ES2234263T3 - Mecanismo de embrague de centrifuga y diseño de cuchillas con mecanismos de control. - Google Patents
Mecanismo de embrague de centrifuga y diseño de cuchillas con mecanismos de control.Info
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Abstract
Centrífuga que comprende: un husillo (160) centrado sobre un eje geométrico longitudinal (L), teniendo dicho husillo (160) una primera parte extrema y una segunda parte extrema y un interior hueco que discurre a lo largo del eje geométrico longitudinal (L); un tazón (185) fijado a dicha segunda parte extrema de dicho husillo (160); una pluralidad de cuchillas rascadoras (170) dentro de dicho tazón (185) con un eje de accionamiento unido a dichas cuchillas (170), discurriendo dicho eje de accionamiento (161) a lo largo del eje geométrico longitudinal (L) y atravesando dicho eje de accionamiento dicho interior hueco de dicho husillo (160); caracterizada por el hecho de que la centrífuga comprende un único motor (207), una transmisión de frecuencia variable que está conectada eléctricamente al motor único (207), siendo el motor (207) conectado selectivamente en cuanto a la rotación al husillo (160) y al eje de accionamiento (161) por unos medios de unión positiva (120) para hacer selectivamente que dicho eje de accionamiento (121) y dicho husillo (160) giren sincrónicamente en tándem en un primer modo y para producir un movimiento relativo entre el tazón (185) y las cuchillas (170) en un segundo modo.
Description
Mecanismo de embrague de centrífuga y diseño de
cuchillas con mecanismo de control.
La presente invención se refiere a un dispositivo
de separación centrífuga y a un método para separar sólidos de
líquidos. El líquido tiene partículas sólidas en suspensión. La
remoción de sólidos en suspensión puede lograrse de muchas maneras.
Los sólidos pueden ser separados por sedimentación en un tanque, o
bien pueden ser separados por filtración usando cartuchos filtrantes
o bandas de papel filtro de avance progresivo o un filtro prensa. La
sedimentación es un proceso lento, y las otras alternativas generan
inmensos costes de mano de obra o una corriente de desecho que puede
ser mayor que los sólidos en solitario.
El uso de un dispositivo de separación centrífuga
permite extraer del líquido las partículas sólidas. En un separador
centrífugo, el sólido es comúnmente separado del líquido a base de
bombear el líquido o refrigerante contaminado al interior de un
tazón o cámara que está en rotación a alta velocidad. Las fuerzas
centrífugas que son creadas por la rotación de la cámara a alta
velocidad hacen que el fluido contaminado se ajuste a la superficie
interior de la cámara en rotación. La energía centrífuga hace que
los sólidos, más pesados, se concentren en forma de una torta sólida
para así poder ser fácilmente retirados, recuperados, reutilizados o
eliminados. Puesto que el tazón o cámara está en rotación a alta
velocidad, el material sólido se adhiere a la parte lateral del
tazón, mientras que un líquido o refrigerante purificado sale por
una abertura o por aberturas que está o están comúnmente situada o
situadas en la parte inferior o en la parte superior del tazón. La
separación centrífuga es preferible al más tradicional medio de la
filtración porque la filtración no permite la remoción de partículas
submicrométricas sin una extensiva y muy costosa filtración. Cuando
se lleva a cabo tal filtración, el papel filtro o los cartuchos
filtrantes se obstruyen rápidamente y tienen que ser eliminados.
Adicionalmente, estos dispositivos de filtración a menudo no pueden
permitir el paso de fluido de alta viscosidad.
Con el advenimiento de los sistemas de control
por ordenador se ha ensanchado en gran medida el horizonte de
actividades a las que puede aplicarse la separación centrífuga, tal
como es el caso del uso de un separador de desechos. Por ejemplo,
los refrigerantes que se utilizan para trabajar metales a menudo
quedan contaminados durante los procesos de rectificado, trefilado
de alambres, mecanización, pulimentación o desbarbado vibratorio u
otros procesos en los que se trabajan metales. La separación
centrífuga permite incrementar la duración del refrigerante mediante
la limpieza del fluido, y la descarga de sólidos de la
centrifugación puede tener un valor como material comercializable, o
bien puede ser apta para ser eliminada con un coste mínimo. La
amplia gama de aplicaciones abarca las correspondientes a los
fluidos contaminados resultantes de los baños de fosfato, los
dieléctricos, la pulimentación de vidrio, el mecanizado por descarga
de electrones, los baños de enjuague en agua y los baños de ácido,
hasta e inclusive la elaboración de comestibles, donde los aceites
pueden ser contaminados por almidones y otros productos
alimentarios.
Es perfectamente sabido en la técnica que el
rendimiento de un separador centrífugo disminuye cuando las
cuchillas rascadoras o paletas tranquilizadoras no giran a la misma
velocidad como el tazón o cámara. Es deseable que las cuchillas
rascadoras que están dentro del tazón giren a la misma velocidad
como el tazón hasta que llegue el momento en que se desee que dichas
cuchillas rascadoras rasquen o arranquen los sólidos para así
separarlos del lateral del tazón y expulsarlos de la cámara de
tratamiento.
Como se expondrá más detalladamente más adelante,
los sistemas actuales usan un mecanismo de fricción en un intento de
obtener iguales velocidades de rotación para las cuchillas y para el
tazón. Este mecanismo de fricción no proporciona la deseada rotación
continuamente sincrónica de las cuchillas y del tazón. En
funcionamiento, el usuario pondrá periódicamente en marcha el
sistema y dirigirá una luz estroboscópica al interior de la
centrífuga para comprobar si el tazón y las cuchillas están girando
a la misma velocidad. Puesto que el mecanismo de fricción no
proporciona una unión positiva entre el tazón y la cuchilla, no hay
manera de saber si el tazón y la cuchilla continúan girando al
unísono durante el tratamiento. Además, el mecanismo de embrague de
fricción tiene un gran número de piezas, lo cual incrementa la
cantidad de tiempo que debe dedicarse al mantenimiento.
En el documento
US-A-5 250 180 está descrita una
centrífuga del estado de la técnica según el preámbulo de la
reivindicación 1.
Por añadidura, los sistemas actuales son
propensos a pulverizar o nebulizar los fluidos que salen del tazón
en rotación, lo cual puede resultar peligroso para las personas que
se encuentren en el local en el que está teniendo lugar la
centrifugación. Asimismo, esta pulverización o neblina puede
reunirse y ocasionar un goteo que cubrirá la centrífuga y la
maquinaria circundante, y puede contaminar los sólidos que son
expulsados de la centrífuga para pasar al interior de un receptáculo
de recogida.
Otra dificultad que se da es la de que ciertos
sólidos pegajosos se resisten a desprenderse de la cuchilla durante
el rascado. Son preferibles distintas geometrías para hacer que el
sólido se desprenda. Sin embargo, cada cuchilla debe ser equilibrada
para reducir la vibración del sistema, y resulta costoso producir y
equilibrar cada cuchilla correctamente. Sería ventajoso que pudieran
hacerse a medida cuchillas individuales con distintas geometrías
para ser usadas en las distintas aplicaciones. Otras dificultades
que se dan con los actuales diseños de las cuchillas radican en el
hecho de que las mismas requieren en general un par muy considerable
para funcionar. La aplicación de un gran par puede redundar a veces
en la rotura del eje de accionamiento de las cuchillas. Las
cuchillas realizadas según los diseños actuales presentan asimismo a
menudo una gran área superficial a la cual pueden pegarse los
sólidos. Son deseables diseños en los cuales el área superficial
esté minimizada, siendo al mismo tiempo mantenidas al mismo nivel de
eficacia la capacidad de rascado y la acción tranquilizadora.
Otros problemas que se dan con la separación
centrífuga incluyen las dificultades que se tienen para efectuar con
precisión la medición del caudal de líquido contaminado que entra en
el sistema. Puesto que el líquido está contaminado con partículas
sólidas, resulta difícil efectuar con precisión la medición del
caudal que entra en la centrífuga, y para dicha medición con
precisión se requiere a menudo el uso de un costoso equipo.
La presente invención satisface la demanda de un
mecanismo de acoplamiento que asegure una rotación síncrona de las
cuchillas y del tazón en la centrífuga. La presente invención
minimiza adicionalmente la aparición de pulverización y nebulización
a la salida del aparato. La invención aporta además una solución al
problema de obtener geometrías variables usando una cuchilla
estándar con postizos. Se describen también diseños de las cuchillas
adecuados para minimizar el par que se requiere para hacer que
funcione el sistema, así como para minimizar el área superficial a
la cual pueden pegarse los sólidos, manteniendo al mismo tiempo la
capacidad efectiva de rascado y tranquilización. Se describe
asimismo un método sencillo para medir el caudal, junto con un
método para limpiar las cuchillas retirando de las mismas los
sólidos pegados a ellas.
En un aspecto de la invención, la centrífuga
comprende un husillo que está centrado en un eje geométrico
longitudinal y presenta una parte superior, una parte inferior y un
interior hueco que discurre a lo largo del eje geométrico
longitudinal, un tazón que está unido a la parte inferior del
husillo, y un eje de accionamiento que atraviesa el interior hueco y
está provisto de una pluralidad de cuchillas rascadoras unidas al
eje de accionamiento. La centrífuga tiene un mecanismo de embrague
que comprende un acoplamiento corredizo que está unido al eje de
accionamiento de las cuchillas por medio de una chaveta que
establece una unión solidaria en la dirección de rotación. El
acoplamiento corredizo tiene un primer conjunto de dientes que
entran en acoplamiento de interconexión con los dientes de un
segundo conjunto de dientes. Los dientes del segundo conjunto de
dientes están unidos a la parte superior del husillo en una
realización. En otra realización, los dientes del segundo conjunto
de dientes están unidos a una polea que está unida a la parte
superior del husillo. El acoplamiento corredizo puede ser desplazado
hacia arriba y hacia abajo a lo largo del eje geométrico
longitudinal entre dos posiciones. En la primera posición, los
dientes del primer conjunto de dientes y los dientes del segundo
conjunto de dientes están solidariamente unidos en acoplamiento
mutuo, de tal manera que el husillo y el eje de accionamiento de los
rascadores giran al unísono. En la segunda posición están
desacoplados los dientes del primer conjunto y los dientes del
segundo conjunto de dientes.
