ES2340788T3 - Tobera de pulverizacion de cono macizo. - Google Patents
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Abstract
Tobera de pulverización de cono macizo, en particular para la pulverización de líquidos poco viscosos para la refrigeración en instalaciones de colada continua de palanquillas o de desbastado, con una boquilla con una cámara de salida (22; 62; 68; 84) y una abertura de salida (24; 82), que parte de la cámara de salida (22; 62; 68; 84), con una sección transversal más pequeña que la cámara de salida (22; 62; 68; 84), presentando una abertura de entrada (26) en la cámara de salida (22; 62; 68; 84) una sección transversal menor que la cámara de salida (22; 62; 68; 84) y estando dispuesto corriente arriba de la abertura de entrada (26), en la cámara de salida (22; 62; 68; 84), un elemento de pulverizador previo (34; 44; 48; 50; 54; 86) de tipo nervio sobre el cual hace impacto, por lo menos parcialmente, un chorro de fluido tras la entrada en la cámara de salida (22; 62; 68; 84), estando prevista la abertura de entrada (26) en un obturador (30), el cual está insertado en una boquilla (12), estando previsto el elemento de pulverizador previo (34; 44; 48; 50; 54) de tipo nervio en un estribo en forma de U (32), el cual está insertado en la carcasa de boquilla (12), caracterizado porque el obturador (30) y el estribo en forma de U (32) están previstos en una pieza añadida (28; 42; 46; 49; 52) de una sola pieza.
Description
Tobera de pulverización de cono macizo.
La presente invención se refiere a una tobera de
pulverización de cono macizo, en particular para la pulverización
de líquidos poco viscosos para la refrigeración en instalaciones de
colada continua de palanquillas o de desbastado, con una boquilla
con una cámara de salida y una abertura de salida, que parte de la
cámara de salida, con una sección transversal más pequeña que la
cámara de salida.
La patente europea EP 1 243 343 B1 da a conocer
una tobera de pulverización de cono macizo binaria, la cual está
prevista para la refrigeración de instalaciones de colada continua.
Una boquilla de esta tobera presenta una cámara de salida con una
abertura de salida, que parte de la cámara de salida, con una
sección transversal más pequeña que la cámara de salida. En la
cámara de salida, la cual está formada por un taladro en la
boquilla, está dispuesta una pieza adicional de torcimiento con la
cual la mezcla gas-líquido es puesta en rotación
antes de alcanzar la abertura de salida, de manera que pueda salir
entonces sometida a presión cónicamente de la boquilla. La pieza
añadida de torcimiento presenta varios taladros o fresados
dispuestos en el perímetro, los cuales están distribuidos de manera
uniforme a lo largo del perímetro. Corriente arriba de la pieza
añadida de torcimiento y, en su caso separada mediante un tubo de
prolongación de la boquilla, está prevista una cámara de mezcla en
la cual chocan una contra otra una corriente de gas y una corriente
de líquido y son mezcladas gracias a esto. Mediante la rotación
impresa de la mezcla de gas-líquido antes de
alcanzar la abertura de salida no se pueden formar de manera
satisfactoria otras formas de cono de pulverización diferentes de
las circulares.
En la publicación de patente internacional WO
99/25 481, está prevista una tobera ranurada para la refrigeración
de instalaciones de colada continua. Con esta tobera ranurada, debe
conseguirse una forma de cono de pulverización ovalada. Para ello,
la boquilla presenta una cámara de salida con una abertura de
salida, que tiene una sección transversal más pequeña que la cámara
de salida, presentando la abertura de salida una sección transversal
ovalada. Corriente arriba de la abertura de salida está dispuesto
en la cámara de salida un nervio transversal, el cual deja a ambos
lados únicamente en cada caso una abertura de entrada en forma de
segmento circular, las cuales están dispuestas simétricamente con
respecto al centro de la cámara de salida. Gracias a esto, salen
únicamente por los lados de la cámara de salida corrientes de
líquido a través del nervio transversal. La pared de la cámara de
salida está formada, de tal manera en la zona de la abertura de
salida que las corrientes de líquido chocan entre sí en o
directamente delante de la abertura de salida y ello en un margen
comprendido entre 60º y 130º. De este modo, se crean las
condiciones previas de que mediante el choque de las dos corrientes
de líquido se formen gotas de líquido, las cuales abandonan la
abertura de salida con una energía cinética especialmente
grande.
La patente US nº 6.036.116 da a conocer una
tobera de pulverización para líquidos la cual, por ejemplo, se
utiliza para la refrigeración de instalaciones de colada continua.
Esta tobera de pulverización presenta una punta de tobera con una
cámara dispuesta en ella. En el extremo situado corriente arriba de
la cámara está prevista una abertura de entrada, en su extremo
situado corriente abajo una abertura de salida. Corriente abajo de
la abertura de salida está dispuesto en la cámara un perno de
desviación.
