soporte con un movimiento pivotante,
• al menos un cierre en el lado frontal para la camara de alta presion,
• un dispositivo transportador con el que el medio de alta presion es llevado dentro de la camara de alta presion y, tras el tratamiento, extrafdo de nuevo, y,
• dado el caso, un dispositivo transportador con el que el producto que ha de tratarse es llevado dentro de la camara de alta presion y, tras el tratamiento, extrafdo de nuevo, siendo logicamente posible efectuar la carga tambien manualmente.
Debido a la alta presion en el tratamiento de alta presion, se ha demostrado eficaz realizar la camara de alta presion en forma de un cuerpo cilmdrico. La camara de alta presion presenta en un extremo, la mayona de las veces en los dos extremos, un cierre de contenedor en cada caso. Para introducir los productos que han de tratarse en la camara de alta presion, la camara de alta presion en el estado abierto se pivota o conduce fuera de la instalacion hacia un lado. En el estado abierto de la camara de alta presion, los cierres de contenedor de la camara de alta presion se sujetan mediante dispositivos de sujecion de la instalacion la mayona de las veces al marco y no a la propia camara de alta presion, es decir, que no se pivotan junto con ella.
Otro dispositivo se encarga del control de los cierres de contenedor. Tan pronto como la camara de alta presion esta cargada, se pivota o conduce dentro el marco de soporte. En esta posicion, la camara de alta presion se cierra mediante dispositivos de cierre como, por ejemplo, cilindros hidraulicos con el cierre de contenedor o los dos cierres de contenedor y, a continuacion, se enclava. Uno de los cierres de contenedor presenta comunmente una posibilidad de adicion para un fluido, asf como un dispositivo de vaciado para aire desplazado que debe desahogarse del contenedor de alta presion al entrar el fluido. Ademas, o bien uno de los cierres de contenedor o bien la propia camara de alta presion presenta un dispositivo para la entrada y el vaciado de fluido de alta presion.
El documento DE 10 2009 042 088 A1 describe un dispositivo y un procedimiento para el tratamiento de alta presion de productos, en particular, de alimentos empaquetados. Para tal fin, una camara de alta presion es llenada y tratada gradualmente con alta presion, fijando particularmente la atencion en el procedimiento presurizacion y de despresurizacion controlados. El procedimiento conocido a partir de ello para la conservacion por medio de alta presion consiste en
• llenar el contenedor de alta presion con el producto,
• cerrar el cierre en los dos lados frontales del contenedor de alta presion de tal modo que el fluido pueda introducirse y el aire desplazado vaciarse,
• despues de ello, cerrar por completo este cierre asf como la alimentacion de fluido y el vaciado de aire,
• a continuacion, se establece una primera presion predefinida,
• a continuacion, introducir mas fluido en el contenedor de alta presion por medio de una tubena de alimentacion de alta presion hasta que se ha alcanzado la presion final deseada,
• mantener esta presion un tiempo determinado, por ejemplo, entre 2 y 4 minutos,
• a continuacion, vaciar el fluido de manera regulada de tal modo que la presion se corresponda de nuevo con la primera presion,
• a continuacion, seguir reduciendo la presion mediante el vaciado de fluido y vaciar el fluido por completo,
• a continuacion, abrir los cierres de contenedor y extraer el producto sometido al procedimiento de conservacion.
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A este respecto, se plantea la cuestion tecnica de como deben configurarse el dispositivo de sujecion del contenedor de alta presion y las instalaciones para la aplicacion de presion. A este respecto, es problematico en particular que para la conservacion se requieran presiones de entre 6000 y 10 000 bar, es decir, entre 600 y 1000 hPa. Incluso aunque las piezas portantes esten realizadas con mucha solidez, es inevitable que marco de soporte, contenedor de alta presion, cierres, instalaciones hidraulicas, orificios redondos y juntas se deformen en tres ejes. A este respecto, pueden producirse deformaciones plasticas y fugas que deben evitarse. A este respecto, lo que se pretende es que todo el dispositivo en el funcionamiento pueda superar sin danos entre 105 y 106 ciclos de producto.