En otro aspecto de esta invención, la centrífuga
comprende un husillo que está configurado para girar en torno a un
eje geométrico. Un tazón está unido al husillo y gira con el mismo.
Un eje de accionamiento está alojado dentro de un pasaje del husillo
y gira en torno al mismo eje geométrico. Una cuchilla rascadora está
unida al eje de accionamiento y gira con el mismo. Está previsto un
mecanismo para acoplar selectivamente el eje de accionamiento y el
husillo uniéndolos así para de esta manera permitir que ambos sean
accionados por el mismo motor.
En otro aspecto de esta invención, el aparato
rascador de la centrífuga comprende cuchillas que presentan
entrantes en su cara anterior junto al extremo de la cuchilla que es
el que está junto a la superficie interior del tazón. Se ponen
postizos en los entrantes para dar a la cuchilla rascadora distintas
superficies de corte para establecer contacto con los sólidos que se
acumulan sobre la pared interior del tazón.
En otro aspecto de la invención, el juego de
elementos rascadores de la centrífuga comprende una estructura
rascadora rotativa con una serie de extremos opuestos. Cada uno de
los extremos es adyacente a la pared interior del tazón y es también
adyacente a una cara anterior de una cuchilla en la cual están
definidos una serie de entrantes. Se ponen en los entrantes los de
un conjunto de postizos rascadores que están configurados para
arrancar los sólidos que se acumulan sobre la pared interior del
tazón.
En otro aspecto de la invención, la centrífuga
comprende una carcasa que tiene en su interior un tazón rotativo. La
carcasa es cilíndrica con un extremo superior cerrado y un extremo
inferior al menos parcialmente abierto. La carcasa tiene una salida
tangencial, lo cual minimiza el arrastre de gas por parte del
líquido que sale del tazón durante el tratamiento.
En otro aspecto de la invención, la centrífuga
comprende un husillo que está unido a un tazón, girando ambos al
unísono. La centrífuga tiene un eje de accionamiento que está
alojado en un pasaje definido por el husillo. El eje de
accionamiento está unido a cuchillas rascadoras que giran con el eje
de accionamiento. La centrífuga tiene medios para hacer
selectivamente que el eje de accionamiento y el husillo giren al
unísono.
En otro aspecto de la invención, el aparato
centrífugo comprende una primera cuchilla rascadora y una segunda
cuchilla rascadora que giran en torno a un eje geométrico
longitudinal. La primera cuchilla tiene una primera cara anterior y
una primera cara posterior, extendiéndose cada una de las caras
entre un primer borde radialmente interior que está situado en
sustancia a lo largo del final de un primer radio interior trazado
desde el eje geométrico y un primer borde radialmente exterior que
está situado en sustancia a lo largo del final de un primer radio
exterior trazado desde el eje geométrico. La segunda cuchilla tiene
una segunda cara anterior y una segunda cara posterior,
extendiéndose cada una de las caras entre un segundo borde
radialmente interior que está situado en sustancia a lo largo del
final de un segundo radio interior y un segundo borde radialmente
exterior que está situado en sustancia a lo largo del final de un
segundo radio exterior. El primer radio exterior y el segundo radio
interior son tales que las cuchillas primera y segunda presentan al
menos algún solapamiento radial.
En otro aspecto de esta invención, el conjunto de
cuchillas rascadoras de la centrífuga comprende una primera pareja y
una segunda pareja de cuchillas de la centrífuga que giran en torno
a un eje geométrico longitudinal. Las de la primera pareja de
cuchillas son prácticamente simétricas en tono al eje geométrico
longitudinal. Cada una de las cuchillas de la primera pareja de
cuchillas tiene un borde radialmente interior que discurre en
sustancia a lo largo del final de un primer radio y un borde
radialmente exterior que discurre en sustancia a lo largo del final
de un segundo radio. Las de la segunda pareja de cuchillas son
prácticamente simétricas en torno al eje geométrico longitudinal, y
cada una de las cuchillas de la segunda pareja de cuchillas tiene un
borde radialmente interior que discurre en sustancia a lo largo del
final de un tercer radio y un borde radialmente exterior que
discurre en sustancia a lo largo del final de un cuarto radio. El
segundo radio es al menos igual al tercer radio, y el segundo radio
es menor que el cuarto radio.
En otro aspecto de esta invención, el aparato
centrífugo comprende una pluralidad de cuchillas rascadoras que
giran en torno a un eje geométrico longitudinal, cada una de las
cuchillas tiene una cara rascadora y una cara posterior, y cada cara
tiene un borde superior, un borde inferior, un borde interior y
borde exterior. Al menos la primera parte de cada cuchilla presenta
un solapamiento radial con respecto a al menos una segunda parte de
otra de las de la pluralidad de cuchillas.
Otro aspecto de la invención comprende un método
para determinar el caudal que entra en un conjunto que constituye un
rotor y tiene un acelerador, un motor de accionamiento y una
pluralidad de paletas tranquilizadoras, comprendiendo dicho método
los pasos de acelerar el rotor hasta la velocidad de régimen,
mantener el rotor a la velocidad de régimen y medir un primer valor
de línea base de carga. Los pasos adicionales incluyen los de
inyectar un fluido al interior del conjunto que constituye el rotor,
mantener el rotor a la velocidad de régimen mientras es acelerado el
fluido en el conjunto que constituye el rotor, y usar un controlador
lógico programable para restar el primer valor del segundo valor
para así obtener un tercer valor. El tercer valor es convertido por
el controlador lógico programable en un caudal del fluido que es
inyectado al interior del conjunto que constituye el rotor.
En otro aspecto de esta invención, el aparato
centrífugo comprende una centrífuga que tiene una pluralidad de
cuchillas rascadoras que giran en torno a un eje geométrico
longitudinal. Cada una de las cuchillas tiene una cara rascadora y
una cara posterior, teniendo las caras un borde superior y un borde
inferior y un borde interior y un borde exterior. Al menos una de
las cuchillas está dispuesta a un ángulo para obligar a los sólidos
a dirigirse hacia una abertura de descarga practicada en la
centrífuga.
La Fig. 1 es una vista lateral y parcial en
sección de un conjunto que constituye una centrífuga del estado de
la técnica con un mecanismo de embrague de fricción.
La Fig. 2 es una vista lateral parcial en sección
y en despiece que ilustra el conjunto del embrague de fricción que
comprende una parte del conjunto que constituye la centrífuga del
estado de la técnica que se ilustra en la Fig. 1.
La Fig. 3 es una vista parcial fragmentaria en
sección del mecanismo de embrague y del grupo de accionamiento según
una típica realización de la presente invención.
La Fig. 4 es una vista en perspectiva de la
carcasa con el tazón y las cuchillas de la presente invención.
La Fig. 5 es una vista lateral en perspectiva del
mecanismo de embrague y del grupo de accionamiento según una típica
realización de la presente invención.
La Fig. 6 es otra vista lateral en perspectiva
del mecanismo de embrague y del grupo de accionamiento según la
misma realización de la presente invención.
La Fig. 7 es una vista superior del conjunto de
cuchillas con entrantes de la presente invención.
La Fig. 8A es una vista lateral del conjunto de
cuchillas con entrantes de la presente invención en la dirección
1-1 de la Fig. 7.
La Fig. 8B es una vista lateral del conjunto de
cuchillas con entrantes de la presente invención en la dirección
2-2 de la Fig. 7.
La Fig. 8C es una vista lateral del conjunto de
cuchillas con entrantes de la presente invención en la dirección
3-3 de la Fig. 7.
La Fig. 8D es una vista lateral del conjunto de
cuchillas con entrantes de la presente invención en la dirección
4-4 de la Fig. 7.
Las Figs. 9A-9D son vistas
superiores de ejemplos de varios postizos que están destinados a ser
puestos en los entrantes de las cuchillas del conjunto de cuchillas
de las Figs. 7-8D.
La Fig. 10 es una vista lateral que muestra cómo
es manipulado el fluido y cómo el mismo sale del interior del tazón
de centrífuga del estado de la técnica.
La Fig. 11 es una vista superior de la forma de
funcionamiento del dispositivo del estado de la técnica de la Fig.
10.
La Fig. 12 es una vista superior en la que se
muestra cómo el fluido sale del tazón de la presente invención.
La Fig. 13 es una vista superior de otra
realización del conjunto de cuchillas rascadoras.
La Fig. 14 es una vista lateral del conjunto de
cuchillas rascadoras de la Fig. 13 en la que se ilustran las
cuchillas interiores.
La Fig. 15 es una vista superior de la misma
realización de la Fig. 13 en la cual las cuchillas han sido giradas
noventa grados.
La Fig. 16 es una vista lateral del conjunto de
cuchillas rascadoras de la Fig. 15 en la que se ilustran las
cuchillas exteriores.
La Fig. 17 es una vista superior de otra
realización de un conjunto de cuchillas rascadoras que tiene
cuchillas que solapan radialmente.
La Fig. 18 es una vista lateral de la realización
que está ilustrada en la Fig. 17.
A fin y efecto de facilitar la comprensión de los
principios de la invención, se hará a continuación referencia a las
realizaciones que están ilustradas en los dibujos y se utilizará un
lenguaje específico para describirlas. Se entenderá, sin embargo,
que con ello no se pretende limitar en modo alguno el alcance de la
invención, contemplándose todas aquellas alteraciones y adicionales
modificaciones del dispositivo ilustrado y todas aquellas
adicionales aplicaciones de los principios de la invención aquí
ilustrada que se le ocurrirían normalmente a un experto en la
materia a la cual se refiere la invención.
A fin de ilustrar más plenamente las ventajas de
la presente invención, se describe a continuación el dispositivo del
estado de la técnica. Haciendo referencia a las Figs. 1 y 2, está
ilustrado en las mismas un separador centrífugo del estado de la
técnica que cuenta con un mecanismo de fricción para asegurar la
rotación síncrona del tazón y de las cuchillas. Se ilustra en la
Fig. 1 una parte del conjunto 10 del estado de la técnica,
ilustrándose más detalladamente en la Fig. 2 el conjunto 20 que
constituye el embrague de fricción.