En general, existe en las instalaciones de
colada continua, y en particular en instalaciones de colada continua
de palanquillas o de desbastado, la necesidad de generar una chorro
de pulverización de cono macizo para la refrigeración de los
productos de colada continua, cuya forma puede variar de la forma
circular con una distribución de líquido uniforme. Esto es debido a
que, en las instalaciones de colada continua de palanquillas o de
desbastado los productos de colada continua, a diferencia del
desbaste plano con una sección rectangular muy plana, hay una
relación entre los lados de 1:1 hasta aproximadamente 2,5:1. Gracias
a esto, los formatos de barra son también, poco después de
abandonar la coquilla, mucho más estables que el desbastado plano,
que tienen una anchura de 0,8 m hasta 3,5 m. Por ello, en el caso
de instalaciones de colada continua de palanquillas o de desbastado
se puede elegir más grande la distancia de los rodillos de guiado
tras la salida de la coquilla a como es el caso en instalaciones de
colada continua de desbaste plano. Condicionado por la mayor
distancia entre rodillos hay que utilizar en parte más toberas de
refrigeración, con el fin de refrigerar la totalidad del espacio
entre dos rodillos de guiado distanciados entre sí. Esto conduce, en
el caso de una cantidad de agua predeterminada que hay que aplicar
a secciones transversales de tobera menores y, con ello, a un
peligro de obturación mayor. Si el espacio intermedio entre dos
rodillos de guiado no es cubierto por completo por un chorro de
pulverización, se puede producir en la zona no cubierta por el
chorro de pulverización un recalentamiento de la camisa de colada
continua del producto de colada continua, con lo cual se pueden
formar grietas en la camisa de colada continua. Debido a la mayor
distancia entre rodillos serían deseable por ello toberas de
pulverización con cono de pulverización ovalado, con el fin de poder
cubrir por completo con una única tobera de pulverización la
superficie del producto de colada continua en el espacio intermedio
entre dos rodillos de guiado y, al mismo tiempo, en la dirección
transversal del producto de colada continua pulverizar esencialmente
únicamente el propio producto de colada continua.
Con la invención, se quiere crear una tobera de
pulverización de cono macizo, en particular para pulverizar
líquidos poco viscosos para la refrigeración en instalaciones de
colada continua de palanquillas o de desbastado, en la cual esté
realizada una distribución de líquido homogénea con una sensibilidad
a obturación pequeña.
Según la invención, está prevista, para ello,
una tobera de pulverización de cono macizo, en particular para la
pulverización de líquidos poco viscosos para la refrigeración en
instalaciones de colada continua de palanquillas o de desbastado,
con una boquilla con una cámara de salida y una abertura de salida,
que parte de la cámara de salida, con una sección transversal menor
que la cámara de salida, en la cual una abertura de entrada en la
cámara de salida presenta una sección transversal más pequeña que la
cámara de salida y en la cual, corriente abajo de la abertura de
entrada, está dispuesta en la cámara de salida un elemento de
pulverizador previo de tipo nervio, sobre el cual hace impacto por
lo menos en parte un chorro de fluido tras la entrada en la cámara
de salida, estando prevista la abertura de entrada en un obturador,
el cual está insertado en una boquilla, el elemento de pulverizador
previo de tipo nervio está previsto en una estribo en forma de U, el
cual está insertado en la carcasa de boquilla, estando previstos el
obturador y el estribo en forma de U en una pieza adicional de una
sola pieza.
Con una tobera de este tipo, es posible generar
un chorro de pulverización de cono macizo con una forma de sección
transversal especialmente ovalada, que difiere de la forma circular,
con distribución uniforme, impidiendo el elemento de pulverizador
previo de tipo nervio, por un lado, el paso transversal de una
corriente de fluido entrante hacia la abertura de salida y
procurando, por el otro, un desgarro exacto del chorro de fluido.
Dado que en la cámara de salida no aparece ya ninguna rotación
marcada de los chorros de fluido, se pueden generar formas de
sección transversal no circulares de un chorro de cono macizo con
distribución uniforme. De este modo, se consigue una distribución
de fluido uniforme en el cono de pulverización para sección
transversal que se puede formar del como de pulverización y, al
mismo tiempo, se consiguen secciones transversales de paso grandes
en la tobera de pulverización, las cuales proporcionan un peligro de
obturación pequeño. El chorro de fluido entra, paralelo con
respecto a un eje longitudinal de la tobera, en la cámara de salida
y la abertura de salida está situada también en el eje longitudinal
de la tobera.
Mediante la previsión de la abertura de entrada
en un obturador, el cual está insertado en una carcasa de boquilla,
se puede variar el tamaño de la abertura de entrada mediante el
cambio del obturador, por ejemplo, para ajustar la tobera de
pulverización al propósito de utilización previsto.
Gracias a que el elemento de pulverizador previo
de tipo nervio está previsto en un estribo en forma de U insertado
en la carcasa de boquilla, se puede variar, mediante el cambio del
estribo en forma de U, por ejemplo, una distancia entre el elemento
de pulverizador previo y la abertura de entrada así como la abertura
de entrada, con el fin de adaptar la tobera al propósito de
utilización previsto.
Mediante la previsión del obturador y del
estribo en forma de U en una pieza añadida de una sola pieza la
tobera puede ser formada con pocas, y en particular únicamente con
dos, piezas individuales, es decir la carcasa de boquilla con la
cámara de salida y la abertura de salida y la pieza añadida con el
obturador con la abertura de entrada y el estribo en forma de U con
el elemento de pulverizador previo. Además, se puede asegurar una
distancia exacta entre el elemento de pulverizador previo y la
abertura de entrada.
Como perfeccionamiento de la invención está
prevista, en el paso de la abertura de entrada en la cámara de
salida, una brusca ampliación de la sección transversal de un canal
de circulación.
Mediante una ampliación brusca de la sección
transversal de este tipo se reduce la velocidad de circulación, con
lo cual se produce una caída de presión, de manera que se crean las
condiciones de contorno con el fin de desgarrar el chorro de fluido
entrante en la cámara de salida. Por ejemplo, la abertura de entrada
está prevista en un obturador y presenta un radio de 2,5 mm. La
cámara de salida puede presentar entonces, por ejemplo, un radio de
aproximadamente 6 mm, pudiendo aparecer también ya para una
ampliación de la sección transversal más pequeña, de por ejemplo el
doble, un efecto suficiente.
Como perfeccionamiento de la invención, tiene
lugar una determinación del flujo volumétrico de fluido emitido
mediante la sección transversal de la abertura de entrada.