Tanto el marco de soporte en el que se sujeta la camara de alta presion como tambien la camara de alta presion, que en el funcionamiento absorben las extremadamente altas fuerzas comprensivas de la presion de servicio, se fabrican mediante pretensado de presion por medio de autozunchado, contraccion o enrollamiento, a traves de lo cual puede aplicarse una presion de servicio autorizada muy alta. La resistencia aun suficiente al respecto contra el lfmite de elasticidad del material se calcula correspondientemente. Este pretensado permite obtener un aprovechamiento optimo del material y, con ello, hacer resistente la instalacion que esta expuesta a la alta tension compresiva. El documento WO 2005 / 079966 A1 describe, por ejemplo, un procedimiento para el enrollamiento de una camara de alta presion.
El documento WO 2010/102644 A1 describe una camara de alta presion en la que la camara de presion consiste en segmentos de cilindro que estan unidos entre sf axialmente por medio de elementos de fijacion, y en la que el producto que se ha de tratar con un medio de presion es encerrado durante el tratamiento de alta presion. La camara de presion presenta, ademas, una envoltura pretensada, enrollada con cinta de acero. Los tapones de la camara de presion se sujetan en cada caso por medio de un marco enrollado, pudiendose mover el marco solo perpendicularmente al eje de la camara de presion. Debido a la construccion, es previsible el riesgo del desgaste rapido de los elementos de fijacion en las junturas de los segmentos.
El documento DE 10 2005 014 0835 A1 describe una prensa isostatica con un contenedor de presion de varias piezas dispuesto en un marco de prensa, consistiendo el contenedor de presion en varios segmentos de contenedor de presion y tapas de cierre unidos axialmente por arrastre de forma.
El documento WO 2011 / 091860 A1 se refiere a una camara de alta presion que contiene un dispositivo de cesta extrafble, sometiendose los productos que han de tratarse a un tratamiento de alta presion en cestos dentro de la camara de alta presion. Los cestos son enclavados fijamente por medio de elementos para que los cestos con contenido no se volteen durante el funcionamiento. Ademas, en este documento tambien se revela que los cierres de contenedor se sujetan por medio de un dispositivo que esta dispuesto lateralmente en cada caso de manera paralela a la estructura del marco.
Otro problema tecnico radica en el dispositivo de apoyo, que transfiere las fuerzas que se generan durante la aplicacion de alta presion entre cierre de contenedor de alta presion y dispositivo de sujecion. El dispositivo de apoyo, en caso de que sea utilizado, por lo comun se realiza partido, dado que en el centro debe haber una muesca para el cilindro hidraulico que cierra el cierre de contenedor. El dispositivo de apoyo es conducido a su posicion con dispositivos pivotantes oblicuamente al eje del contenedor de alta presion. Tambien el dispositivo de apoyo se deforma cuando se aplica una presion de prensado de entre 6000 y 10 000 bar. El dispositivo de apoyo se apoya en el dispositivo de sujecion, donde se deben transferir fuerzas muy grandes. Por metro cuadrado de area de seccion transversal del contenedor de alta presion deben transferirse con 6000 y 10 000 bar entre 600 MN (meganewton) y 1 GN (giganewton), en el caso de un diametro interior de tubo tfpico del contenedor de alta presion de 0,3 m esto equivale a entre 54 y 90 MN.
Para la transferencia de fuerza del apoyo partido al dispositivo de sujecion, que presenta una muesca cilmdrica para el cilindro hidraulico, se genera aqrn el problema tecnico de que las tensiones transversales que se producen durante las aplicaciones de presion deforman la muesca cilmdrica hasta una forma ovalada. Debido a ello, se producen fugas y, en consecuencia, considerables problemas de funcionamiento cuando las deformaciones elasticas que aparecen bajo alta presion se convierten en deformaciones plasticas permanentes.
Por tanto, la invencion se basa en el objetivo de crear una instalacion constructivamente sencilla y un procedimiento economico para el tratamiento de alta presion en los que las deformaciones elasticas y plasticas producidas por la alta presion no provoquen problemas de funcionamiento.