El conjunto 10 comprende un husillo 60 que tiene
un extremo inferior y un extremo superior. El tazón 85 está unido
fijamente al extremo inferior del husillo 60, y la polea 43 está
fijada al extremo superior del husillo 60. Un eje 61 de cuchillas
rascadoras o paletas tranquilizadoras tiene una parte superior unida
fijamente a una rueda dentada 40 para cadena articulada y una parte
inferior fijada a una pluralidad de cuchillas 70 por una tuerca 71
que mantiene las cuchillas 70 sujetas sobre el eje 61. El husillo 60
y el eje 61 son concéntricos, y el husillo 60 define un pasaje
interno en el que está alojado el eje 61. La centrífuga tiene
cojinetes principales 50 y tapas de cojinete 52 situados dentro del
alojamiento 51 de los cojinetes.
Durante el tratamiento, la polea 43 es accionada
por una correa (no ilustrada) que está unida a un primer motor (no
ilustrado) que aporta la fuerza motriz que es necesaria para hacer
que giren el husillo 60 y el tazón 85 unido fijamente al mismo así
como el eje 61 y las cuchillas 70 por medio del conjunto 20 que
constituye el embrague de fricción. Durante el modo de rascado la
fuerza motriz que es necesaria para la rotación del eje 61 y de las
cuchillas 70 fijadas al mismo es aportada por una cadena (no
ilustrada) que abraza una rueda dentada 40 para cadena articulada
que es accionada por un segundo motor (no ilustrado). En el modo de
rascado es accionada tan sólo la rueda dentada 40 para cadena
articulada. La rueda dentada 40 para cadena articulada es libremente
flotante hasta que es accionada por el embrague neumático 42, que
obliga a la rueda dentada 40 para cadena articulada a montarse sobre
el conjunto 20 que constituye el embrague de fricción y ponerse así
en acoplamiento con el mismo.
El conjunto 20 que constituye el embrague de
fricción consta de una tuerca de ajuste 21 que está provista de una
rosca exterior 22. La rosca exterior 22 está enroscada en la rosca
interior 23 que está practicada en el plato de ajuste 24. El plato
de ajuste 24 descansa sobre cuatro resortes 25 que están
distanciados de manera equidistante en la circunferencia del plato
de presión 27. Los resortes 25 están alojados en ranuras 26
definidas por el plato de presión 27. El plato de presión 27
descansa sobre un casquillo de bronce 28. El casquillo de bronce 28
descansa sobre el disco de fricción 29, que descansa en la polea 43.
El disco de fricción 29 es resistente a las diferencias de velocidad
de rotación, y está destinado a asegurar la rotación síncrona del
tazón 85 y de la cuchilla 70.
Son numerosas las dificultades que van asociadas
al uso del conjunto 20 que constituye un embrague de fricción. Por
un lado, dicho embrague de fricción tiene numerosas piezas que están
sujetas a desgaste y deben ser sustituidas. Adicionalmente, el disco
de fricción 29 no proporciona una unión positiva para asegurar la
rotación síncrona del tazón y de las cuchillas, sino que el sistema
debe ser supervisado constantemente para asegurar que los
movimientos de rotación del tazón y de las cuchillas se produzcan a
las mismas velocidades de rotación. En funcionamiento, siempre que
la centrífuga está funcionamiento en el modo de rascado el usuario
hace que la misma supere las fuerzas de rozamiento, siendo así
ocasionado el desgaste del conjunto 20 que constituye el embrague de
fricción. Además, al desgastarse el disco de fricción 29 aumenta la
diferencia entre las velocidades de rotación y la dificultad para
lograr una rotación síncrona del tazón y de las cuchillas.
Haciendo referencia a las Figs.
3-6, está ilustrada en las mismas una realización
del mecanismo de embrague que está destinado a proporcionar una
rotación síncrona del tazón y de las cuchillas según la presente
invención. El aparato centrífugo tiene un husillo 160 y un eje 161
de cuchillas rascadoras o paletas tranquilizadoras. El husillo 160
tiene un interior hueco que define un pasaje que discurre a lo largo
del eje geométrico longitudinal L en torno al cual giran el husillo
160 y el eje 161. El eje 161 es concéntrico al husillo 160 y
discurre a través del pasaje definido por el interior hueco del
husillo 160. El husillo 160 está montado en cojinetes principales
150 que están alojados en tapas de cojinete 152 dentro del
alojamiento 151 de los cojinetes. El eje 161 está montado en
cojinetes 153 del sistema rascador que son mantenidos en su sitio
por los anillos 153a de retención de los cojinetes. El tazón 185 es
sujetado al husillo 160 por el anillo de retención 154 y la tuerca
155. Juntas de estanqueidad 156 y 156a ayudan a evitar que el fluido
escape del tazón 185 de la centrífuga y entre en contacto con los
cojinetes 153 ó 150. En una realización, el tazón 185 de la
centrífuga tiene la forma de una copa invertida, y la centrífuga es
una centrífuga de autodescarga automática y de tazón invertido. Se
entiende, sin embargo, que se contemplan como tipos de centrífugas
que quedan dentro del alcance de la invención otros tipos de
centrífugas, incluyendo aquéllos que están provistos de aberturas
para la salida de los líquidos que están practicadas en la parte
superior del tazón en lugar de en la parte inferior del tazón.
El husillo 160 tiene una parte superior a la cual
está unida fijamente la polea 143 y una parte inferior a la cual
está fijado el tazón 185. Más específicamente, la parte inferior del
husillo 160 está fijada a la tapa 186 del tazón. La fuerza motriz
para poner en rotación el husillo 160 y el tazón 185 es aportada por
una correa 208 que está aplicada a la polea 143 (véanse las Figs. 5
y 6) y es a su vez accionada por el motor 207. Se entiende que en la
totalidad de esta invención pueden usarse en sustitución de la
combinación de polea y correa mecanismos de transmisión alternativos
tales como una combinación de rueda dentada para cadena articulada y
cadena.
El eje 161 está fijado a las cuchillas 170 en el
extremo inferior del eje 161. Se entiende que la centrífuga puede
poseer dos o más cuchillas. Las cuchillas 170 están sujetadas al eje
161 por medio de una tuerca 171. El eje 161 tiene una rosca en la
que es enroscada la tuerca 171, y debajo de la tuerca 171 posee una
rosca adicional en la que es enroscado el impulsor o acelerador 172.
El impulsor 172 puede tener una tuerca soldada al mismo, de tal
manera que en una realización alternativa las cuchillas 170 quedan
sujetadas al eje 161 tan sólo por medio del impulsor o acelerador
172. El tazón 185 de la centrífuga tiene una superficie exterior 179
y una superficie interior 180. El tazón 185 de la centrífuga tiene
en la parte superior una tapa 186 que tiene una superficie exterior
181 y una superficie interior 182. Están previstas juntas de
estanqueidad o juntas tóricas 183 para impedir las fugas de líquido
por la tapa 186 del tazón 185.
Haciendo referencia a las Figs. 3 y 4, el tazón
185 de la centrífuga y las cuchillas 170 giran dentro de una carcasa
189 que tiene una parte superior 192 y una parte cilíndrica que
presenta una superficie exterior 190 y una superficie interior 191.
La carcasa 189 tiene un tubo de entrada 195 que aporta líquido con
sólidos en suspensión al inyector del fondo (no ilustrado), que lo
inyecta hacia arriba al interior de la zona de las cuchillas
rotativas 170 y del tazón 185. Se entiende que quedan dentro del
alcance de la invención sistemas de inyección alternativos entre los
que se incluyen los inyectores previstos en la parte superior, en
los que el líquido es aportado a través de un pasaje definido en el
interior del eje de accionamiento 161. Un conducto de salida 196 que
parte de un orificio de salida tangencial 197 sale de la carcasa 189
y conduce a un sitio de almacenamiento o desagüe para el líquido del
cual han sido separados por centrifugación los sólidos. En algunos
casos, el líquido saliente puede ser inmediatamente inyectado de
regreso a aquella aplicación en la cual el mismo es contaminado.
Cada una de las cuchillas 170 tiene un borde 173.
En una realización, el espacio libre o intersticio 184 entre los
bordes 173 de las cuchillas y la superficie interior 180 del tazón
es del orden de 2 mm. Los sólidos pueden recubrir la superficie
interior 180 del tazón, reduciendo así el desgaste y llenando el
intersticio 184. Se entiende que el espacio libre 184 puede ser de
más o de menos de 2 mm.
El conjunto de embrague 120 es desplazado hacia
arriba y hacia abajo por un cambiador 144 accionado neumáticamente.
El cambiador 144 está fijado por la parte inferior 139 (Fig. 3) a la
parte superior 192 de la carcasa. En una realización alternativa, la
parte inferior 139 del cambiador 144 puede estar fijada a la
superficie exterior del alojamiento 151 de los cojinetes. Se
entiende que la parte inferior 139 del cambiador 144 puede estar
fijada a cualquier superficie no rotativa que sea conveniente. La
parte superior 146 del cambiador 144 está en acoplamiento con una
barra 145 que está unida en una unión pivotante al cambiador 144
mediante un pasador de horquilla 146a. La barra 145 está fijada a la
estructura de acoplamiento 147, que circunda o de otra manera rodea
al acoplamiento corredizo o de garras 122. El acoplamiento corredizo
122 está unido al eje 161 por medio de una chaveta 121 (Fig. 3). En
una realización preferida, la chaveta 121 consistiría en dos planos
formados en el eje. El acoplamiento 122 puede tener cualquier forma
geométrica que case con el eje 161 y no permita el deslizamiento del
mismo en rotación. Esto quiere decir que el acoplamiento 122 tiene
una superficie geométricamente coincidente que no permite su
movimiento relativo de rotación con respecto al eje 161, pero el
acoplamiento 122 puede deslizarse hacia arriba y hacia abajo a lo
largo del eje geométrico longitudinal L del eje 161. Si bien es
preferible que el desplazamiento del acoplamiento corredizo 122
hacia arriba y hacia abajo sea llevado a cabo con el cambiador 144,
se entiende que la barra 145 puede ser movida manualmente o bien
mediante cualquier dispositivo de accionamiento tal como un tornillo
sin fin de bolas circulantes, un actuador eléctrico o un dispositivo
sometido a carga de resorte.