De esta manera, se puede adaptar, de manera
sencilla, un flujo volumétrico de fluido emitido mediante variación
de la abertura de entrada, sin menoscabar esencialmente el patrón de
pulverización de la tobera de pulverización. De manera ventajosa,
la abertura de entrada se prevé en el interior del obturador, de
manera que mediante cambio del obturador se puede realizar un flujo
volumétrico de fluido diferente.
Como perfeccionamiento de la invención tiene
lugar una formación del cono de pulverización mediante la abertura
de salida y, en su caso, mediante un cono de salida que se conecta a
la abertura de salida.
Mediante la formación diferente de la abertura
de salida y, en su caso, de un cono de salida en la carcasa de
tobera se pueden realizar, con ello, formas de cono de pulverización
necesarias para una aplicación. El cono de salida o el cono
truncado de salida en la carcasa de boquilla puede tener al mismo
tiempo una forma de sección transversal de forma discrecional,
diferente de la forma circular. Dado que en la tobera según la
invención el desgarro y la pulverización de un chorro de fluido
entrante tiene lugar en el pulverizador previo y en la cámara de
salida, se puede variar la forma de la abertura de salida, sin
variar fundamentalmente una distribución del fluido en el interior
del cono de pulverización mediante variación de la forma de la
abertura de salida.
Como perfeccionamiento de la invención la
abertura de salida presenta una forma de sección transversal ovalada
y se conecta, de forma ventajosa, en la dirección de salida, a la
abertura de salida un cono de salida que se ensancha con sección
transversal ovalada.
De esta manera, se puede obtener un chorro de
cono macizo con sección transversal ovalada especialmente ventajoso
para la refrigeración en instalaciones de colada continua de
palanquillas o de desbastado. A diferencia de las toberas de
pulverización conocidas con cono de pulverización ovalado se puede
conseguir al mismo tiempo una forma de cono de pulverización muy
regular, dado que en las zonas del borde del cono de pulverización
ovalado no aparecen distorsiones a causa de energía de rotación
esencial de las gotas de pulverización alrededor del eje central de
la tobera. Por ovalada o forma ovalada se entiende al mismo tiempo
una forma de tipo elíptica, además de también una forma ovalada en
sentido estricto, es decir dos semicírculos conectados entre sí
mediante líneas rectas.
Como perfeccionamiento de la invención se
extiende el elemento de pulverizador previo de tipo nervio con su
dirección longitudinal esencialmente perpendicularmente con respecto
a un chorro de fluido entrante a través de la cámara de salida,
estando dispuesta la dirección longitudinal, con respecto al eje más
largo de la abertura de salida ovalada, con un ángulo comprendido
entre 0º y 360º, en particular 90º.
Sorprendentemente, se ha demostrado que también
en caso de preverse una abertura de salida ovalada el elemento de
pulverizador previo puede ser dispuesto en diferentes posiciones
angulares con respecto a un eje longitudinal de la abertura de
salida. Se ha demostrado, de manera sorprendente, como especialmente
ventajosa una disposición del elemento de pulverizador previo de
tipo nervio en un ángulo de 90º con respecto al eje más largo de la
abertura de salida ovalada.
Como perfeccionamiento de la invención la cámara
de salida presenta, en un plano perpendicular con respecto a la
abertura de salida, una sección transversal ovalada.
Una conformación ovalada de este tipo de la
cámara de salida puede servir, por ejemplo, para posibilitar la
inserción del elemento de pulverizador previo en únicamente una
posición definida previamente. Un eje longitudinal de una cámara de
salida de este tipo puede estar dispuesto, al mismo tiempo, paralelo
o también perpendicular con respecto al eje más largo de una
abertura de salida ovalada.
Como perfeccionamiento de la invención el
elemento de pulverizador previo está formado como nervio con sección
transversal rectangular, estando orientado el lado estrecho del
rectángulo hacia la abertura de entrada.
El lado estrecho del rectángulo forma, gracia a
ello, una superficie de choque para por lo menos una parte de
chorro de fluido que entra a través de la abertura de entrada. Si el
lado estrecho es más estrecho que la abertura de entrada se
subdivide un chorro de entrada entrante en tres corrientes
parciales. Una primera corriente parcial choca sobre el elemento de
pulverizador previo, las otras dos corrientes parciales pasan el
elemento de pulverizador previo por el lado derecho o izquierdo. El
elemento de pulverizador previo puede ser igual de ancho que la
abertura de entrada, de manera que no tiene lugar ya una subdivisión
en chorros parciales, sino que la totalidad del chorro de fluido
entrante choca contra el elemento de pulverizador previo.
Como perfeccionamiento de la invención, el
elemento de pulverizador previo de tipo nervio está formado como
una barra redonda que se extiende a través de la cámara de
salida.
De esta manera, se consigue una estructura muy
sencilla y al mismo tiempo eficaz. Una barra redonda se puede
insertar y fijar, mediante previsión de un taladro sencillo en la
carcasa de boquilla, en su interior.
Como perfeccionamiento de la invención está
curvada hacia fuera una superficie de choque, orientada hacia la
abertura de entrada, del elemento de pulverizador previo de tipo
nervio hacia la abertura de entrada, formada plana o como
superficie interior de una depresión en el elemento de pulverizador
previo.
De esta manera, se puede influir en el desgarro
del chorro de fluido entrante en el elemento de pulverizador
previo. La depresión puede presenta una forma de cono o también una
forma de esfera.
Como perfeccionamiento de la invención, la
abertura de salida está dispuesta en un fondo de cámara de la cámara
de salida, chocando las paredes interiores de la cámara de salida
en un centro imaginario de la abertura de salida con un ángulo que
está comprendido entre 140º y 180º, en particular entre 170º y
180º.
Una formación de este tipo del fondo de cámara
contribuye a una distribución de fluido más uniforme en el chorro
de pulverización y a una posibilidad de conformación de la sección
transversal de chorro de pulverización mediante la variación de la
forma de la abertura de salida.