Este objetivo se resuelve por medio de un dispositivo que presenta
• un marco de soporte en el que se sujeta la camara de alta presion durante la aplicacion de alta presion,
• un dispositivo de extraccion con el que puede sacarse la camara de alta presion lateralmente del marco de soporte,
• al menos un cierre en el lado frontal con un tapon de cierre para la camara de alta presion,
• al menos un accionamiento hidraulico para mover el tapon de cierre frontal dentro del contenedor de presion,
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• un sistema de tubos con conexiones con el que el medio de alta presion puede ser introducido en la camara de alta presion y, tras el tratamiento, de nuevo extrafdo,
• un dispositivo de apoyo que esta dispuesto de manera desplazable entre los lados frontales de la camara de alta presion y el marco de soporte y, durante la aplicacion de alta presion, transfiere la fuerza entre el cierre de contenedor y el marco de soporte,
• siendo llevada a cabo la absorcion de las fuerzas axiales de la presion de tratamiento que actuan sobre el mecanismo de cierre por medio de un dispositivo de transferencia de fuerza desarrollado como un disco semicircular,
• estando opuesto el lado redondo a la camara de alta presion,
• presentando el dispositivo de transferencia de fuerza en su lado orientado hacia la camara de alta presion una superficie de apoyo vertical en cada caso por encima y por debajo del eje del contenedor de alta presion,
• que presenta en su lado orientado hacia la camara de alta presion, alineado con el eje del contenedor de alta presion, un receptaculo para un cilindro hidraulico con conexiones laterales para la aplicacion de lfquido hidraulico, y
• formando los discos semicirculares una parte de la envoltura exterior, que soporta presion hidraulica, del cilindro hidraulico.
La forma semicircular tiene la ventaja de que su lado con forma circular cabe en el estribo del marco de soporte cuando este esta enrollado de la manera habitual; a este respecto, el enrollamiento tiene grandes ventajas para la absorcion de las fuerzas, ya que al enrollar una cinta o un alambre puede generarse un pretensado.
En una configuracion ventajosa de la invencion, los discos con forma semicircular presentan muescas tipo entalladura, las muescas tipo entalladura estan contorneadas preferentemente de tal modo que cargas maximas en los discos con forma semicircular se reducen en la zona del hueco para el cilindro hidraulico. Estas muescas provocan que en la zona de transicion del dispositivo de apoyo al disco semicircular se reduzcan las tensiones sobre la hendidura. Mediante la reduccion de las tensiones sobre la hendidura se reducen tambien las deformaciones en esta zona y, con ello, la tendencia a la deformacion del cilindro hidraulico.
En otra configuracion ventajosa de la invencion se preve que la parte interior de cilindro hidraulico este montada de manera flotante en un casquillo de material elastico. Como material elastico se selecciona por regla general un material plastico adecuado.
En otra configuracion ventajosa de la invencion se preve que el casquillo este unido hermeticamente con la junta del sistema hidraulico.
El dispositivo de acuerdo con la invencion es apropiado en particular para un procedimiento de conservacion de bienes por medio de la aplicacion de alta presion, que consiste en
llenar con el producto el contenedor de alta presion en su estado extrafdo y abierto por sus dos lados,
llevar el contenedor de alta presion al marco de soporte,
cerrar el cierre en uno de los dos lados frontales del contenedor de alta presion en posicion de cebado,
cerrar el cierre en el lado frontal opuesto de tal manera que el fluido pueda introducirse y el aire desplazado vaciarse,
despues de ello, cerrar por completo este cierre asf como la alimentacion de fluido y el vaciado de aire,
a continuacion, mediante un dispositivo de desplazamiento, colocar al menos un apoyo entre el marco de soporte y el cierre del contenedor de alta presion,
enclavar el contenedor de alta presion y hacer retroceder el cilindro hidraulico, despues, descargar la presion en el cilindro hidraulico,
a continuacion, por medio de una tubena de alimentacion de alta presion, introducir mas fluido en el contenedor de alta presion hasta que ha alcanzado la presion final deseada,
mantener esta presion un tiempo determinado,
a continuacion, vaciar el fluido de tal modo que la presion se situe de nuevo por debajo de la primera presion,
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• a continuacion, aproximar el cilindro hidraulico de nuevo bajo presion al cierre de contenedor,
• a continuacion, retirar de nuevo el apoyo,
• a continuacion, reducir la presion en el contenedor de alta presion haciendo retroceder el cilindro hidraulico con el cierre,
• a continuacion, seguir reduciendo la presion mediante el vaciado de fluido y vaciar el fluido,
• a continuacion, abrir los cierres de contenedor,
• a continuacion, extraer el contenedor de alta presion del marco de soporte,
• y extraer el producto sometido al procedimiento de conservacion.