Se contempla que para el acoplamiento 122 quedan
dentro del alcance de la invención superficies de acoplamiento con
formas geométricas alternativas distintas del perfil circular. Se
entiende que puede usarse casi cualquier forma geométrica, tal como
la cuadrada, la pentagonal, la hexagonal, etc. Se entiende además
que tampoco quedan limitados al perfil circular los perfiles del
husillo 160 y del eje 161. Análogamente, la forma geométrica de la
estructura de acoplamiento 147 no queda limitada a una forma
geométrica que se adapte al acoplamiento corredizo 122 o lo rodee,
pudiendo dicha estructura ser cualquier estructura que permita
efectuar el desplazamiento del acoplamiento corredizo 122,
incluyendo, aunque sin carácter limitativo, una estructura realizada
en forma de horquilla. El acoplamiento corredizo 122 está unido en
montaje giratorio a la estructura de acoplamiento 147 por medio de
pernos o tornillos 148. Se entiende que pueden usarse para fijar la
estructura de acoplamiento 147 al acoplamiento corredizo 122
mecanismos de sujeción alternativos tales como la soldadura, los
adhesivos y otros medios que son conocidos en la técnica. Se
entiende además que la estructura de acoplamiento 147 está unida a
un suplemento de dos espigas de unión que permiten la rotación del
acoplamiento corredizo 122.
En el lado de la estructura de acoplamiento 147
que es el opuesto al de la barra 145 hay una segunda barra 206 que
está unida en una unión pivotante a la placa 205 mediante el perno o
tornillo 149. La placa triangular 205 es parte de la estructura de
soporte 199. La estructura de soporte 199 tiene una parte 200 que
discurre longitudinalmente en general paralelamente al eje
geométrico longitudinal L del husillo 160 y del eje 161. La
estructura de soporte 199 tiene forma de L y posee además una parte
201 que está unida a la parte superior de la parte longitudinal 200
y discurre en una dirección radial. La parte radial 201 tiene una
superficie superior 202 y una superficie inferior 203. La parte
triangular 205 se extiende entre la parte longitudinal 200 y la
parte radial 201 de la estructura de soporte 199. Se entiende que la
estructura de soporte puede estar hecha de materiales tales como el
metal, la cerámica y los materiales compuestos, siempre que el
material seleccionado tenga una resistencia que sea suficiente para
resistir los esfuerzos a los que se verá sometido. Se entiende
además que la estructura de soporte 199 puede tener formas
geométricas distintas de la forma de L que aquí se describe.
En una realización, la estructura de soporte 199
está unida por la parte inferior de la parte longitudinal 200 a la
superficie exterior del alojamiento 151 de los cojinetes. En una
realización alternativa, la estructura de soporte 199 está unida a
la parte superior 192 de la carcasa. Se entiende que la estructura
de soporte 199 puede estar unida de varias maneras a cualquier parte
no rotativa de la centrífuga. Se entiende además que la estructura
de soporte 199 puede estar también unida a algo que no sea la
centrífuga, tal como una placa de otra carcasa exterior mayor que
contenga la totalidad de la centrífuga, o incluso el techo del local
en el que esté situada la centrífuga.
El acoplamiento corredizo 122 tiene en su extremo
inferior encarado hacia abajo un conjunto de dientes u otros medios
de acoplamiento o encaje geométrico 163. Adicionalmente, el
acoplamiento corredizo 122 tiene un conjunto de dientes 164 en su
extremo superior encarado hacia arriba. Los dientes del conjunto de
dientes 163 que en el acoplamiento corredizo 122 están encarados
hacia abajo están dimensionados para quedar en acoplamiento de
interconexión con un igual número de dientes 159 que están encarados
hacia arriba en la parte superior del husillo 160. Se entiende que
los dientes del conjunto de dientes 159 encarados hacia arriba
pueden estar unidos directamente a la polea 143 en lugar de estar
unidos al husillo 160. Se entiende además que el conjunto de dientes
encarados hacia arriba no necesariamente tiene que tener el mismo
número de dientes como el conjunto de dientes encarados hacia abajo.
Análogamente, los dientes del conjunto de dientes 164 están
dimensionados para quedar en acoplamiento de interconexión con un
igual número de dientes 204 que están encarados hacia abajo y unidos
a la superficie inferior 203 de la parte radial 201 de la estructura
de soporte 199. En una realización, el conjunto de dientes 163 y el
conjunto de dientes 164 son idénticos. Se contempla como algo que
queda comprendido dentro del alcance de la invención, sin embargo,
que el conjunto de dientes 163 y el conjunto de dientes 164 pueden
ser de tamaños distintos y poseer distintos números de dientes u
otros medios de acoplamiento o interconexión. En una realización, el
conjunto de dientes 163 y el conjunto de dientes 164 poseen cada uno
tres dientes de forma rectangular formados en la periferia del
acoplamiento corredizo 122. Se entiende que cada conjunto de dientes
puede poseer entre uno y más de veinte dientes. Se entiende además
que el conjunto de dientes u otros medios de acoplamiento o
interconexión puede tener un perfil distinto del rectangular,
incluyendo, aunque sin carácter limitativo, el perfil triangular, el
perfil trapezoidal, o incluso el perfil de un arco de círculo.
Se contempla como algo que queda comprendido
dentro del alcance de la invención el hecho de que las direcciones
hacia las cuales discurren los dientes de los conjuntos de dientes
163 y 159 y los dientes de los conjuntos de dientes 164 y 204,
respectivamente, pueden ser variadas siempre que las direcciones que
se usen permitan el acoplamiento de interconexión. Por ejemplo, los
dientes del conjunto de dientes 163 podrían estar encarados
radialmente hacia el exterior, y los dientes del conjunto de dientes
159 podrían estar encarados radialmente hacia el interior, o
viceversa. Adicionalmente, los dientes del conjunto de dientes 163
podrían discurrir a lo largo del eje longitudinal y entrar en
acoplamiento con los dientes del conjunto de dientes 159 que
discurrirían en una dirección radial, o viceversa. Se contemplan
como variaciones comprendidas dentro del alcance de la invención y
que pueden ser asimismo aplicadas a los conjuntos de dientes 164 y
204 aquellas variaciones adicionales que se le ocurrirían
normalmente a un experto en la materia. Estas variaciones pueden
incluir la de poner los conjuntos de dientes 163, 164 en las partes
laterales del acoplamiento corredizo 122 en lugar de en las
superficies inferior y superior respectivamente.
Otra variación que está contemplada como una
variación comprendida dentro del alcance de la invención, si bien no
es preferida, es la que consiste en el uso de un acoplamiento
corredizo 122 provisto de un conjunto de dientes (u otros medios de
acoplamiento o encaje geométrico) en un extremo y de un mecanismo de
embrague de fricción de los que son conocidos en el estado de la
técnica en el otro extremo. Éste es el menos preferido de todos los
modos puesto que el uso del mecanismo de embrague de fricción en un
extremo introduce de nuevo en el sistema centrífugo muchos de los
problemas que son resueltos mediante la presente invención. Este
modo aporta sin embargo mejoramientos en comparación con el
mecanismo de embrague de fricción del estado de la técnica, estando
incluido entre los mismos el consistente en el uso de un motor, lo
cual no sería posible sin la unión positiva que está presente en al
menos un extremo del acoplamiento corredizo.
Son numerosas las ventajas de este mecanismo de
embrague o acoplamiento. Este mecanismo de embrague une en unión
positiva las cuchillas rascadoras o paletas tranquilizadoras con el
mecanismo de accionamiento que acciona el tazón. Esto asegura la
misma velocidad de rotación tanto para el tazón como para las
cuchillas e impide que el líquido que está dentro del tazón
experimente un resbalamiento, lo cual redunda en unos más altos
rendimientos durante el funcionamiento. Este diseño permite asimismo
que pueda hacerse que la centrífuga funcione con un motor en lugar
de con dos. Como resultado de ello, el diseño de la presente
invención constituye un conjunto mucho menos complicado, y se ve
reducido en gran medida el tiempo que es necesario para proceder a
la sustitución de piezas. Por ejemplo, los dispositivos GLASSLINE
del estado de la técnica, tales como los de los modelos DL 75, DL
175 o DL 275 fabricados por la GLASSLINE Corporation de Perrysburg,
Ohio y anteriormente descritos, requieren un tiempo de
4-6 horas para que la sustitución sea efectuada por
un mecánico experimentado que esté familiarizado con el sistema. En
contraste con ello, en la realización anteriormente descrita, en la
cual son estacionarios los dientes del conjunto de dientes 204,
fueron necesarios menos de 30 minutos para que el mismo mecánico
efectuase la sustitución la segunda vez que se hizo la misma.
Adicionalmente, se observará que este conjunto de
embrague tiene menos piezas que el conjunto de embrague de fricción
del estado de la técnica y no requiere lubricación, lo cual conduce
a una mayor duración. Además, el diseño del conjunto de embrague de
la presente invención le permite al usuario cambiar sin parar la
máquina, reduciendo así correspondientemente el tiempo de rascado.
Para ilustrar las ventajas de cambiar sin parar la máquina, se
expondrá brevemente a continuación el funcionamiento de la
centrífuga. Durante el tratamiento, el cambiador 144 es desplazado
hacia abajo, con lo cual los dientes del conjunto de dientes 163 que
está previsto en el acoplamiento corredizo 122 quedan en
acoplamiento de interconexión con los dientes del conjunto de
dientes 159 que está situado ya sea en el husillo 160 o bien en la
polea 143. Así, la polea 143 acciona tanto al husillo 160 y al tazón
185 que está unido al mismo como al eje 161 y a las cuchillas
rascadoras o paletas tranquilizadoras 170 que están unidas al mismo.
Cuando se cambia sin parar la máquina, el cambiador 144 es
desplazado hacia arriba, con lo cual los dientes del conjunto de
dientes 164 que está previsto en la parte superior del acoplamiento
corredizo 122 quedan en acoplamiento de interconexión con los
dientes del conjunto de dientes 204, que son estacionarios y están
unidos a la estructura de soporte 199. Así, las paletas
tranquilizadoras 170 son ahora estacionarias mientras que el tazón
181 continúa girando, y se produce el rascado puesto que las paletas
tranquilizadoras 170 experimentan un movimiento relativo con
respecto al tazón 185. Esto es ventajoso porque cuando las cuchillas
rascadoras 170 son las que giran para efectuar el rascado, las
mismas pueden lanzar el sólido haciendo que el mismo vaya a parar a
un punto situado fuera del receptáculo. Debido al hecho de que es el
tazón 185 el que gira, y no las cuchillas rascadoras 170, el sólido
cae por efecto de la gravedad hacia abajo al interior del
receptáculo de recogida (no ilustrado).