El fondo de cámara puede está formado al mismo
tiempo de forma esférica o plana y las paredes laterales de la
cámara de salida pueden estar dispuestas perpendiculares con
respecto al fondo de cámara plano o formando un ángulo de menos de
90º sobre el fondo de cámara plano. Las paredes laterales pueden
estar formadas curvadas o rectas en una vista en sección.
Como perfeccionamiento de la invención, el fondo
de cámara está formado mediante el desplazamiento de un taladro o
una fresa, en particular de un taladro de cabeza esférica, en por lo
menos una dirección lateral.
De esta manera, se puede conseguir, por ejemplo,
una sección transversal ovalada de la cámara de salida.
Como perfeccionamiento de la invención está
prevista, corriente arriba de la cámara de entrada, una cámara de
mezcla para líquido y gas.
De esta manera, se puede utilizar la tobera de
pulverización de cono macizo según la invención como tobera
binaria, por ejemplo para pulverizar una mezcla aire/agua. La cámara
de mezcla puede estar formada al mismo tiempo para una entrada de
una corriente de fluido perpendicularmente con respecto a una
corriente de gas, estando situada una dirección de circulación
desde la cámara de mezcla hacia la boquilla, esencialmente,
perpendicular con respecto a la dirección de entrada de la
corriente de líquido en la cámara de mezcla.
De esta manera, se consigue una mezcla uniforme
de la corriente de gas y de la corriente de líquido.
Como perfeccionamiento de la invención, está
previsto un tubo de prolongación entre la cámara de mezcla y la
boquilla.
De esta manera, la boquilla de la tobera de
pulverización de cono macizo según la invención se puede llevar,
también cuando las relaciones espaciales sean estrechas, por
ejemplo, en instalaciones de colada continua, en la proximidad del
punto que debe ser cargado con el chorro de pulverización.
Otras características y ventajas de la invención
se ponen de manifiesto a partir de la siguiente descripción en
relación con los dibujos. Los dibujos muestran al mismo tiempo
formas de realización diferentes de la invención en cada caso con
características individuales distintas. En el marco de la invención,
se pueden combinar entre sí al mismo tiempo también características
individuales de formar de realización diferentes, sin apartarse,
por ello, del alcance de la invención. En los dibujos:
la Fig. 1 muestra una vista en perspectiva de
una tobera de pulverización de cono macizo con cono de pulverización
ovalado,
la Fig. 2 muestra una vista en sección de la
tobera de pulverización según la Fig. 1,
la Fig. 3 muestra otra vista en perspectiva de
la tobera de pulverización de la Fig. 1, en la cual están indicadas
mediante rayas piezas de la tobera de pulverización que no son en sí
visibles en la Fig. 3,
la Fig. 4 muestra una vista superior sobre el
lado de la tobera de pulverización de la Fig. 1 con la abertura de
salida,
la Fig. 5 muestra una vista lateral de la
boquilla de la tobera de pulverización de la Fig. 1,
la Fig. 6 muestra una vista en sección a lo
largo de la línea VI-VI de la Fig. 5,
la Fig. 7 muestra una vista superior sobre la
boquilla de la tobera de pulverización de la Fig. 1 desde el lado
opuesto a la abertura de salida,
la Fig. 8 muestra una representación en
perspectiva de la pieza adicional con elemento de pulverizador
previo de la tobera de pulverización de la Fig. 2,
la Fig. 9 muestra otra forma de realización de
la pieza adicional,
la Fig. 10 muestra otra forma de realización de
una pieza adicional,
la Fig. 11 muestra otra forma de realización de
una pieza adicional,
la Fig. 12 muestra otra forma de realización de
una pieza adicional,
la Fig. 13 muestra una forma de realización
alternativa de una boquilla para una tobera de pulverización según
la invención,
la Fig. 14 muestra otra forma de realización
alternativa más de una boquilla para una tobera de pulverización
según la invención,
la Fig. 15 muestra una vista lateral de la
tobera de pulverización de la Fig. 1 en conexión con una cámara de
mezcla,
la Fig. 16 muestra una vista en sección de la
disposición según la Fig. 15,
la Fig. 17 muestra una vista en sección de una
forma de realización alternativa de una tobera de pulverización que
no es según la invención, y
la Fig. 18 muestra una vista lateral de una
tobera de pulverización según la invención con cámara de mezcla y
tubo de prolongación.
La vista en perspectiva de la Fig. 1 muestra una
tobera de pulverización 10 según la invención con una carcasa de
boquilla 12 de una sola pieza. En un lado frontal de la carcasa de
boquilla 12 se puede reconocer un cono de salida 14, que se conecta
a una abertura de salida ovalada, que no se puede reconocer en la
Fig. 1. El cono de salida 14 tiene una forma de sección transversal
fundamentalmente asimismo ovalada, no pudiendo reconocer se esto
sin más en la vista de la Fig. 1, siendo cortados por el bisel 16,
previsto en el paso del lado frontal a la superficie lateral de la
carcasa de boquilla 12, también los extremos laterales del cono de
salida.
La carcasa de boquilla 12 presenta en general
forma cilíndrica y presenta en su extremo posterior, previsto para
una conexión a una alimentación de fluido, una brida 18 circulante.
La brida 18 está provista lateralmente de unos aplanamientos 20,
pudiendo reconocerse en la vista de la Fig. 1 únicamente un
aplanamiento, si bien el aplanamiento del mismo tipo opuesto está
tapado.
En la Fig. 1, se indica mediante rayas un cono
de pulverización generado por la tobera de pulverización 10. Como
se puede reconocer, el cono de pulverización presenta una forma
ovalada uniforme.
