BRPI0413834B1

BRPI0413834B1 - cabeçote de entrada para um ciclone

Info

Publication number: BRPI0413834B1
Application number: BRPI0413834A
Authority: BR
Inventors: Oscar Castro Soto
Original assignee: Vulco Sa
Priority date: 2003-08-29
Filing date: 2004-08-27
Publication date: 2015-11-17
Also published as: PE20050796A1; JO2626B1; EP1660235A1; EP1660235A4; AP2006003554A0; ATE459425T1; EP1660235B1; US7434696B2; DE602004025821D1; NZ545395A; CA2536898A1; CL2003001757A1; AU2004268688A1; MY137909A; ZA200601369B; MXPA06002177A; BRPI0413834A; NO20061367L; TW200507940A; TWI240656B

Abstract

"cabeçote de entrada para um ciclone'. um cabeçote de entrada para um ciclone, o cabeçote de entrada incluindo uma câmara de alimentação ali que tem uma parede lateral interna, uma parede de extremidade em uma extremidade da parede lateral, uma extremidade aberta na outra extremidade da parede lateral, a extremidade aberta sendo de seção transversal circular com um eixo geométrico central. o cabeçote de entrada ainda inclui uma janela de entrada adjacente à parede de extremidade para o envio de material a ser separado para a câmara de alimentação, a janela de entrada tendo uma dimensão de altura de alimentação h1 na direção do eixo geométrico central, uma saída de extravasamento na parede de extremidade, a qual é coaxial com o eixo geométrico central, e uma zona de entrada de alimentação na parede lateral interna da câmara de alimentação tendo uma extremidade a montante adjacente à janela de entrada e uma extremidade a jusante. a zona de entrada de alimentação é na forma de uma voluta que tem um eixo geométrico de voluta que se estende em torno da parede lateral interna e incluindo um primeiro setor, no qual a voluta geralmente é em ângulos retos com o eixo geométrico central, e um segundo setor, no qual a voluta se estende em torno da parede lateral geralmente na direção do eixo geométrico central a partir da parede de extremidade, onde a distância a partir do eixo geométrico de voluta até o eixo geométrico central diminui com a progressão da voluta a partir da janela de entrada, e a distância l1 é uma fração f da dimensão de altura de alimentação h1.

Description

CABEÇOTE DE ENTRADA PARA UM CICLONE

Esta invenção se refere geralmente a separadores de ciclone para a separação ou a classificação de materiais e componentes para isso.

Uma aplicação em particular da presente invenção concerne à provisão de um hidrociclone para a separação ou a classificação de suspensões na indústria de processamento mineral. Os melhoramentos no separador de ciclone da presente invenção não estão limitados àquela aplicação em particular e podem encontrar uso na separação de outros materiais. Vários tipos de separação de aparelho de classificação são usados na indústria, um aparelho comumente usado sendo hidrociclones. Há uma necessidade crônica de um aparelho para aumento da capacidade de produção, diminuição do tamanho de corte e melhoria da eficiência de operação. Para se aumentar significativamente a capacidade de produção, no passado era necessário aumentar o tamanho do hidrociclone. Aumentar o tamanho do hidrociclone, contudo, sofre da desvantagem de geralmente resultar em um tamanho de corte maior e uma eficiência reduzida.