Además, el presente diseño minimiza la longitud
del tramo del eje 161 que carece de apoyo, haciendo que la misma
pase de ser de aproximadamente siete pulgadas en los dispositivos
del estado de la técnica a ser del orden de dos pulgadas en el
presente dispositivo. Incluso las dos pulgadas de la presente
invención tienen el apoyo de los dientes que están unidos al
conjunto de soporte en una realización. La minimización de la
longitud del tramo del eje que carece de apoyo reduce la posibilidad
de vibración y oscilación potencialmente destructiva.
Adicionalmente, este diseño no requiere que componentes algunos
estén suspendidos de la parte del eje 161 que carece de apoyo.
La separación centrífuga dentro de la gama de
baja a mediana de cero a dos mil g permite extraer las partículas
sólidas de un líquido contaminado que contenga un líquido y
partículas sólidas en suspensión. El motor 207 tiene tan sólo que
producir una potencia de 7,5 a 10 hp para hacer que funcione una
realización de la centrífuga en la cual el tazón 185 tiene un
volumen de tratamiento de 6 galones, dentro de esta gama de valores.
Un motor que se usa es el motor de 10 hp y 3600 rpm como máximo que
es fabricado con el Nº de Artículo LM16243TF6255/1 por la Lincoln
Electric, de Cleveland, Ohio. Las centrífugas de tamaños distintos
tendrán sin embargo distintas necesidades de potencia que deberán
ser satisfechas por el motor 207. Otra ventaja adicional de esta
invención es la de que la reducción de la parte del eje 151 que
carece de apoyo y la minimización o la ausencia de elementos
suspendidos del mismo permiten usar mayores fuerzas centrífugas de
más de 2000 veces la gravedad terrestre. Con mayores fuerzas
centrífugas es posible la filtración de partículas de menor
tamaño.
Adicionalmente, el uso de mayores fuerzas
centrífugas hace que para un determinado tamaño de los sólidos
disminuya el tiempo de permanencia, que es la cantidad de tiempo por
espacio del cual el líquido está en el tazón y sometido a la fuerza
centrífuga para que los sólidos que están contenidos en el líquido
sean obligados a desplazarse a la pared. Así, debido a la reducción
del tiempo de permanencia con la que se cuenta gracias al hecho de
usar mayores fuerzas centrífugas y debido a la reducción del tiempo
de rascado con la que se cuenta gracias al hecho de cambiar sin
parar la máquina, se ve reducido el tiempo de tratamiento total.
Esto permite usar un sistema de menor tamaño para tratar la misma
cantidad de líquido en la misma cantidad de tiempo. Como resultado
de ello, se contempla que están comprendidos dentro del alcance de
la invención los de una amplia variedad de tamaños de centrífugas y
de motores. Análogamente, se contempla que están comprendidas dentro
del alcance de esta invención las de una correspondientemente amplia
variedad de fuerzas centrífugas que van desde las cero a dos mil g
anteriormente usadas hasta las más de dos mil g que son ahora
posibles con esta invención.
Haciendo referencia a las Figs.
7-9, está ilustrado en las mismas otro aspecto de la
presente invención. Los sólidos que están en suspensión en el
líquido son a menudo pegajosos y se resisten a desprenderse de la
cuchilla rascadora. En esta situación, a menudo son necesarias
distintas geometrías de los bordes de rascado para hacer que los
sólidos se desprendan de la cuchilla rascadora. Las cuchillas
rascadoras son sin embargo costosas y deben ser equilibradas
individualmente para reducir la posibilidad de que experimenten una
oscilación destructiva. Está ilustrado en las Figs.
7-8D un conjunto 300 de cuchillas rascadoras. El
conjunto 300 de cuchillas tiene cuchillas 310, 320, 330 y 340 que
están unidas al plato 301 en su parte superior y están
adicionalmente unidas al anillo 303 en su parte inferior. El plato
301 tiene en su centro una abertura 302 a través de la cual pasa la
parte inferior del eje de accionamiento de la centrífuga (no
ilustrado). Las cuchillas 310, 320, 330 y 340 tienen caras
anteriores 311, 321, 331, 341, caras posteriores 312, 322, 332, 342,
y extremos 313, 323, 333 y 343, y entrantes 314, 324, 334 y 344,
respectivamente. Los entrantes 314, 324, 334, 344 están definidos en
las caras anteriores 311, 321, 331, 341 junto a los extremos 313,
323, 333, 343, respectivamente. Para las distintas aplicaciones
tales como aquéllas en las que se trabaja con aceite, agua, ácido u
otros líquidos con sólidos en suspensión se unen a los entrantes
314, 324, 334, 344 mediante tornillos, pernos o adhesivos distintos
postizos 315 y 316, 325 y 326, 335 y 336, 345 y 346,
respectivamente. El uso de entrantes con postizos alojados en los
mismos para el conjunto 300 de cuchillas permite establecer
fácilmente la geometría de corte del conjunto 300 de cuchillas a la
medida de las necesidades de la combinación de líquido y sólidos que
se somete a separación. Se entiende que el conjunto 300 de cuchillas
puede tener tan pocas como dos cuchillas, o más de cuatro
cuchillas.
El conjunto 300 de cuchillas rascadoras básicas
es el mismo para cada centrífuga. El conjunto 300 de cuchillas
básicas puede ser equilibrado, y los postizos pueden ser añadidos
posteriormente. Siempre que tengan la misma masa los postizos 315 y
335, 316 y 336, 325 y 345, 326 y 346, respectivamente, el conjunto
300 de cuchillas se mantendrá equilibrado. Esto elimina la necesidad
de reequilibrar el conjunto 300 de cuchillas para reprimir la
vibración. Esta invención permite el uso de geometrías que pueden
ser fácilmente variadas junto con un único borde de corte de las
cuchillas del conjunto 300 de cuchillas. Pueden obtenerse
rendimientos aún mayores mezclando y combinando distintas geometrías
en la misma cuchilla puesto que los sólidos más pesados pueden
reunirse en el tazón en sitios distintos de aquéllos en los que se
reúnen los sólidos más livianos. Por ejemplo, pueden combinarse en
un borde la geometría del postizo 315 y la del postizo 316 y
correspondientemente la geometría del postizo 325 y del postizo 326
para así obtener la superficie de corte más eficaz para los
distintos sólidos a distintas alturas a lo largo del eje geométrico
longitudinal del tazón. Las Figs. 9A-9D ilustran
vistas superiores de cuatro ejemplos de perfiles de la superficie de
corte para los postizos. Se entiende que están comprendidos dentro
del alcance de la invención otros perfiles de las superficies de
corte.
Se contempla como algo que queda comprendido
dentro del alcance de la invención que si lo permite la geometría
puede ponerse un solo postizo dentro de los entrantes 314, 324, 334
y 344 de las cuchillas del conjunto 300 de cuchillas. Se entiende
que si son necesarias más de dos distintas geometrías de los bordes
de corte pueden ponerse dentro de los entrantes 314, 324, 334 y 344
más de dos postizos. Se entiende que todo postizo individual puede
formarse de tal manera que presente un perfil variable del borde de
rascado a lo largo del mismo. En una realización preferida, los
postizos 315 y 335, los postizos 316 y 336, los postizos 325 y 345,
y los postizos 326 y 346, respectivamente, no tan sólo tienen la
misma masa, sino que son también unos imágenes de espejo de los
otros en torno a la línea central 309 en torno a la que giran las
cuchillas rascadoras 300.
Este aspecto de la invención es útil porque
resuelve los problemas que han sido expuestos anteriormente. Cada
conjunto 300 de cuchillas rascadoras cuesta aproximadamente de
\textdollar 1.500,00 a \textdollar 2.000,00. El uso de un mismo
conjunto de cuchillas rascadoras básicas permite variar de manera
mucho más sencilla y económica la geometría de los bordes de corte.
Esto puede hacerse de manera más sencilla porque es mucho más fácil
mecanizar los postizos que el conjunto de cuchillas, y puede hacerse
de manera más económica porque esto permite usar el mismo conjunto
de cuchillas rascadoras básicas.
Haciendo referencia a las Figs. 10 y 11, está
ilustrada en las mismas la forma en que el líquido sale de la
centrífuga tras el tratamiento. El líquido contaminado entra en la
carcasa 402 por la abertura de entrada 404 y es inyectado hacia
arriba al interior del tazón rotativo 401 por el inyector 405 del
fondo. El líquido inyectado permanece dentro del tazón 401 hasta que
están llenas las zonas sombreadas (Fig. 10) que ilustran el volumen
de tratamiento 403. Tras haber quedado llenado el volumen de
tratamiento 403, la continuada inyección de líquido al interior del
tazón 401 redunda en el derrame de líquido centrifugado por la boca
inferior del tazón 401 como indica la flecha 406 en la Fig. 10.
Puesto que el tazón está en rotación como indica la flecha de la
Fig. 11, el líquido centrifugado tiene componentes de velocidad
tanto tangenciales como radiales. Esto redunda en la trayectoria de
rociado 406 que está ilustrada en la Fig. 11. El líquido sale de la
carcasa 402 por la abertura de salida 407.
