• Author / Uploaded
• Henry Arenas

• Categories
• Fricción
• Tornillo
• Acero
• Ingeniería
• Ciencia

Citation preview

TOLVAS

DEFINICION GENERAL

Se denomina tolva a un dispositivo similar a un embudo de gran tamaño destinado al depósito y canalización de materiales granulares o pulverizados, entre otros. En ocasiones, se monta sobre un chasis que permite el transporte. Generalmente es de forma cónica y siempre es de paredes inclinadas como las de un gran cono, de tal forma que la carga se efectúa por la parte superior y forma un cono la descarga se realiza por una compuerta inferior

Tolva en Minería

Tolva en la Agroindustria

ELEMENTOS DE UNA TOLVA EN GENERAL

La tolva de almacenamiento costa de las siguientes partes: 1. Carcasa cilíndrico – cónico 2. Sistema de descarga 3. Tapa sistema descarga.

EN FORMA AMPLIFICADA

TIPOS O CLASES DE TOLVAS

TOLVAS SEGÚN SU FORMA TOLVA RECTANGULAR

De acero al carbono para orujo de 2 fases, con cubierta. Diseño y fabricación adaptable para cualquier capacidad.

TOLVA CUADRADA

De acero al carbono, para almacenamiento de alpe rujo de dos fases y descarga mediante válvula tajadera neumática la forma cuadrada de la tolva permite una mayor área de recepción de desechos al momento de ser descargadas desde un volquete.

SEGÚN NORMALIZADO

TOLVAS AUTOMÁTICAS

TOLVA CON VOLUMÉTRICO

DOSIFICADOR

El alimento se acumula en la tolva central la cual cuenta con una serie de conductos que parten desde su parte inferior para distribuir el producto en varios lugares a la vez. Esta clase de tolva se utiliza con alimentos sólidos homogéneos como granos y polvos.

TOLVA CON DOSIFICADOR DE TORNILLO SIN FIN La tolva en su interior cuenta con un tornillo sin fin. La cantidad de vueltas del tornillo se ajusta en dependencia de la composición del alimento a dosificar. Indicada en la dosificación de alimentos en polvo.

TOLVAS CON DOSIFICADOR DE PISTÓN Se emplea para el suministro de alimentos líquidos y semilíquidos. En este caso la tolva es hermética conteniendo en su interior líquido que se va distribuyendo a medida que se desplaza el pistón por el interior de la tolva. Esta es la tolva automática perfecta para alimentos líquidos de alta densidad o viscosos.

TOLVA PORCIONADORAS

Son tolvas en acero inoxidable, con bordes redondeados y sistema de dosificado mediante guillotina comandada automáticamente mediante un motoreductor y una fotocélula

Tolva en acero inoxidable. Con bordes redondeados y sistema de corte a estrella triangular. Apta para pasta dura y blanda.

Tolva en acero inoxidable. Con bordes redondeados y sistema de dosificado mediante cuchillas automáticas y cilindros en acero inoxidable. Con "catador", para mejorar el descenso de masas duras.

TOLVAS EN LA MINERIA

Una tolva es un equipo de almacenamiento de mineral ya sea grueso o fino, la cual se compone de dos partes: Una sección convergente situada en su parte inferior a la que se conoce como boquilla, la cual puede ser de forma cónica o en forma de cuña, y una sección vertical superior que es la tolva propiamente dicha, la cual proporciona la mayor parte del volumen de almacenamiento de mineral.

TIPOS DE TOLVAS EN MINERIA TOLVAS DE GRUESOS

Las tolvas de gruesos son depósitos que sirven para almacenar el mineral bruto que viene de la mina, y así alimentar a las chancadoras en forma regular. Generalmente son de concreto armado, tienen la forma cuadrada que termina en un cono piramidal

TOLVAS DE FINOS Son depósitos que sirven para almacenar el mineral fino, ya chancado y abastecer a los molinos en una forma regular. Las tolvas de finos son importantes por los siguientes motivos. a. Aseguran una alimentación constante a los molinos. b. Permite hacer reparaciones en la sección de molienda sin necesidad de parar la sección de chancado. c. Permiten parar la sección chancado, para realizar reparaciones, y limpieza. sin necesidad de parar la sección molienda

ESQUEMA DE LA UTILIZACION DE TOLVAS EN UN SISTEMA DE CARREAJE EN UNA PLANTA

TOLVAS DE TRANSPORTE DE MINERAL Vagón tolva Consiste en una plataforma que incorpora una caja abierta de forma cónica y de paredes inclinadas que permite la carga por la parte superior y, la descarga, por una compuerta inferior o una compuerta lateral. Estos vagones se utilizan para transportar materiales granulares o pulverizados de tipo mineral (carbón)

PROBLEMAS TÍPICOS DE FLUJO No flujo Esta condición, la más seria, describe lo que sucede cuando la válvula o compuerta están abiertas, o el alimentador en operación, y no se presenta la descarga del contenido de la tolva. La falta de fluencia puede deberse, entre otras cosas, a la formación de puentes, o arcos, los se manifiestan como obstrucciones, o establecen un hoyo estable (“rathole” o “piping”) sobre la abertura de descarga.