En la vista lateral de la Fig. 2, se pueden
reconocer la carcasa de boquilla 12 y la cámara de salida 22,
realizada mediante un taladro en la carcasa de boquilla 12. Una
abertura de salida 24 ovalada o de forma elíptica está dispuesta en
un extremo del lado frontal de la cámara de salida 22 y se
transforma en el cono de salida 14. En un extremo de la cámara de
salida 22, opuesto a la abertura de salida 24, está prevista una
abertura de entrada 26. La abertura de entrada 26 presenta una
sección transversal de forma circular y está realizada, mediante un
taladro, en una pieza añadida 28, la cual está insertada en la
cámara de salida 22.
La pieza añadida 28 presenta un obturador 30
anular, en el cual está prevista la abertura de entrada 26, y un
estribo 32 de tipo U, el cual parte del obturador 30 anular u que se
extiende hacia el interior de la cámara de salida 22 en dirección
hacia la abertura de salida 24.
Opuesto a la abertura de entrada 26 está
previsto en la pieza añadida 28 un nervio transversal 34. El nervio
transversal 34 forma un elemento de pulverizador previo, sobre el
cual choca un chorro de fluido que entra a través de la abertura de
entrada 26.
La vista en perspectiva de la Fig. 3 muestra
asimismo la tobera de pulverización 10 de la Fig. 1, estando
representadas en principio las piezas no visibles mediante rayas. En
la Fig. 3, se puede reconocer que el estribo en forma de U 32 de la
pieza añadida 28 presenta un espesor ligeramente menor, de manera
que, visto en la dirección de entrada, hay a ambos lados del
estribo en forma de U 32 unas zonas de la cámara de salida 22
libres, en las cuales se puede extender una corriente de fluido. Un
chorro de fluido que entre a través de la abertura de entrada 26
circular choca por consiguiente sobre el nervio transversal 34 y es
dividido con ello en tres corrientes parciales. Una primera
corriente parcial es desgarrada a causa del choque contra el nervio
transversal 34. Una segunda y tercera corrientes parciales pasan en
cada caso, por la derecha o la izquierda, junto al nervio
transversal 34 penetrando en la cámara de salida 22. Dado que el
estribo en forma de U 32 ocupa únicamente una pequeña parte de la
sección transversal de la cámara de salida 22, aparece en la salida
del obturador 30 una ampliación brusca de la sección transversal, de
manera que un chorro de fluido que entre a través de la abertura de
entrada 26 experimenta una caída de presión notable y es desgarrado
como consecuencia de ello. Las partes del chorro de fluido que pasan
por delante del nervio transversal 34 son, por consiguiente,
desgarradas y se puede realizar un patrón de pulverización uniforme
de la tobera de pulverización
10.
10.
En la Fig. 3, se puede reconocer además la forma
de la cámara de salida 22, la cual se forma mediante desplazamiento
lateral de un taladro de cabeza esférica. Un fondo de la cámara de
salida 22, que rodea la abertura de salida 24, está formado, por
consiguiente, por dos segmentos superficiales de cuarto de esfera y
un segmento superficial de semicilindro dispuesto entre éstos. En
un punto central imaginario de la abertura de salida 24, chocan las
paredes laterales de la cámara de salida 22, por consiguiente, con
un ángulo de 0º entre sí. Hay que determinar, al mismo tiempo, que
el efecto de pulverización en la tobera según la invención no se
consigue mediante el choque entre sí de chorros de líquido en la
zona de la abertura de salida, sino que la pulverización de los
chorros de fluido entrantes aparece ya tras el paso del obturador 30
o al chocar sobre el nervio transversal 34 del elemento de
pulverizador previo. La estructuración del fondo de cámara tiene,
por consiguiente, una importancia subordinada, en la tobera según
la invención, para el funcionamiento de la tobera, la estructuración
del fondo de cámara puede sin embargo influir evidentemente sobre
la distribución de líquido en el interior del cono de pulverización
generado.
La vista de la Fig. 4 muestra la carcasa de
boquilla 12 de la tobera de pulverización de la Fig. 1 desde el
lado de la abertura de salida 24. En esta vista, se puede reconocer
bien la forma ovalada o similar a elíptica de la abertura de salida
24. La forma de sección transversal del cono de salida 14, que se
extiende hacia fuera alejándose de la abertura de salida, se puede
reconocer también bien en la Fig. 4. El cono de salida 14 y la
abertura de salida 24 se pueden formar, por ejemplo, mediante el
corte con una fresa adecuada en la carcasa de boquilla 12.
En la vista lateral de la Fig. 5, se puede
reconocer la forma exterior cilíndrica de la carcasa de boquilla
12. La cámara de salida 22, en principio no visible, está indicada
mediante rayas en la Fig. 5. En la vista de la Fig. 5, la cámara de
salida 22 está orientada con su lado estrecho hacia el observador.
La abertura de salida 24 y el cono de salida 14 están orientados en
la representación de la Fig. 5, por el contrario, con su lado ancho
hacia el observador. Por consiguiente, se puede determinar que el
eje longitudinal de la sección transversal ovalada de la cámara de
salida 22 y el eje longitudinal de la abertura de salida 24, ovalada
o de tipo elíptico, y del cono de salida 14 están dispuestas
perpendicularmente entre sí.
En la vista de la Fig. 5, se pueden reconocer,
marcados mediante rayas, además dos talones 36 opuestos en el
extremo de la cámara de salida 22 opuesto a la abertura de salida
24. Estos talones 36 se forman mediante el paso desde el taladro de
entrada 38 circular en la carcasa de boquilla 12 a la sección
transversal ovalada de la cámara de salida 22. Este talón 36 sirve
como apoyo para la pieza añadida 28 representada en la Fig. 2 y, en
particular, para el obturador 30 de tipo anular de la pieza
adicional 28.
La vista en sección de la Fig. 6 muestra una
sección a lo largo de la línea VI-VI de la Fig. 5.