En los dispositivos del estado de la técnica, la
carcasa 402 era cuadrada y la abertura de salida 407 estaba situada
en un lado de la carcasa 402. En el mejoramiento de la presente
invención, como se ilustra en la Fig. 12, la carcasa 502 es circular
y tiene una abertura de salida tangencial 507. La salida tangencial
que se da en este diseño redunda en una reducción de las
salpicaduras. Se entiende que este aspecto de la invención puede ser
usado con un inyector de alimentación dispuesto en la parte superior
o con una centrífuga en la que la salida del fluido tenga lugar en
la parte superior, o con ambos. La salida tangencial aprovecha la
rotación del líquido, contrariamente a una simple caída por efecto
de la gravedad, y genera una velocidad de salida. Esta reducción de
la salpicadura impide la formación de una neblina o pulverización
que podría invadir el local y poner en peligro a las personas que se
encuentren en el mismo cuando estén siendo centrifugados materiales
tóxicos. Otra ventaja de esta salida tangencial que ha sido
observada por el inventor es la de que cuando está siendo inyectado
líquido al interior del sistema y está saliendo líquido durante el
tratamiento, su salida por la salida tangencial crea una
aspiración/vacío. Por consiguiente, toda nebulización que se
produzca no fluye hacia arriba por entre la superficie exterior del
tazón y la superficie interior de la carcasa. Esto ayuda a impedir
la formación de depósitos o costras sobre la superficie exterior del
tazón y la superficie interior de la carcasa.
Las cuchillas rascadoras/paletas tranquilizadoras
tienen tres funciones principales en una centrifuga automática. La
primera función es la de acelerar el fluido que es inyectado al
interior del conjunto rotativo. La segunda función es la de actuar
como paletas tranquilizadoras para mantener al fluido lo más
tranquilizado posible en el conjunto del rotor para que pueda tener
lugar con eficacia la separación entre los sólidos y el líquido. La
tercera función es la de ayudar a retirar los sólidos del tazón.
Haciendo referencia a las Figs. 13-18, está
ilustrada en las mismas una variedad de realizaciones de diseños
mejorados de dos o más cuchillas en los que hay al menos una
cuchilla exterior estrecha y una cuchilla interior ancha. La
cuchilla exterior es usada para rascar los sólidos para arrancarlos
de la pared del tazón, y si la torta de sólidos ha crecido lo
suficiente, también la cuchilla interior rasca los sólidos. La
cuchilla exterior y la cuchilla interior se solapan efectivamente
dentro del fluido, de forma tal que al fluido se le mantiene
compartimentalizado y por consiguiente tranquilizado para así lograr
un máximo rendimiento. Puesto que la cuchilla exterior es estrecha,
la misma tiene una menor área superficial a la que puedan pegarse
los sólidos.
Está ilustrada en las Figs. 13-16
en particular una realización del diseño mejorado para las cuchillas
rascadoras/paletas tranquilizadoras. El conjunto 600 de cuchillas
rascadoras tiene una primera cuchilla exterior 610, una primera
cuchilla interior 620, una segunda cuchilla exterior 630 y una
segunda cuchilla interior 640. Las cuchillas 610, 620, 630, 640
tienen una cara anterior o cara rascadora 611, 621, 631, 641, una
cara trasera o posterior 612, 622, 632, 642, un borde radialmente
interior 613, 623, 633, 643, y un borde radialmente exterior 614,
624, 634, 644, respectivamente. Adicionalmente, las cuchillas 610,
620, 630, 640 poseen también cada una un borde superior 615, 625,
635, 645, y un borde inferior 616, 626, 636, 646, respectivamente.
Para cada una de las cuchillas, tanto la cara rascadora 611, 621,
631, 641 como la cara posterior 612, 622, 632, 642 se extienden
entre el borde radialmente interior 613, 623, 633, 643 y el borde
radialmente exterior 614, 624, 634 y 644, respectivamente.
Si bien las realizaciones que están ilustradas en
las Figs. 13-16 presentan cuchillas que son en
sustancia simétricas en torno al eje geométrico longitudinal L en
torno al cual las mismas giran, debe entenderse que se contemplan
como realizaciones que están comprendidas dentro del alcance de la
invención realizaciones alternativas (véanse, por ejemplo, las Figs.
17-18) en las que las cuchillas no son simétricas en
torno al eje geométrico longitudinal L. Por ejemplo, con respecto a
la Fig. 14, los bordes radialmente interiores 642 y 623 están
situados en sustancia a lo largo del final de un primer radio. Debe
entenderse que los bordes radialmente interiores 623 y 643 podrían
estar situados al final de radios distintos como en el caso de los
bordes 723 y 713 de la Fig. 18. Se contemplan también como
variaciones que quedan comprendidas dentro del alcance de la
invención similares variaciones con respecto al borde radialmente
exterior. Debe entenderse asimismo que tales variaciones de los
radios al final de los cuales están situados los bordes interiores y
exteriores son igualmente aplicables a las cuchillas exteriores
estrechas de la Fig. 16 así como a las cuchillas interiores anchas
de la Fig. 14. En el sentido en el que se les utiliza como en las
anteriores descripciones, los vocablos "estrechas" y
"anchas" se refieren a la anchura de la cara anterior de cada
cuchilla según queda definida entre el borde radialmente interior y
el borde radialmente exterior. Debe entenderse además que si bien se
prefiere que la cuchilla interior tenga una anchura mayor que la de
la cuchilla exterior, está contemplado como algo que queda
comprendido dentro del alcance de la invención el hecho de que la
cuchilla exterior puede también tener una anchura mayor que o igual
a la anchura de la cuchilla interior.
Al menos una parte de las cuchillas exteriores
610, 630 y una parte de las cuchillas interiores 620, 640 se solapan
radialmente entre sí dentro del fluido, con lo cual al fluido se le
mantiene compartimentalizado y por consiguiente tranquilizado para
lograr el máximo rendimiento. Puesto que las cuchillas exteriores
610, 630 son estrechas, las mismas tienen una menor área superficial
a la cual puedan pegarse los sólidos. El diseño mejorado que ha sido
anteriormente descrito para una cuchilla rascadora/paleta
tranquilizadora proporciona una considerable reducción del par que
es necesario para rascar o limpiar el rotor. Esto permite usar un
motor más pequeño para un sistema del mismo tamaño, o bien y como
alternativa permite que el mismo motor accione la centrífuga a mayor
velocidad de rotación. Este diseño ayuda también a la remoción de
los sólidos e impide que los sólidos se peguen a la cuchilla
rascadora, permitiendo asimismo obtener mejores efectos de
tranquilización del fluido. Los mejorados efectos de tranquilización
minimizan la turbulencia que es generada en el fluido que es
inyectado al interior de la centrífuga. La minimización de la
turbulencia significa que durante el proceso de centrifugación es
necesaria menos energía, y por consiguiente constituye uno de los
factores que proporcionan el incremento del rendimiento que se
obtiene gracias a la reducción del par necesario.
Las ventajas del nuevo diseño de las cuchillas
rascadoras/paletas tranquilizadoras pueden obtenerse haciendo que el
borde radialmente exterior 624, 644 de las cuchillas interiores
primera y segunda 620, 640 esté respectivamente situado al final de
un radio igual al de los bordes radialmente interiores 613, 633 de
las cuchillas exteriores primera y segunda 610, 630 respectivamente.
Debe entenderse, sin embargo, que si bien el mejoramiento es
obtenido gracias al hecho de ser infinitesimal el solapamiento
radial, el modo de funcionamiento preferido supone que haya algún
solapamiento contrariamente a la minúscula cantidad de solapamiento
que se daría si el borde radialmente exterior de las cuchillas
interiores estuviese situado al final de un radio igual al del borde
radialmente interior de las cuchillas exteriores. En un modo
preferido, el solapamiento radial de las cuchillas es de al menos
0,25 pulgadas, y en un modo aún más preferido el solapamiento radial
es de 0,5 pulgadas. Debe entenderse que, como siempre, a fin de
actuar como una centrífuga, las cuchillas interiores 620, 640 tienen
que tener un borde radialmente interior 623, 643 respectivamente que
tiene que discurrir de tal manera que esté situado radialmente hacia
el interior más allá del borde de la boca del tazón.
Haciendo referencia a las Figs. 17 y 18, está
ilustrada en las mismas otra realización de la presente invención en
la cual el conjunto 700 de cuchillas rascadoras tiene solamente dos
cuchillas. Éstas son una cuchilla exterior 710 y una cuchilla
interior 720 que están en sustancia alineadas entre sí y giran en
torno a un eje geométrico longitudinal L. La cuchilla exterior 710
tiene una cara anterior o cara rascadora 711, una cara trasera o
posterior 712, un borde superior 715 y un borde inferior 716.
Análogamente, la cuchilla interior 720 tiene una cara anterior o
cara rascadora 721, una cara trasera o posterior 722, un borde
superior 725 y un borde inferior 726. La cara anterior 711 y la cara
posterior 712 de la cuchilla exterior 713 se extienden entre el
borde radialmente interior 713 y el borde radialmente exterior 714.
Análogamente, la cara anterior 721 y la cara posterior 722 de la
cuchilla interior 720 se extienden entre el borde radialmente
interior 723 y el borde radialmente exterior 724. De nuevo, la
característica singular del diseño mejorado de las cuchillas
rascadoras/paletas tranquilizadoras que permite lograr una
considerablemente reducción del par que es necesario para rascar o
limpiar el rotor es la de que el borde radialmente exterior 724 esté
situado al final de un primer radio y el borde radialmente interior
713 de la cuchilla exterior 710 esté situado al final de un segundo
radio. El primer radio tiene que ser al menos igual al o mayor que
el segundo radio para que la cuchilla exterior 710 y la cuchilla
interior 720 tengan al menos algún solapamiento radial.
Debe entenderse que mientras que las
realizaciones de las Figuras 13-18 ilustran tan sólo
conjuntos de cuchillas que tienen dos o cuatro cuchillas, se
contempla como algo que queda comprendido dentro del alcance de la
invención el hecho de que puede usarse un distinto número de
cuchillas. Por ejemplo, podrían usarse tres cuchillas, siendo una de
ellas una cuchilla radialmente interior, siendo otra de ellas una
cuchilla radialmente exterior, y siendo otra de ellas una cuchilla
intermedia. En este caso la cuchilla intermedia tendría un borde
radialmente exterior que estaría situado en sustancia a lo largo del
final de un radio que sería al menos igual al o mayor que el radio
del borde radialmente interior de la cuchilla exterior.
Análogamente, el borde radialmente interior de la cuchilla
intermedia estaría situado al final de un radio que sería menor que
el o igual al radio del borde radialmente exterior de la cuchilla
interior. De la misma manera pueden disponerse con distintas formas
de solapamiento radial las de una pluralidad de cuchillas cuyo
número puede ser de dos o más. Estas variaciones producen todas
ellas en cierto grado el mismo efecto deseado.
