Sistema integrado de precalentamiento y refrigeración de moldes.

Un sistema de termorregulación de moldes para moldeado a presión,

moldes para colada en coquilla y similares, que comprende:

- un tanque abierto (11) que contiene un fluido de refrigeración líquido, en particular agua,

- un circuito hidráulico primario (12) para una circulación de dicho fluido de refrigeración desde dicho tanque de líquido al molde a refrigerar y desde este al tanque a través de un intercambiador de calor (SC),

- un circuito neumático secundario (13) conectado al circuito hidráulico primario (12) y provisto para la circulación de un fluido aeriforme en el molde a refrigerar en una forma alternativa y mezclada con el fluido de refrigeración líquido, y

- una unidad de control del circuito hidráulico primario (12) y del circuito neumático secundario (13) para operar la refrigeración del molde con sólo el fluido de refrigeración líquido, con sólo el fluido aeriforme o con el fluido aeriforme mezclado con el fluido líquido,

caracterizado porque comprende además un circuito hidráulico de precalentamiento (112) integrado con el circuito hidráulico primario (12) y asignado a la producción y a la circulación de un fluido líquido caliente para el precalentamiento del molde que a termorregular.

Sistema integrado de precalentamiento y refrigeración de moldes Campo de la invención La presente invención se refiere a un sistema para la regulación térmica de dispositivos en plantas de procesos industriales que operan a altas temperaturas, en particular, moldes para moldeado a presión, en particular moldes para colada en coquilla y similares.

Estado de la técnica Dichos moldes anteriormente mencionados también pueden trabajar a temperaturas muy altas, por ejemplo de aproximadamente 350º C y superiores. Para su uso correcto en el campo de proceso de formación en moldes, tienen que ser termorregulados, al menos enfriándolos donde su temperatura tiende a valores extremos e inadmisibles.

Usualmente, la refrigeración se realiza mediante un fluido de transferencia de calor, tal como agua o aceite diatérmico, procedente de un tanque y distribuido en los conductos obtenidos en el molde y, posteriormente, en un intercambiador de calor para refrigerarse a su vez antes de su devolución al tanque.

Según la técnica principal, el fluido de refrigeración, en el caso del agua, está contenido en un tanque presurizado y se hace circular en un circuito cerrado de alta presión de aproximadamente 169 bar a 350º C, por ejemplo, este último conlleva problemas estructurales relevantes acerca del sellado y la seguridad del propio circuito.

En una patente anterior IT 1 368 475 del mismo solicitante, se describe y se reivindica un sistema de termorregulación de moldes para moldeado a presión, moldes para colada en coquilla y similares, que comprende un tanque abierto que contiene un fluido de refrigeración líquido, particularmente agua, un circuito hidráulico primario para una circulación de dicho fluido líquido desde dicho tanque al molde que se debe termorregular, y desde éste al tanque a través de un intercambiador de calor. El circuito primario está integrado con el circuito secundario destinado a la circulación de un fluido gaseoso, típicamente aire, en el molde que se debe acondicionar, en una forma alternativa y mixta con el fluido líquido, y con una unidad para controlar y operar el circuito hidráulico primario y el circuito neumático secundario para la operación del sistema y para termorregular el molde con el único fluido líquido, con el único fluido gaseoso o con el fluido gaseoso mezclado con el fluido líquido.

Este sistema es viable y fiable, lo que permite ventajosamente la circulación del fluido de transferencia de calor líquido con niveles de presión relativamente bajos, pero sólo es adecuado para la refrigeración de los moldes.

Sin embargo, en la práctica, a veces es necesario y conveniente, para operar mejor y acelerar el comienzo del proceso de formación del molde, también un precalentamiento de los moldes a una temperatura de 140 a 160º C, por ejemplo, en cualquier casi inferior a la temperatura de trabajo real de los mismos moldes.

El precalentamiento puede realizarse con el fluido líquido que regresa desde un molde y se recoge en el tanque de sistema después de su paso por el intercambiador de calor, pero la temperatura del fluido en el tanque, por lo general en el intervalo de 90 a 100º C, no es suficiente para un calentamiento adecuado de los moldes. Por otro lado, el precalentamiento del molde con un fluido líquido calentado hasta la temperatura deseada en el mismo tanque del sistema termorregulador, o en otro tanque adicional, si no está en condiciones presurizadas, puede conducir a la formación de vapor, pérdida térmica y consumo de energía no deseados.

Objetos y sumario de la invención La presente invención ha sido diseñada para satisfacer esta necesidad también y, como una cuestión de hecho, es su principal objeto establecer las condiciones, además de para la refrigeración del molde con un fluido líquido y/o gaseoso a presiones relativamente bajas, también el precalentamiento de los mismos moldes a una temperatura deseada de tiempo en tiempo.