A este respecto, tambien puede preverse que el cierre sea introducido axialmente aun mas en el contenedor de alta presion por medio de un cilindro hidraulico, despues de cerrar el contenedor de alta presion, la alimentacion de fluido y el vaciado de aire, hasta que alcance un tope y se haya alcanzado una primera presion predefinida. Esta presion es preferentemente < 80 bar.
A continuacion, la invencion se explica con mas detalle por medio de 2 dibujos. Muestran:
la Figura 1: un marco de soporte con contenedor de alta presion, camara de alta presion y cierre, la Figura 2: una seccion de un dispositivo de transferencia de fuerza con forma semicircular.
En la figura 1 se muestra un contenedor de alta presion 1 con un camara de alta presion 2 que esta cerrado con los tapones de cierre 3a y 3b frontalmente. El contenedor de alta presion 1, la camara de alta presion 2 y los tapones de cierre 3a y 3b tienen una seccion transversal circular en torno al eje 4 del contenedor de alta presion; los tapones de cierre 3a y 3b presentan ademas aberturas para medios de alta presion y aire de desplazamiento saliente. Los tapones de cierre 3a y 3b poseen en cada caso un tacon 5a y 5b que actua en cada caso como banda de apoyo del tapon de cierre, apoyandose ambos frontalmente en el contenedor de alta presion 1 durante la aplicacion de presion. Estos se apoyan exteriormente en los apoyos 6a y 6b, que estan formados con forma rectangular y estan divididos en el plano focal. Poseen, ademas, a lo largo del eje 4 del contenedor de alta presion una muesca con forma circular. Los apoyos 6a y 6b se apoyan en los discos semicirculares 7a y 7b con muescas tipo entalladura 8. Los discos semicirculares 7a y 7b se apoyan contra las columnas del marco de soporte 9a y 9b. Se mantienen unidos con el enrollamiento de alambre perimetral 10.
En la figura 2 se muestra el tapon de cierre 3b con el tacon 5b, el apoyo 6b y el disco semicircular 7b. Embutido en el disco semicircular 7b esta el piston hidraulico 11 en la parte interior de cilindro hidraulico montado de manera deslizante, que esta unido con un sistema hidraulico (no mostrado).
Cuando el bien esta introducido en la camara de alta presion 2 y el contenedor de alta presion 1 se encuentra en el marco de soporte (7a, 7b, 9a, 9b, 10), en primer lugar los tapones de cierre 3a y 3b son llevados a la posicion de cierre por medio del piston hidraulico 11. Acto seguido, se introduce medio de alta presion en la camara de alta presion, escapandose aire. Por medio del piston hidraulico 11, el tapon de cierre se introduce aun mas en la camara de alta presion, escapando asf el aire restante. Tras cerrar la salida de aire, los tapones de cierre 3a o 3b se introducen aun mas hasta que los tacones 5a o 5b se apoyan en el contenedor de alta presion 1. En este estado, los apoyos 6a y 6n son introducidos desde el lateral. El piston 11 se desplaza un tramo hacia atras en el cilindro 12 y se descarga, la presion ya presente se situa despues en los apoyos 6a y 6b, que la transfieren a los discos semicirculares 7a y 7b. Despues, mediante una bomba de alta presion (no mostrada) se impele medio de alta presion en la camara de alta presion, que, a su vez, presiona los tapones de cierre 3a y 3b con gran fuerza contra los apoyos 6a y 6b. Estos deforman los discos semicirculares de tal manera que tambien la parte interior de cilindro hidraulico 12 presenta una seccion transversal ovalada. Por este motivo esta montado de manera deslizante en un casquillo de plastico. Dado que el piston hidraulico 11 no tiene presion durante la aplicacion de alta presion, esto no provoca escapes. Tras la aplicacion de alta presion, se puede efectuar el mismo procedimiento en la secuencia inversa. De esta manera, es posible un procedimiento seguro en su funcionamiento y economico para la aplicacion de alta presion por lotes.