Haciendo de nuevo referencia a las Figuras
13-16, otra característica del diseño mejorado para
las cuchillas rascadoras/paletas tranquilizadoras es la de que las
cuchillas están dispuestas a un ángulo que discurre hacia adelante
desde el borde superior 615, 625, 635, 645 hacia el borde inferior
616, 626, 636, 646 respectivamente en la dirección de rascado, con
lo cual las cuchillas 610, 620, 630, 640 obligan a los sólidos a
desplazarse hacia abajo hacia la abertura del tazón. Este mismo
ángulo es también ventajoso para impedir que las partículas sólidas
sean prematuramente evacuadas durante la centrifugación y antes del
rascado. Las cuchillas 610, 620, 630, 640 tienen un ángulo 617, 627,
637 y 647 respectivamente con respecto al eje geométrico
longitudinal L en torno al cual giran las cuchillas. La angulación
en la dirección de rascado puede lograrse mediante el propio diseño
de las cuchillas o bien mediante el uso de postizos tal como en la
realización de la presente invención anteriormente descrita e
ilustrada en las Figuras 8-9. Debe entenderse que
los de una variedad de ángulos que van desde cero hasta más de cinco
grados serán suficientes para mejorar el funcionamiento de la
centrífuga. Si bien cualquier ángulo resulta beneficioso, se ha
comprobado que los ángulos de cinco grados o más proporcionan un
modo de funcionamiento preferido. Debe entenderse además que los
ángulos 627 y 647, si bien están ilustrados como ángulos que son
iguales, pueden ser variados y no tienen porque ser iguales, y que
esto mismo es también aplicable al caso de los ángulos 617 y
637.
Por consiguiente, los postizos para las cuchillas
sobre los que se ha tratado anteriormente con respecto a las
distintas realizaciones de la invención que están ilustradas en las
Figuras 8-9 pueden ser usados con finalidades
distintas de la de obtener una superficie de corte hecha a medida y
que puede ser variada según resulte apropiado para las distintas
mezclas de sólidos y líquidos. Como se entenderá a la luz de la
anterior descripción, los postizos pueden también proporcionar
distintos ángulos hacia adelante según se desee para dirigir los
sólidos hacia abajo hacia la abertura del tazón en el caso de una
centrífuga invertida. Debe entenderse además que mientras que los
entrantes de las cuchillas que están ilustradas en las Figs.
8-9 abarcan tan sólo parte de la extensión entre los
bordes radialmente interior y radialmente exterior de cada cuchilla,
se contempla como algo que queda comprendido dentro del alcance de
la invención el hecho de que los entrantes, y en consecuencia los
postizos, pueden abarcar toda la extensión entre los bordes
radialmente interior y radialmente exterior de cada cuchilla. Como
alternativa, se entiende que los ángulos 617, 627, 637 y 647 pueden
ser también variados por medio del diseño de la cuchilla según el
cual la misma debe ser fabricada en lugar de por medio del uso de
postizos. Se entiende además que para lograr los ángulos deseados
puede utilizarse alguna combinación del diseño de las cuchillas y
del uso de postizos.
Se entiende también que en lugar de lo
anteriormente expuesto las cuchillas pueden ser dispuestas a un
ángulo hacia arriba en la dirección de rascado según sea apropiado
en otras centrífugas en las que la salida de descarga de fluido está
situada en la parte superior del tazón en lugar de estar situada en
la parte inferior. Se entiende que el uso de cuchillas dispuestas a
un ángulo es igualmente eficaz en las centrífugas en las que la
descarga del líquido es efectuada en la parte superior. En los
sistemas del estado de la técnica surgía el problema de que cuando
se taponaba o se obstruía la abertura de descarga de un sistema en
el que la descarga se efectuaba en la parte superior, el fluido
podía posiblemente pasar al interior del alojamiento de los
cojinetes y dañar los cojinetes y/o su alojamiento. Sin embargo, tal
posibilidad de obstrucción queda minimizada con la centrífuga de la
presente invención.
La unión positiva que es proporcionada por el
mecanismo de embrague de las realizaciones de la presente invención
que han sido descritas anteriormente permite efectuar con mayor
precisión el control y la medición de las distintas características
de funcionamiento de la centrífuga. Por ejemplo, cuando se inyecta
fluido al interior del conjunto del rotor, el acelerador o impulsor
172 (véase la Figura 3) y las paletas tranquilizadoras 170 ponen al
fluido a la misma velocidad como el rotor (siendo el rotor el tazón
centrífugo 185). Este proceso de acelerar el fluido requiere más
potencia o corriente que la que es necesaria para mantener el rotor
a la velocidad de régimen tanto si está lleno de fluido como si está
exento de fluido. Cuanto mayor es el caudal de fluido, tanto mayor
es la potencia que se requiere.
Puesto que se usa una transmisión (no ilustrada)
para controlar el motor 207, la realimentación de la transmisión a
un controlador lógico programable (PLC) (no ilustrado) puede ser
usada para controlar el funcionamiento de la centrífuga. Como se
expondrá en mayor detalle, la medición de la realimentación que es
aportada desde una transmisión al PLC en forma de valores tales como
la potencia adicional, la corriente, el % de potencia, el par o el
vatiaje y la subsiguiente filtración de la misma le permiten al
operador de la centrífuga determinar el caudal de fluido que entra
en la centrífuga. Ayuda a esto en parte el hecho de que el mecanismo
de embrague de unión positiva proporciona una rotación síncrona del
tazón y de las cuchillas, por lo cual hay en la centrífuga de la
presente invención menos ruido y menos fluctuaciones, que de otra
manera podrían hacer que disminuyese la precisión de la medición y
de la determinación del caudal de fluido. Se entiende, sin embargo,
que el caudal de fluido, el control del caudal y la detección del
mal funcionamiento de la transmisión y de otras disfunciones del
sistema son posibles usando el bucle programado en el PLC como se
describe más adelante, incluso cuando se usen mecanismos de embrague
distintos del mecanismo de embrague de unión positiva de la presente
invención (si bien tales determinaciones serán menos precisas y más
propensas a errores).
Se expone más detalladamente a continuación la
manera cómo se determina el caudal de fluido que pasa al interior de
la centrífuga. El controlador lógico programable incluye un bucle
mediante el cual tras haber sido el rotor acelerado a la velocidad
de régimen es medido el valor de la carga en ese punto. La carga
puede ser medida a base de medir la potencia, la corriente, el % de
potencia, el par o los vatios que se requieren para mantener el
rotor a la velocidad de régimen. Usando esta medición de la carga
como línea base, se procede entonces a inyectar fluido al interior
de la centrífuga. Se toma entonces un segundo valor de la carga en
este nuevo estado en el que se efectúa inyección de fluido. El
controlador lógico programable resta entonces este nuevo segundo
valor del valor de carga correspondiente a la línea base para así
obtener un tercer valor que puede ser convertido en el caudal de
fluido que entra en el sistema. Debe entenderse que el orden en que
se midan las cargas (la correspondiente a la línea base y la que se
tiene durante la inyección del fluido) es irrelevante para la
determinación final del caudal de fluido o de otras características
funcionales del sistema. Esto quiere decir que el valor de carga que
corresponde a la línea base y se obtiene por medición será el mismo
tanto si es medido tras haber sido el rotor acelerado hasta la
velocidad de régimen y antes de proceder a la inyección de fluido
como si es medido con posterioridad tras haber cesado la inyección
de fluido. Al ir transcurriendo el tiempo de funcionamiento se
produce en el conjunto de la centrifugadora un desgaste por el uso
en cosas tales como, por ejemplo, los cojinetes principales 150 y
los cojinetes 153 del sistema rascador. Estos cojinetes tomarán
huelgo inicialmente, dando lugar a una menor resistencia al
movimiento. Hacia el final de su duración aumentará la resistencia
al movimiento. Usando este bucle es posible ajustar la máquina en
cada ciclo de tratamiento, eliminando por consiguiente las
fluctuaciones de los cojinetes o de la transmisión para así lograr
una precisa supervisión del caudal (o una precisa medición de otras
características funcionales de la centrífuga).
Una característica adicional de usar el bucle de
supervisión o la supervisión del par que se ha expuesto
anteriormente es la consistente en la posibilidad de determinar si
hay un mal funcionamiento de la transmisión. Midiendo el par a la
velocidad de régimen como se ha expuesto anteriormente, cuando se
inyecta fluido el controlador lógico programable verificará el
incremento de la potencia, de la corriente, del % de potencia, del
par o del vatiaje. Sino se observa incremento alguno, se corta el
flujo y se desacelera el rotor. Se entiende que queda comprendida
dentro del alcance de la invención la supervisión y verificación
continua del incremento de la cantidad medida. Si en cualquier
momento durante el tratamiento no está presente el incremento de la
cantidad medida durante la supervisión continua, se procede a cortar
el flujo y a desacelerar el rotor. Se procede entonces a medir las
características de desaceleración, y, en dependencia de cómo sean
las mismas, será posible determinar si hay una correa rota o si
funciona ahora el sistema de inyección/circulación. Sobre la base de
los resultados, es posible alertar al operador del sistema
centrífugo acerca de la naturaleza específica del problema. Por
añadidura, el uso del controlador lógico programable para supervisar
el incremento con respecto al valor de carga que corresponde a la
línea base permite desconectar la bomba o cerrar la válvula que
controla el paso de fluido a la centrífuga, eliminando con ello la
posibilidad de que sea vaciado un tanque en caso de una rotura de
tubería.
Otra ventaja de usar un PLC para supervisar el
valor de cosas tales como la potencia, la corriente, el % de
potencia, el par o el vatiaje es la que radica en el hecho de que la
medición del valor correspondiente a la línea base y la comparación
del mismo con el valor fluctuante en el sistema en funcionamiento le
permite al usuario determinar el exceso de vibración sin necesidad
de usar un sensor de vibraciones convencional. Cuando vibra el
rotor, fluctúa el valor de la potencia, de la corriente, del % de
potencia, del par o del vatiaje (según cuál de dichos valores sea el
que se mide). El uso del PLC para supervisar este valor le permite
al usuario parar el sistema y llevar a cabo las necesarias acciones
correctoras de acuerdo con la información obtenida acerca de la
transmisión.