En esta vista, el lado más ancho de la cámara de salida 22 está
orientado hacia el observador. A causa de ello, en la vista de la
Fig. 6 las paredes laterales de la cámara de salida 22 se convierten
enrasadas en las paredes laterales del taladro de entrada 38. La
pieza añadida 28, la cual está representada en la Fig. 2, está, por
consiguiente, únicamente encima de una parte del perímetro sobre
los talones 36.
La vista de la Fig. 7 muestra la carcasa de
boquilla 12 desde el lado del taladro de entrada 38. Se pueden
reconocer en cada caso bien los talones 36, formados en cada caso a
modo de media luna, para la fijación de la pieza añadida 28. Se
puede reconocer bien también la disposición de la cámara de salida
22, ovalada en sección transversal, con su eje más largo
perpendicular con respecto al eje más largo de la abertura de salida
24 ovalada o de forma elíptica. Junto con la Fig. 2 y la Fig. 7 se
puede reconocer que la pieza añadida 28 es insertada de tal manera
en la cámara de salida 22, que el obturador 30 se apoya sobre los
talones 36 y se extiende entonces el nervio transversal 34 paralelo
con respecto al eje más largo de la cámara de salida 22 y, por
consiguiente, perpendicularmente con respecto al eje más largo de la
abertura de salida 24. Debido a la sección transversal ovalada de
la cámara de salida 22, la pieza añadida 28 puede ser insertada en
únicamente dos posiciones, giradas 180º, en la carcasa de boquilla
12.
La vista en perspectiva de la Fig. 8 muestra con
mayor detalle la pieza añadida 28 de la Fig. 2. Se puede reconocer
que la pieza añadida 28 está formada de una sola pieza y, por
ejemplo, a partir de un cilindro fresado por secciones por ambos
lados. Un taladro paralelo con respecto al eje longitudinal de este
cilindro forma la abertura de entrada 26 y permite que se formen el
estribo en forma de U 32 y el nervio transversal 34. Los procesos
de mecanizado pueden llevarse a cabo también evidentemente al revés,
de manera que se realice el taladro y después se retiren por
fresado los segmentos del cilindro. En la vista de la Fig. 8, se
puede reconocer que se utilizó un taladro con punta cónica, de
manera que una superficie de choque 40, que forma una superficie
lateral del nervio transversal 34 orientada hacia la abertura de
entrada 26, está provista de una depresión en forma de sección
cónica. Esta depresión de la superficie de choque 40 sirve para
controlar el desgarro del chorro parcial que choca contra el nervio
transversal 34. De manera alternativa, puede estar prevista, por
ejemplo, una depresión en forma de sección esférica, una superficie
de choque plana o una superficie de choque curvada hacia fuera,
hacia la abertura de entrada 26.
La pieza añadida 28 de la Fig. 8 asegura una
distancia exacta entre la superficie de choque 40 del nervio
transversal 34 y la abertura de entrada 26. Dado que la pieza
añadida 28, es insertada únicamente en la carcasa de boquilla 12,
se puede variar el comportamiento de pulverización de la tobera
mediante el simple cambio de la pieza añadida 28.
La vista en perspectiva de la Fig. 9 muestra una
pieza adicional 42 según una forma de realización alternativa. La
pieza adicional 42 presenta un nervio transversal 44 con un espesor
menor frente al estribo en forma de U restante. Como consecuencia
de ello, el tamaño de la superficie de choque, sobre la cual hace
impacto un chorro de fluido que penetra a través de un obturador,
es reducido y chorros parciales mayores en cuanto a la sección
transversal pasan el nervio transversal 44 por ambos lados. De esta
manera se puede influir sobre el patrón de pulverización de la
tobera de pulverización según la invención.
La vista en perspectiva de la Fig. 10 muestra
otra forma de realización alternativa. La pieza añadida 46 presenta,
en la presente memoria, un estribo en forma de U, el cual presenta
una anchura reducida en la zona del nervio transversal, de manera
que entre el extremo derecho y el izquierdo del nervio transversal
48 y la pared interior de la cámara de salida queda en cada caso un
espacio intermedio. Gracias a ello, se puede influir también sobre
el patrón de pulverización de la tobera de pulverización según la
invención.
La vista en perspectiva de la Fig. 11 muestra
otra estructuración de la pieza adicional 48. En este caso, el
espesor del nervio transversal 50 disminuye en la dirección de la
abertura de entrada, de manera que se forma un nervio transversal
50 a modo de filo.
La vista en perspectiva de la Fig. 12 muestra
otra forma de realización de una pieza añadida 52. Un nervio
transversal 54 está formado, en este caso, redondeado en su lado
alejado de la abertura de entrada en el obturador, y la superficie
de choque 56 orientada hacia la abertura de entrada está formada en
forma de rectángulo y plana.
La vista en sección de la Fig. 13 muestra una
posible forma de realización alternativa de una carcasa de boquilla
58. Un fondo de cámara 60 está formado plano y las paredes laterales
de una cámara de salida 62 discurren en un ángulo de menos de 90º
hacia el fondo de cámara 60 plano. La carcasa de boquilla 58 se
puede realizar, por ejemplo, mediante desplazamiento lateral de un
denominado taladro desplazado, es decir, de un taladro con
superficie laterales que afluyen curvada para formar una punta.
La vista en sección de la Fig. 14 muestra otra
forma de realización alternativa de una carcasa de boquilla 64. Un
fondo de cámara 66 está formado plano y las paredes laterales de una
cámara de salida 68 se extienden en ángulo recto hacia el fondo de
cámara 66 plano.