Flujo errático Esta condición ocurre por el paso de una condición de “no flujo” a una de “flujo” o viceversa, debido al colapso de los arcos o puentes. Estos últimos, probablemente volverán a formarse luego de un período corto de descarga del material. Fluidización Cuando se maneja sólidos muy finos en condición de flujo errático, el colapso de las paredes pseudo estables de material pueden mantener atrapadas burbujas de aire. Estas burbujas fluidizan al material al ir ascendiendo por el lecho particulado. El material fluidizado adquiere características de líquido y vacía

Capacidad restringida Cuando se desarrolla un hoyo estable dentro de un contenedor, la capacidad de la tolva se ve drásticamente restringida hasta un 10 a 20 % de su volumen original. Segregación Muchos materiales sólidos a granel se segregan cuando se los maneja en los diferentes equipos y sistemas. Si el material está compuesto por un rango amplio de tamaños de partícula, los finos se van a concentrar debajo del punto de carga de la tolva, mientras que los gruesos se agrupará en la periferia de la pila.

Degradación La degradación se puede manifestar como daño en alimentos almacenados, oxidación conducente a combustión espontánea, o aglomeración de polvos químicos en aquellas situaciones en que la segregación condiciona una situación de descarga discontinua (“first–in last–out sequence”). La degradación por ruptura de las partículas es causado por impacto durante la carga o por excesiva presión combinada con movimiento dentro de la tolva.

RELACIÓN ENTRE LOS PROBLEMAS DE FLUJO Y LOS PATRONES DE FLUJO

LOS PATRONES DE FLUJO

FLUJO EMBUDO

Flujo total

MEDICION DE LAS PROPIEDADES DE FLUJO

La fluencia de materiales sólidos a granel ha recibido especial atención en los últimos treinta años. Se han identificado siete variables principales que tienen influencia sobre esta propiedad.

La siguiente grafica permite establecer el patrón de flujo que se va a presentar una vez conocidos la pendiente de la boca de la tolva y el ángulo de fricción del material almacenado.

Descarga Natural en Tolvas Los límites de flujo en masa y flujo tipo embudo para tolvas cónicas y para tolvas planas dependen del ángulo con la vertical θ, el ángulo efectivo de fricción interna δ  y el ángulo de fricción con la pared Ф

Abertura de la tolva para sólidos gruesos Por medio de un análisis de fuerzas en equilibrio para un material granular en la zona de la tolva se puede demostrar que:

donde: σ 1 es el esfuerzo actuando en el arco a un ángulo de 45º, ρb  es la densidad a granel del sólido, g es la aceleración de la gravedad, B es la abertura de la tolva, H(θ)  es un factor que toma en cuenta variaciones en grosor del arco, el ángulo con la vertical y el tipo de tolva (cónica o plana), y a es la aceleración de descarga del sólido granular

Abertura de la tolva para sólidos gruesos Se puede demostrar que la abertura mínima de la tolva para prevenir la formación del arco cohesivo es función del estado de equilibrio estático, o seacuando a=0, por lo que sustituyendo y despejando de la ecuación anterior:

La variable H(θ) tiene un valor de 2.4 aproximadamente para tolvas cónicas y de2.2 aproximadamente para tolvas con abertura cuadrada. Para determinar el valor de σ1 se hace uso de curvas de diseño.

Abertura de la tolva para sólidos gruesos Para determinar el valor de σ 1 se hace uso de curvas de diseño, de la función de falla ff y del factor de flujo ff, el cual puede definirse por la relación:

Abertura de la tolva para sólidos gruesos

El punto crítico de intersección en la figura anterior se denota como esfuerzo de corte crítico aplicado, siendo el esfuerzo definido en las ecuaciones anteriores. Al obtenerlo y sustituirlo se determinará la dime nsión mínima de abertura B min necesaria para promover el flujo del material almacenado. Para facilitar la estimación del facto r de flujo, se han elaborado gráficas de diseño para tolvas cónicas y planas y para diversos valores del ángulo efectivo de fricción interna.

Abertura de la tolva para sólidos gruesos Caudal másico o velocidad de flujo

Puede deducirse una expresión a partir de los dos componentes de la aceleración donde: ac es el componente convergente debido al canal de flujo y av es el componente debido al incremento de velocidad una vez que se inicia el flujo.

ff es el factor de flujo crítico basado en la dimensión mínima de arqueado, mientras que ffa es el factor de flujo real basado en la

donde: V  es la velocidad de descarga y m  es una constante cuyo valor es de cero para tolvas planas y de la unidad para tolvas cónicas. Sustituyendo las dos ecuaciones anteriores en la primeras y despejando av:

A medida que la velocidad de descarga se incrementa, av tiende a cero, por lo que una velocidad terminal promediada Va se alcanzará sustituyendo av=0 en la ecuación previa, obtenemos la siguiente relación:

 El caudal en masa Q0 se representa por:

donde: B es el diámetro o ancho de abertura y L es la longitud de abertura.

Referencias [1] RAYMUS, G.: “Handling of Bulk Solids and Packaging of Solids and Liquids”.PERRY’S  CHEMICAL ENGINEERS’ HANDBOOK. McGraw-Hill.1999. pag. 27– 51. [2] Wilkomirsky, I. (1991). Metalurgia no ferrosa. Departamento de Ingeniería Metalúrgica, Universidad de Concepción. [3] Tolvas. School of Computer Science. [en línea]. Pittsburg, U.S.A.: 2001. [consulta: 21 Feb:2003].