Como se ha mencionado anteriormente, la unión
positiva que es proporcionada por el mecanismo de embrague de las
realizaciones de la presente invención que han sido descritas
anteriormente permite asimismo efectuar con mayor precisión el
control de las distintas características funcionales de la
centrífuga. Una ventaja adicional de este sistema de control
mejorado es la que radica en el uso del mecanismo de embrague de
unión positiva a efectos de retirar los sólidos de las cuchillas.
Por ejemplo, una vez concluida la fase del modo de rascado normal
sigue habiendo sólidos sobre la(s) cara(s) de cada
cuchilla. Puesto que el mecanismo de embrague de unión positiva
proporciona la posibilidad de poner rápidamente en rotación las
cuchillas en distintas direcciones (y, si se desea, de cambiar sin
parar la máquina), las cuchillas pueden ser limpiadas en cierto
grado en una mínima cantidad de tiempo inmediatamente después de
haber sido concluida la etapa de funcionamiento en el modo de
rascado. El problema surge debido al hecho de que el modo de uso que
es preferido por muchos usuarios finales de los sistemas centrífugos
es el de efectuar el rascado de tan sólo los sólidos en seco sin
fluido en los mismos. Estos sólidos en seco son mucho más propensos
a pegarse a la(s) superficie(s) de la(s)
cuchilla(s).
Así, cuando se efectúa el rascado del tazón, la
mayor parte de la torta de sólidos sale de la centrífuga cayendo por
efecto de la gravedad. Los sólidos restantes pueden ser retirados al
menos parcialmente usando una transmisión de frecuencia variable
para alternar rápidamente el sentido de rotación de las cuchillas en
vaivén para así hacer que se desprendan las partículas sólidas que
han quedado pegadas a la(s) superficie(s) de
la(s) cuchilla(s). Así, poniendo en práctica un modo
de limpieza "por sacudimiento u oscilación" tras haber sido
concluida la etapa de funcionamiento en el modo de rascado, se
minimiza la cantidad de partículas sólidas pegadas a la cuchilla. En
el modo de funcionamiento preferido, se usa el modo de limpieza
después de cada modo de rascado. Debe entenderse, sin embargo, que
este modo de limpieza "por sacudimiento u oscilación" no tiene
que ser necesariamente puesto en práctica después de cada modo de
rascado, sino que puede ser usado a intervalos predeterminados. Debe
entenderse adicionalmente que el uso del modo de limpieza "por
sacudimiento u oscilación" puede ser en lugar de ello determinado
por el PLC sobre la base de sus cálculos efectuados a partir de la
carga medida. Por ejemplo, si el valor de la línea de base de carga
que se mide aumenta pasando a ser sensiblemente mayor, el PLC podría
estar programado para reconocer eso como una indicación de que
continúa acumulándose un recubrimiento de sólidos sobre las
cuchillas. Cuando el incremento alcanza un nivel determinado, el PLC
activará el modo de limpieza al final del siguiente modo de rascado.
Análogamente, el método anteriormente descrito consistente en usar
el PLC para detectar la vibración excesiva podría ser usado para
determinar el momento de activar el modo de limpieza puesto que tal
vibración podría ser debida a una distribución irregular de los
sólidos acumulados sobre la cuchilla. Resultarán obvias para los
expertos en la materia las ventajas del modo de limpieza. Dichas
ventajas incluyen, aunque sin carácter limitativo, el acortamiento
del tiempo de parada del sistema y el incremento de la cantidad de
tiempo disponible para la centrifugación ininterrumpida de los
fluidos contaminados.
Si bien la invención ha sido ilustrada y descrita
en detalle en los dibujos y en la descripción precedente, la misma
debe ser considerada como una descripción ilustrativa y carente de
carácter limitativo, entendiéndose que tan sólo ha sido ilustrada y
descrita la realización preferida, y que se desea asimismo proteger
todos los cambios y modificaciones que están comprendidos dentro del
alcance de la invención según se la reivindica.
Claims (10)
1. Centrífuga que comprende:
un husillo (160) centrado sobre un eje geométrico
longitudinal (L), teniendo dicho husillo (160) una primera parte
extrema y una segunda parte extrema y un interior hueco que discurre
a lo largo del eje geométrico longitudinal (L);
un tazón (185) fijado a dicha segunda parte
extrema de dicho husillo (160);
una pluralidad de cuchillas rascadoras (170)
dentro de dicho tazón (185) con un eje de accionamiento unido a
dichas cuchillas (170), discurriendo dicho eje de accionamiento
(161) a lo largo del eje geométrico longitudinal (L) y atravesando
dicho eje de accionamiento dicho interior hueco de dicho husillo
(160);
caracterizada por el hecho de que la
centrífuga comprende un único motor (207), una transmisión de
frecuencia variable que está conectada eléctricamente al motor único
(207), siendo el motor (207) conectado selectivamente en cuanto a la
rotación al husillo (160) y al eje de accionamiento (161) por unos
medios de unión positiva (120) para hacer selectivamente que dicho
eje de accionamiento (121) y dicho husillo (160) giren
sincrónicamente en tándem en un primer modo y para producir un
movimiento relativo entre el tazón (185) y las cuchillas (170) en un
segundo modo.
2. La centrífuga de la reivindicación 1, en la
que los medios de unión positiva (120) son un mecanismo de embrague
que comprende:
un acoplamiento corredizo (122) unido a dicho eje
de accionamiento, teniendo dicho acoplamiento corredizo (122) un
primer conjunto de dientes (163); y
un segundo conjunto de dientes (159) en dicha
primera parte extrema de dicho husillo (160), estando los dientes de
dicho segundo conjunto de dientes (159) dimensionados para entrar en
acoplamiento de interconexión con los dientes de dicho primer
conjunto de dientes (163), y siendo dicho acoplamiento corredizo
(122) móvil a lo largo del eje geométrico longitudinal (L) entre una
primera posición de interconexión de dicho primer conjunto de
dientes y dicho segundo conjunto de dientes (163, 159) y una segunda
posición de desacoplamiento de dicho primer conjunto de dientes y
dicho segundo conjunto de dientes (163, 159), girando en tándem
dichas cuchillas rascadoras (170) y dicho tazón (185) cuando dicho
acoplamiento corredizo (122) está en dicha primera posición.
3. La centrífuga de la reivindicación 2, que
incluye además una primera polea (143) que está fijada a dicha
primera parte extrema de dicho husillo (160) en un sitio que se
encuentra debajo de dicho segundo conjunto de dientes (159), siendo
dicha primera polea (143) accionada por una primera correa (208) que
está unida a dicho motor (207).
4. La centrífuga de la reivindicación 2 ó 3, en
la que dicho acoplamiento corredizo (122) tiene un tercer conjunto
de dientes (164), los dientes de dicho tercer conjunto de dientes
(164) están dimensionados para entrar en acoplamiento de
interconexión con los dientes de un cuarto conjuntos de dientes
(204), estando los dientes de dicho tercer conjunto de dientes y de
dicho cuarto conjunto de dientes (164, 204) en acoplamiento mutuo
cuando dicho acoplamiento corredizo (122) está en dicha segunda
posición, y estando los dientes de dicho tercer conjunto de dientes
y de dicho cuarto conjunto de dientes (164, 204) desacoplados cuando
dicho acoplamiento corredizo (122) está en dicha primera
posición.
5. La centrífuga de la reivindicación 4, en la
que dicho cuarto conjunto de dientes (204) es inmóvil y está montado
sobre una superficie inferior (203) de una placa (201).
6. La centrífuga de cualquiera de las
reivindicaciones 2 a 5, en la que dicho primer conjunto y dicho
segundo conjunto de dientes (163, 159) tienen cada uno tres
dientes.
7. La centrífuga de cualquiera de las
reivindicaciones 2 a 6, en la que los dientes de dicho primer
conjunto de dientes y los dientes de dicho segundo conjunto de
dientes (163, 159) se extienden a lo largo del eje geométrico
longitudinal (L).
8. La centrífuga de cualquier reivindicación
precedente, en la que cada una de dichas cuchillas rascadoras (310,
320, 330, 340) tiene una cara anterior (311, 321, 331, 341) y un
extremo (313, 323, 333, 343), siendo dicho extremo adyacente a una
pared interior de dicho tazón (185), definiendo dicha cara anterior
y dicho extremo un entrante (314, 324, 334, 344) en los mismos,
admitiendo dicho entrante un postizo rascador (315, 316, 325, 326,
335, 336, 345, 346), definiendo dicho postizo rascador una
superficie de corte configurada para arrancar los sólidos acumulados
sobre la pared interior del tazón (185).
9. La centrífuga de cualquier reivindicación
precedente, que incluye además una carcasa (189, 502), alojando
dicha carcasa (189, 502) a dicho tazón (185) y a dichas cuchillas
(170) en la misma, teniendo dicha carcasa (189, 502) una parte
cilíndrica y un extremo superior cerrado y un extremo inferior al
menos parcialmente abierto, teniendo dicha carcasa (189, 502) una
salida tangencial (197, 507) que minimiza el arrastre de gas en el
líquido que sale de dicho tazón (185) cuando dicho tazón (185) está
en rotación.
10. La centrífuga de cualquier reivindicación
precedente, en la que cada cuchilla de dicha pluralidad de cuchillas
(610, 620, 630, 640) tiene una cara rascadora (611, 621, 631, 641) y
una cara posterior (612, 622, 632, 642), teniendo dichas caras un
borde superior (615, 625, 635, 645) y un borde inferior (616, 626,
636, 646) y un borde interior (613, 623, 633, 643) y un borde
exterior (614, 624, 634, 644), y solapando radialmente un borde
radialmente exterior (624, 644) de una primera cuchilla (620, 640)
de dicha pluralidad de cuchillas a un borde radialmente interior
(613, 633) de una segunda cuchilla (623, 643) de dicha pluralidad de
cuchillas, y estando el borde radialmente exterior (624, 644) y un
borde radialmente interior (623, 643) de la primera cuchilla (620,
640) situados radialmente hacia el interior con respecto a un borde
radialmente exterior (614, 634) y al borde radialmente interior
(613, 633), respectivamente, de la segunda cuchilla (610, 630).
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