De acordo com um aspecto da presente invenção, é provido um cabeçote de entrada para um ciclone, o cabeçote de entrada incluindo uma câmara de alimentação ali que tem uma parede lateral interna, uma parede de topo ou de extremidade em uma extremidade da parede lateral, uma extremidade aberta na outra extremidade da parede lateral, a extremidade aberta sendo de seção transversal circular com um eixo geométrico central, uma janela de entrada adjacente à parede de topo ou de extremidade para o envio de um material a ser separado para a câmara de alimentação, a janela de entrada tendo uma dimensão de altura de alimentação H1 na direção do eixo geométrico central, uma saída de extravasamento na parede de topo ou de extremidade a qual é coaxial com o eixo geométrico central, ura captador de vórtice ("vortex finder") na parede de topo ou de extremidade ou se estendendo para a câmara de alimentação na direção do eixo geométrico central uma distância LI a partir da parede de topo ou de extremidade, e uma zona de entrada de alimentação na parede lateral interna da câmara de alimentação tendo uma extremidade a montante adjacente à janela de entrada e uma extremidade a jusante, a zona de entrada de alimentação sendo na forma de uma voluta que tem um eixo geométrico de voluta que se estende em torno da parede lateral interna e incluindo um primeiro setor, ou superfície Sl, no qual a voluta geralmente é plana com o plano horizontal, e um segundo setor no qual a voluta desce (superfícies S2) . Esta superfície se estende em torno da parede lateral geralmente na direção do eixo geométrico central a partir da parede de topo ou de extremidade, onde a distância a partir do eixo geométrico de voluta até o eixo geométrico central diminui com a progressão do volume a partir da janela de entrada, e a distância LI é uma fração F da dimensão de altura de alimentação H1 (Figura 2), Em uma forma preferida, a janela de entrada geralmente é de seção transversal retangular.

Preferencialmente, a fração F é de 0 a 0,95. Preferencíalmente, o primeiro setor progride a partir da janela de entrada em torno da parede lateral interna por um ângulo αΐ o qual varia de 0o a 100°. Preferencialmente, o segundo setor se estende na direção do eixo geométrico central por uma distância D que varia de 0,25 a 1 H1 para cada 90° de progresso em torno da parede lateral interna. A curva produzindo a variação do raio de geratriz com o ângulo no centro, por exemplo, pode ser uma linha reta ou uma curva convexa.

As modalidades preferidas da invenção serão descritas, a partir deste ponto, com referência aos desenhos em anexo, e naqueles desenhos: a Figura 1 é uma elevação lateral em seção transversal esquemática de um ciclone que ilustra seus recursos principais; a Figura 2 é uma elevação lateral em seção transversal esquemática de um cabeçote de entrada de um ciclone convencional; a Figura 3 é uma vista plana do cabeçote de entrada mostrado na Fig. 2; a Figura 4 é uma vista em seção transversal esquemática de um cabeçote de entrada para um ciclone de acordo com a presente invenção; e a Figura 5 ê uma vista plana do cabeçote de entrada mostrado na Figura 4. A Figura 1 é uma elevação lateral esquemática de um ciclone 10 que ilustra seus recursos principais. Preferencialmente, o segundo setor do volume se estende em torno da parede interna por um ângulo que varia de 200° a 380°. O ciclone 10, quando em uso, normalmente é orientado com seu eixo geométrico central 12 sendo disposto na vertical. O ciclone 10 inclui um cabeçote de entrada 20, que tem uma câmara de alimentação 21 ali com uma parede lateral interna 22 e uma parede de topo 23. Uma janela de entrada 24 provê o envio de material a ser separado para a câmara de alimentação 21. Uma saída de extravasamento 25 é provida na parede de topo 23 e um captador de vórtice ("vortex finder") 26 se estende para a câmara de alimentação 21. A jusante do cabeçote de entrada 20 há uma seção de separação 30, a qual tem uma câmara de separação 32 com uma parede interna de formato cônico 33. Uma saída de esgotamento 35 é provida no final da seção de separação 30. A presente invenção é particularmente concernida a um cabeçote de entrada melhorado para um ciclone.

As Figuras 2 e 3 ilustram um cabeçote de entrada típico o qual é atualmente conhecido. Como mostrado, a janela de entrada 24 geralmente é de seção transversal retangular e tem uma dimensão de altura H1 na direção do eixo geométrico central. A alimentação para a câmara 21 geralmente é tangencial à parede lateral interna 22. 0 captador de vórtice ("vortex finder") 26 se estende para a câmara de alimentação uma distância LI a partir da parede de topo 23. Geralmente, em ciclones conhecidos, LI é maior do que Hl. 0 cabeçote de entrada 20 da presente invenção é mostrado nas Figuras 4 e 5. Números de referência iguais àqueles usados anteriormente foram usados para a identificação de partes iguais. Como mostrado, o cabeçote de entrada inclui uma zona de entrada de alimentação 40, a qual se estende a partir da janela de entrada 24. A zona de entrada 40 é na forma de uma voluta que tem um eixo geométrico de voluta 41 e inclui um primeiro setor SI o qual é disposto geralmente de forma horizontal e se estende ao longo da parede lateral por um ângulo al e um segundo setor S2 a jusante do primeiro setor Sl, o segundo setor se estendendo em torno da parede lateral por um ângulo a2 e para baixo na direção do eixo geométrico central por uma distância D para cada 90° de progressão em torno da parede lateral.