En la vista lateral de la Fig. 15, la tobera de
pulverización 10 de la Fig. 1 está sujeta a una carcasa de cámara
de mezcla 70. La carcasa de boquilla 12 es sujeta al mismo tiempo
mediante una tuerca de racor 72 a una rosca exterior de la carcasa
de cámara de mezcla 70. La carcasa de cámara de mezcla 70 presenta
una primera entrada 74 para líquido, por ejemplo agua, y una
segunda entrada 76 para gas, por ejemplo aire a presión. Como puede
reconocerse en la vista en sección de la Fig. 16, se introduce un
chorro de agua transversalmente con respecto a un eje longitudinal
en una cámara de mezcla 78 y en un lado, opuesto a la tobera de
entrada, de la cámara de mezcla 38 está prevista una superficie de
choque cónica. A través de la conexión 76, se conduce aire a
presión en ángulo recto hacia el chorro de líquido en la cámara de
mezcla 78, de manera que en la cámara de mezcla aparece una mezcla
íntima entre el gas y el líquido y entra como mezcla de fluido en la
carcasa de boquilla 12. Como se ha explicado anteriormente, la
mezcla de fluido pasa entonces la abertura de entrada en el
obturador de la pieza añadida y una parte del chorro de fluido choca
sobre el nervio transversal de la pieza añadida. Gracias a la
brusca ampliación de la sección transversal en el paso del obturador
en la cámara de salida se desgarra el chorro de fluido entrante. En
último término, el fluido arremolinado sale entonces de la abertura
de salida 24. La tobera de pulverización 10 según la invención se
hace funcionar en la forma de realización de las Figs. 15 y 16, por
consiguiente, como tobera de pulverización binaria, si bien es
adecuada, sin embargo, al mismo tiempo como tobera de pulverización
simple.
Un flujo volumétrico de fluido a través de la
abertura de salida 24 se determina en la tobera de pulverización 10
según la invención mediante el tamaño de la abertura de entrada en
el obturador de la pieza añadida. La abertura de salida 24 y el
cono de salida 14 que se conecta a la abertura de salida 24 son
responsables entonces de la formación del cono de pulverización. La
tobera de pulverización según la invención por ello puede ser
fabricada con formas diferentes de las aberturas de salida y de los
conos de salida, de manera que se puede realizar la forma de cono
de pulverización que se necesita para un propósito de utilización
previsto. Dado que el flujo volumétrico de fluido emitido es
determinado por la abertura de entrada en el obturador, una
adaptación de este tipo de la forma de la abertura de salida no
conduce a una variación del flujo volumétrico de fluido emitido.
Por el contrario, el flujo volumétrico de fluido emitido puede ser
adaptado mediante variación del obturador, sin variar esencialmente
la forma del cono de pulverización emitido.
Además, cabe retener que la tobera de
pulverización 10 según la invención presenta secciones transversales
de paso grandes y, por consiguiente, es menos sensible a las
obturaciones. El cono de pulverización macizo, con sección
transversal ovalada, generado en la tobera de pulverización 10 es
generado mediante una abertura de salida 24 única y el también el
obturador presenta una única abertura de entrada y, por
consiguiente, dimensionada grande en cuanto a la sección
transversal.
La vista en sección de la Fig. 17 muestra otra
forma de realización de una tobera de pulverización 80 que no es
según la invención. La tobera de pulverización 80 presenta una
abertura de salida 82 ovalada y una cámara de salida 84 con sección
transversal ovalada. Un eje largo de la cámara de salida 84 ovalada
está dispuesto perpendicularmente con respecto a un eje más largo
de la abertura de salida 82 ovalada. Asimismo perpendicular con
respecto al eje más largo de la abertura de salida 82 está dispuesta
una barra redonda 86 en la cámara de salida 84. La barra redonda 86
sirve como elemento de pulverizador previo y está insertada en un
taladro, que atraviesa una carcasa de boquilla 88. En un extremo de
la cámara de salida 84, opuesto a la abertura de salida 82, está
insertado un obturador 90 anular con una abertura de entrada
central. Un chorro de fluido pasa a través de la abertura de
entrada 92 y choca sobre la barra redonda 86. A causa del choque y
debido a la brusca ampliación de la sección transversal en el paso
del obturador 90 a la cámara de salida 84 el chorro de fluido
entrante es desgarrado de manera que, después de la salida a través
de la abertura de salida 82, se puede generar un cono de
pulverización macizo con forma de sección transversal ovalada.
La tobera 80 es también poco sensible a la
obturación y se puede fabricar de manera sencilla, dado que la
barra redonda 86 y el obturador 90 se pueden fabricar como piezas
torneadas sencillas.
La vista de la Fig. 18 muestra la tobera de
pulverización 10 de la Fig. 15, que está conectada corriente arriba
de la carcasa de cámara de mezcla 70 mostrada asimismo en la Fig.
15. Entre la carcasa de cámara de mezcla 70 y la tobera de
pulverización 10 está dispuesto un tubo de prolongación 92. Mediante
el tubo de prolongación 92 se puede disponer la tobera de
pulverización, en caso de relaciones espacialmente estrechas, cerca
del punto de pulverización previsto, por ejemplo entre rodillos de
guiado de una instalación de colada continua.
Claims (20)
1. Tobera de pulverización de cono macizo, en
particular para la pulverización de líquidos poco viscosos para la
refrigeración en instalaciones de colada continua de palanquillas o
de desbastado, con una boquilla con una cámara de salida (22; 62;
68; 84) y una abertura de salida (24; 82), que parte de la cámara de
salida (22; 62; 68; 84), con una sección transversal más pequeña
que la cámara de salida (22; 62; 68; 84), presentando una abertura
de entrada (26) en la cámara de salida (22; 62; 68; 84) una sección
transversal menor que la cámara de salida (22; 62; 68; 84) y
estando dispuesto corriente arriba de la abertura de entrada (26),
en la cámara de salida (22; 62; 68; 84), un elemento de
pulverizador previo (34; 44; 48; 50; 54; 86) de tipo nervio sobre
el cual hace impacto, por lo menos parcialmente, un chorro de fluido
tras la entrada en la cámara de salida (22; 62; 68; 84), estando
prevista la abertura de entrada (26) en un obturador (30), el cual
está insertado en una boquilla (12), estando previsto el elemento
de pulverizador previo (34; 44; 48; 50; 54) de tipo nervio en un
estribo en forma de U (32), el cual está insertado en la carcasa de
boquilla (12), caracterizado porque el obturador (30) y el
estribo en forma de U (32) están previstos en una pieza añadida (28;
42; 46; 49; 52) de una sola pieza.