Un objeto adicional de la invención es entonces proporcionar un sistema para la termorregulación de moldes en el que un circuito de refrigeración y un circuito de calefacción se combinan y se integran, en particular en moldes de moldeado a presión, moldes para colada en coquilla y similares, operando con temperaturas relativamente altas.

Estos objetos se alcanzan, de acuerdo con la invención, mediante un sistema de termorregulación según el preámbulo de la reivindicación 1, y se caracteriza porque el sistema además integra los medios para precalentar el agua y un circuito hidráulico para precalentar o refrigerar el molde con el agua caliente procedente de dichos medios.

Ventajas de un sistema integrado de precalentamiento y refrigeración para moldes, además de los relacionados en la anteriormente mencionada Patente IT 1 368 475 sobre la posibilidad de uso de agua y de aire, por separado y juntos, la seguridad, la limpieza y los aspectos ecológicos y económicos, son evidentemente capaces de utilizar un tanque de almacenamiento abierto de fluido de transferencia de calor, es decir a presión atmosférica, y llevar y utilizar el mismo fluido para dos modos: precalentamiento y refrigeración, alternativamente, en la misma planta, pero 2 5

con el fluido previsto para el precalentamiento teniendo la posibilidad de generarse bajo presión fuera del tanque de almacenamiento para obviar la formación de vapor a las temperaturas requeridas en el molde de precalentamiento.

Breve descripción del dibujo Otros detalles de la invención serán evidentes a partir de la siguiente descripción, hecha con referencia al dibujo adjunto, en el que la única figura muestra un esquema general del sistema.

Descripción detallada de la invención Por lo tanto, y como se representa, el sistema para la termorregulación de un molde o coquilla 10 comprende esencialmente un tanque de almacenamiento 11 abierto, un circuito hidráulico primario 12, un circuito neumático secundario 13 y un circuito 112 de precalentamiento auxiliar conectado al circuito hidráulico primario.

El tanque de almacenamiento 11 tiene un volumen de fluido de transferencia de calor, preferiblemente agua cargada en el mismo y, a continuación rellenada en caso necesario a través de una línea de suministro 14 que tiene un filtro FA y una válvula de carga de solenoide EV1. El nivel de líquido en el tanque 11 se controla mediante un sensor de nivel SL y un dispositivo de desbordamiento 15.

El circuito hidráulico primario 12 tiene una línea de suministro 12' desde el tanque al molde 10 y una línea de retorno 12" desde el molde al tanque, mientras que el circuito neumático 13 está conectado a la línea de suministro 12' del circuito primario mediante un eyector EJT.

A lo largo de la línea de suministro 12' se insertan al menos una bomba de recirculación P1 y, aguas debajo de la misma, pero aguas arriba del eyector EJT, una válvula de solenoide EV4 con apertura ajustable y, aguas abajo de dicho eyector, un interruptor de presión de entrega Pm1, para operar la presión mínima en la misma línea 12', un manómetro M1 y una válvula de seguridad VS. En la longitud entre la bomba de recirculación P1 y la válvula de solenoide EV4, el conducto de suministro 12' se vuelve a conectar al tanque de almacenamiento 11 a través de la línea de derivación 16 que tiene una válvula de encendido/apagado EVBP.

La línea de retorno 12" pasa a través de al menos un intercambiador de calor SC y puede estar provista de un posible interruptor de presión para operar la presión de retorno mínima y con una válvula de medición de regulación DRL. A su vez, el intercambiador de calor SC está alimentado con un fluido de refrigeración a través de las líneas de entrada y de salida 17 bajo el control de una válvula de solenoide EV5 en la línea de entrada.

El circuito neumático 13 se proporciona para la circulación de un fluido aeriforme, típicamente aire, y está conectado a la línea de suministro 12' del circuito hidráulico 12 a través del eyector EJT y que comprende al menos un manómetro M2, una válvula de solenoide de entrada EV2 y una válvula de no retorno VR1.