Lista de referencias:
- 1
- Contenedor de alta presion
- 2
- Camara de alta presion
- 3, 3a, 3b
- Tapones de cierre
- 4
- Eje del contenedor de alta presion
- 5a, 5b
- Tacon
- 6a, 6b
- Apoyo
- 7a, 7b
- Disco semicircular
- 8
- Muescas tipo entalladura
- 9a, 9b
- Columnas del marco de soporte
- cn o
- Enrollamiento de alambre
- 11
- Piston hidraulico
- 12
- Parte interior de cilindro hidraulico
Claims (5)
- 5101520253035REIVINDICACIONES1. Dispositivo para el tratamiento de alta presion de mercandas en un camara de alta presion que se puede cerrar, que presenta• un marco de soporte en el que se sostiene la camara de alta presion (2) durante la aplicacion de alta presion,• un dispositivo de extraccion con el que puede sacarse la camara de alta presion (2) lateralmente del marco de soporte,• al menos un cierre en el lado frontal con un tapon de cierre (3a, 3b) para la camara de alta presion (2),• al menos un accionamiento hidraulico para mover el tapon de cierre (3a, 3b) del lado frontal dentro del contenedor de presion,• un sistema de tubos con conexiones con el que el medio de alta presion puede ser introducido en la camara de alta presion y, tras el tratamiento, de nuevo extrafdo,• un dispositivo de apoyo (6a, 6b) que esta dispuesto de manera desplazable entre los lados frontales de la camara de alta presion (2) y el marco de soporte y, durante la aplicacion de alta presion, transfiere la fuerza entre el cierre de contenedor y el marco de soporte,caracterizado porque• la absorcion de las fuerzas axiales de la presion de tratamiento que actuan sobre el mecanismo de cierre es llevada a cabo por medio de un dispositivo de transferencia de fuerzas desarrollado como disco semicircular (7a, 7b),• el lado redondo esta opuesto a la camara de alta presion,• el dispositivo de transferencia de fuerza presenta en su lado orientado hacia la camara de alta presion una superficie de apoyo vertical en cada caso por encima y por debajo del eje del contenedor de alta presion,• el dispositivo de transferencia de fuerza en su lado orientado hacia la camara de alta presion presenta alineado con el eje del contenedor de alta presion un receptaculo para un cilindro hidraulico con conexiones laterales para la aplicacion de lfquido hidraulico, y• los discos semicirculares (7a, 7b) forman una parte de la envoltura exterior, que soporta presion hidraulica, del cilindro hidraulico.
- 2. Dispositivo de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizado porque los discos con forma semicircular (7a, 7b) presentan muescas tipo entalladura (8)
- 3. Dispositivo de acuerdo con la reivindicacion 2, caracterizado porque las muescas tipo entalladura (8) estan contorneadas de tal modo que se reducen cargas maximas en los discos con forma semicircular (7a, 7b) en la zona de la escotadura para el cilindro hidraulico.
- 4. Dispositivo de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizado porque la parte interior de cilindro hidraulico (12) esta montada de manera flotante en un casquillo de material elastico.
- 5. Dispositivo de acuerdo con las reivindicaciones 1 y 4, caracterizado porque el casquillo esta unido hermeticamente a la junta del sistema hidraulico.
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