2. Tobera de pulverización de cono macizo según
la reivindicación 1, caracterizada porque en la transición
de la abertura de entrada (26) a la cámara de salida (22; 62; 68;
84) está prevista una ampliación brusca de la sección transversal
de un canal de circulación.
3. Tobera de pulverización de cono macizo según
la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque tiene lugar
una determinación del flujo volumétrico de fluido emitido mediante
la sección transversal de la abertura de entrada (26).
4. Tobera de pulverización de cono macizo según
por lo menos una de las reivindicaciones anteriores,
caracterizada porque una formación del cono de pulverización
tiene lugar mediante la abertura de salida (24; 82) y, en su caso,
mediante un cono de salida (14) que se conecta a la abertura de
salida (24; 82).
5. Tobera de pulverización de cono macizo según
por lo menos una de las reivindicaciones anteriores,
caracterizada porque la abertura de salida (24; 82) presenta
una forma de sección transversal ovalada.
6. Tobera de pulverización de cono macizo según
la reivindicación 5, caracterizada porque en la dirección de
salida se conecta a la abertura de salida (24; 82) un cono de salida
(14), que se amplía, con sección transversal ovalada.
7. Tobera de pulverización de cono macizo según
la reivindicación 5 ó 6, caracterizada porque el elemento de
pulverizador previo (34; 44; 48; 50; 54; 86) de tipo nervio se
extiende con su dirección longitudinal esencialmente de manera
perpendicular con respecto a un chorro de fluido entrante a través
de la cámara de salida (22; 62; 68; 84), estando dispuesta la
dirección longitudinal con respecto a un eje más largo de la
abertura de salida (24; 82) ovalada en un ángulo comprendido entre
0º y 360º, en particular 90º.
8. Tobera de pulverización de cono macizo según
por lo menos una de las reivindicaciones anteriores,
caracterizada porque la cámara de salida (22; 62; 68; 84)
presenta una sección transversal ovalada en un plano perpendicular
con respecto a la dirección de salida.
9. Tobera de pulverización de cono macizo según
por lo menos una de las reivindicaciones anteriores,
caracterizada porque el elemento de pulverizador previo (34;
44; 48; 50; 54) de tipo nervio está formado como nervio con una
sección transversal rectangular, estando orientado el lado estrecho
del rectángulo hacia la abertura de entrada (26).
10. Tobera de pulverización de cono macizo según
por lo menos una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizada
porque el elemento de pulverizador previo de tipo nervio está
formado como una barra redonda (86) que se extiende
transversalmente a través de la cámara de salida (84).
11. Tobera de pulverización de cono macizo según
por lo menos una de las reivindicaciones anteriores,
caracterizada porque está formada una superficie de choque
(40; 56) orientada hacia la abertura de entrada del elemento de
pulverizador previo de tipo nervio curvada hacia la abertura de
entrada hacia fuera, plana o como superficie interior de una
depresión en el elemento de pulverizador previo.
12. Tobera de pulverización de cono macizo según
por lo menos una de las reivindicaciones anteriores,
caracterizada porque la abertura de salida (24; 82) está
dispuesta en un fondo de cámara de la cámara de salida, chocando
las paredes interiores de la cámara de salida en un centro
imaginario de la abertura de salida (24; 82) formando un ángulo, el
cual está comprendido entre 140º y 180º, en particular entre 170º y
180º.
13. Tobera de pulverización de cono macizo según
por lo menos una de las reivindicaciones anteriores,
caracterizada porque el fondo de cámara está formado de
manera esférica.
14. Tobera de pulverización de cono macizo según
por lo menos una de las reivindicaciones 1 a 12,
caracterizada porque el fondo de cámara (60; 66) está
formado plano.
15. Tobera de pulverización de cono macizo según
la reivindicación 14, caracterizada porque las paredes
interiores de la cámara de salida (68) están dispuestas
perpendiculares con respecto al fondo de cámara (66) plano.
16. Tobera de pulverización de cono macizo según
la reivindicación 14, caracterizada porque unas paredes
interiores de la cámara de salida (62) afluyen formando un ángulo
inferior a 90º hacia el fondo de cámara (60) plano.
17. Tobera de pulverización de cono macizo según
por lo menos una de las reivindicaciones 1 a 12,
caracterizada porque el fondo de cámara está formado
mediante desplazamiento de un taladro o fresa, en particular de un
taladro de cabeza esférica, por lo menos en una dirección
lateral.
18. Tobera de pulverización de cono macizo según
por lo menos una de las reivindicaciones anteriores,
caracterizada porque corriente arriba de la abertura de
entrada (26) está prevista una cámara de mezcla (78) para líquido y
gas.
19. Tobera de pulverización de cono macizo según
la reivindicación 18, caracterizada porque la cámara de
mezcla (78) está formada para una entrada de una corriente de
fluido perpendicularmente con respecto a una corriente de gas,
estando situada una dirección de circulación desde la cámara de
mezcla (78) hacia la boquilla esencialmente perpendicular con
respecto a la dirección de entrada de la corriente de fluido en la
cámara de mezcla (78).
20. Tobera de pulverización de cono macizo según
la reivindicación 18 ó 19, caracterizada porque entre la
cámara de mezcla (78) y la boquilla está previsto un tubo de
prolongación (92).
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