El circuito de precalentamiento hidráulico 112 del molde es sustancialmente en forma de anillo en su interior y está integrado con el sistema descrito anteriormente. Según la invención, en la línea de retorno 12" del circuito primario 12 se inserta una válvula de solenoide de tres vías EV5, y el circuito de precalentamiento 112 comprende una línea de suministro 112' hacia el molde, preferiblemente en común y coincidente con el misma línea de suministro 12' del circuito hidráulico principal 12, y una línea de retorno 112" que se extiende desde una salida de dicha válvula de tres vías EV5 hasta que se... [Seguir leyendo]

1. Un sistema de termorregulación de moldes para moldeado a presión, moldes para colada en coquilla y similares, que comprende:

- un tanque abierto (11) que contiene un fluido de refrigeración líquido, en particular agua, -un circuito hidráulico primario (12) para una circulación de dicho fluido de refrigeración desde dicho tanque de líquido al molde a refrigerar y desde este al tanque a través de un intercambiador de calor (SC) , -un circuito neumático secundario (13) conectado al circuito hidráulico primario (12) y provisto para la circulación de un fluido aeriforme en el molde a refrigerar en una forma alternativa y mezclada con el fluido de refrigeración líquido, y -una unidad de control del circuito hidráulico primario (12) y del circuito neumático secundario (13) para operar la refrigeración del molde con sólo el fluido de refrigeración líquido, con sólo el fluido aeriforme o con el fluido aeriforme mezclado con el fluido líquido, caracterizado porque comprende además un circuito hidráulico de precalentamiento (112) integrado con el circuito hidráulico primario (12) y asignado a la producción y a la circulación de un fluido líquido caliente para el precalentamiento del molde que a termorregular.

2. Un sistema de acuerdo con la reivindicación 1, en el que -el circuito hidráulico primario (12) comprende al menos una bomba de recirculación (P1) para la circulación del fluido líquido, un conducto de suministro (12') desde el tanque de fluido (11) al molde y una línea de retorno (12") desde el molde al tanque a través del intercambiador de calor para refrigerar dicho fluido, -el circuito neumático secundario (13) está conectado a la línea de suministro (12') de dicho circuito primario hidráulico (12) mediante un eyector (EJT) situado aguas abajo de dicha bomba de circulación y de una válvula de no retorno, y -el circuito hidráulico de precalentamiento (112) comprende

â?¢ una válvula de solenoide de tres vías (EV5) en la línea de retorno (12") del circuito hidráulico primario (12) , aguas abajo de dicho intercambiador de calor (SC) ,

â?¢ un segundo tanque (111) que contiene el fluido líquido precalentado y provisto de un calentador (R) , en particular una resistencia eléctrica, para calentar y mantener la temperatura del fluido de precalentamiento contenido en el mismo,

â?¢ una línea de suministro (112') del fluido de precalentamiento desde dicho segundo tanque (111) al molde,

â?¢ una línea de retorno (112") del fluido de precalentamiento desde el molde al segundo tanque

(111) a través de dicha válvula de tres vías (EV5) .

3. Un sistema de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, en el que el conducto de suministro (112') del circuito hidráulico de precalentamiento (112) , a partir del segundo tanque (111) que contiene el fluido de precalentamiento, coincide al menos parcialmente con la línea de suministro del circuito primario hidráulico (12) , en el que la línea de retorno (112") del circuito hidráulico de precalentamiento (112) coincide con la línea de retorno (12") del circuito hidráulico primario (12) al menos en la parte entre el molde y la válvula de solenoide de tres vías (EV5) , y en el que se proporciona una bomba para la circulación del fluido de precalentamiento en dicho circuito hidráulico de precalentamiento (112) .

4. Un sistema de acuerdo con la reivindicación 3, en el que la bomba para la circulación del fluido en el circuito de precalentamiento (112) es la misma bomba de recirculación (P1) para la circulación del fluido de refrigeración en el circuito hidráulico primario (12) .

5. Un sistema de acuerdo con la reivindicación 3, en el que la bomba para la circulación del fluido en el circuito de precalentamiento (112) se compone de una segunda bomba (P2) que puede activarse alternativamente a la bomba de recirculación (P1) .

6. Un sistema de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el segundo tanque (111) para el fluido de precalentamiento comprende una línea de ventilación (111') que está conectada a través de una válvula de solenoide de ventilación (EV6) a la línea de retorno (12") del circuito hidráulico primario (12) aguas abajo de la válvula de tres vías de solenoide (EV5) , y una sonda térmica (S3) para controlar la temperatura del fluido de precalentamiento en el mismo tanque.

7. Un sistema de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el tanque (11) para el fluido de refrigeración y el molde está provistos de sondas térmicas (S1; S2) y en el que el circuito primario hidráulico (12) , el circuito neumático secundario (13) y el circuito de precalentamiento (112) comprenden válvulas de solenoide, interruptores de presión y manómetros para controlar los fluidos que circulan actualmente.

8. Un sistema de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que en la línea de retorno (12") del circuito hidráulico primario (12) , aguas arriba del intercambiador de calor (SC) se inserta una válvula dosificadora para garantizar un paso de fluido de refrigeración mínimo, para mantener una presión deseada en el circuito hidráulico aguas arriba de la misma válvula, y para reducir la presión de dicho fluido desde el lado de su salida hacia el tanque.