Como mostrado, a distância a partir do eixo geométrico de voluta 41 até o eixo geométrico central 12 progressivamente diminui a partir da janela de entrada 24. Mais ainda, o comprimento LI do captador de vórtice é menor do que a dimensão Hl. Foi descoberto que a fração F de LI para Hl pode variar de 0 a 0,95. Desejavelmente, D é de 0,25 Hl a Hl para cada 90° de progressão da voluta. Mais ainda, a variação do raio de geratriz da voluta Sl mais S2 com o ângulo α deve diminuir continuamente; isto é, ele não contém quaisquer pontos singulares e, preferencialmente, é uma linha reta ou curva. O ângulo a2 preferencialmente varia de 200° a 380°.

Finalmente, é para ser compreendido que várias alterações, modificações e/ou adições podem ser incorporadas nas várias construções e nos arranjos de partes, sem se desviar do espírito ou do âmbito da invenção.

Claims

1. Cabeçote de entrada para um ciclone, caracterizado pelo fato de o cabeçote de entrada incluir uma câmara de alimentação ali que tem uma parede lateral interna, uma parede de topo ou de extremidade em uma extremidade da parede lateral, uma extremidade aberta na outra extremidade da parede lateral, a extremidade aberta sendo de seção transversal circular com um eixo geométrico central, a janela de entrada adjacente à parede de topo ou de extremidade para o envio de material a ser separado para a câmara de alimentação, a janela de entrada tendo uma dimensão de altura de alimentação H1 na direção do eixo geométrico central, uma saída de extravasamento na parede de topo ou de extremidade, a qual é coaxial com o eixo geométrico central, um captador de vórtice ("vortex finder") na parede de topo ou de extremidade ou se estendendo para a câmara de alimentação na direção do eixo geométrico central por uma distância LI a partir da parede de topo ou de extremidade, e uma zona de entrada de alimentação na parede lateral interna da câmara de alimentação tendo uma extremidade a montante adjacente à janela de entrada e uma extremidade a jusante da zona de entrada de alimentação sendo na forma de uma voluta que tem um eixo geométrico de voluta que se estende em torno da parede lateral interna, e incluindo um primeiro setor, no qual a voluta geralmente está em ângulos retos com o eixo geométrico central, e um segundo setor, no qual a voluta se estende em torno da parede lateral geralmente na direção do eixo geométrico central a partir da parede de extremidade, onde a distância a partir do eixo geométrico de voluta até 0 eixo geométrico central diminui com a progressão do volume a partir da janela de entrada, e a distância LI é uma fração F da dimensão de altura de alimentação H1.

2. Cabeçote de entrada, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a janela de entrada ser geralmente de seção transversal retangular.

3. Cabeçote de entrada, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de a fração F ser de 0 a 0. 95.

4. Cabeçote de entrada, de acordo com a reivindicação 1, 2 ou 3, caracterizado pelo fato de o primeiro setor progredir horizontalmente a partir da janela de entrada em torno da parede lateral interna por um ângulo αΐ o qual varia de 0o a 100'.

5. Cabeçote de entrada, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2, 3 ou 4, caracterizado pelo fato de o segundo setor descer a partir do plano horizontal e se estender na direção do eixo geométrico central por uma distância D que varia de 0,25 x H1 a 1 x H1 para cada 90° de progressão em torno da parede lateral interna.

6. Cabeçote de entrada, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2, 3, 4 ou 5, caracterizado pelo fato de a curva que produz a variação do raio de geratriz com o ângulo no centro ser uma linha reta ou uma curva convexa.

7. Cabeçote de entrada, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2, 3, 4, 5 ou 6, caracterizado pelo fato de o segundo setor da voluta se estender em torno da parede interna por ura ângulo que varia de 200° a 380°.