ES2244449T3 - Esclusa para descarga de material a granel. - Google Patents
Esclusa para descarga de material a granel.Info
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Abstract
Un dispositivo (2) de compuerta para descargar material a granel de un dispositivo de ciclón, que comprende una pared circunferencial (4) que define una cámara (10) en general cilíndrica con una boca (38) de entrada para recibir material a granel del dispositivo de ciclón, una boca (14) de salida para descargar material a granel de la cámara, y una rueda (16) de compuerta que es giratoria en la cámara para descargar el material a granel por lotes desde la boca de entrada hasta la boca de salida a través de la cámara, caracterizado porque la rueda (16) de compuerta es giratoria alrededor de un eje vertical (12) que se extiende a través del centro de la rueda de compuerta, comprendiendo la rueda de compuerta una pluralidad de paredes (22) de compuerta al menos sustancialmente radiales que están distribuidas separadas entre sí a lo largo de la circunferencia de la rueda de compuerta y que con sus extremos (24) radialmente exteriores se apoyan herméticamente contra la pared circunferencial (4)excepto en la boca (14) de salida, estando situados los extremos (26) radialmente interiores de las paredes de compuerta a una distancia predeterminada del centro de la rueda de compuerta, de modo que se forma un espacio libre central (28) que comunica con la boca (38) de entrada en la rueda de compuerta, una pared circular (18) de alero inferior y una pared circular anular (20) de alero superior, extendiéndose las paredes (22) de compuerta axialmente entre la pared (18) de alero inferior y la pared (20) de alero superior y estando conectadas a estas últimas; porque la boca (38) de entrada está situada en posición central por encima de la rueda de compuerta para suministrar material a granel sustancialmente en dirección axial con respecto a la rueda de compuerta; y porque la boca (14) de salida se extiende sustancialmente tangencialmente a la cámara cilíndrica (10).
Description
Esclusa para descarga de material a granel.
El presente invento se refiere a un dispositivo
de compuerta para descargar material a granel de un dispositivo de
ciclón, que comprende una pared circunferencial que define una
cámara en general cilíndrica con una boca de entrada para recibir
material a granel del dispositivo de ciclón, una boca de salida para
descargar material a granel de la cámara, y una rueda de compuerta
que es giratoria en la cámara para descargar material a granel en
lotes desde la boca de entrada hasta la boca de salida a través de
la cámara.
Tal dispositivo de compuerta mantiene una
contrapresión en el extremo de vértice del dispositivo de ciclón, a
través del cual pasa el material a granel, de modo que el
dispositivo de ciclón trabaja del modo deseado. En compuertas
convencionales de este tipo, la rueda de compuerta gira alrededor de
un eje horizontal, en cuya disposición la boca de entrada está
situada en el lado superior de la pared circunferencial para
suministrar el material a granel desde el dispositivo de ciclón
radialmente hacia la rueda de compuerta, y la boca de salida está
situada en el lado inferior de la pared circunferencial para
descargar el material a granel radialmente desde la rueda de
compuerta. La rueda de compuerta comprende paredes radiales de
compuerta que definen un número de celdas distribuidas uniformemente
alrededor del eje horizontal de la rueda de compuerta. Los extremos
radialmente exteriores de las paredes de compuerta están provistos
de elementos de hermetización de goma que se apoyan herméticamente
contra la cara interior de la pared circunferencial, excepto cuando
las paredes de compuerta pasan por la boca de entrada y la boca de
salida durante la rotación de la rueda de compuerta.
Un problema de tal dispositivo de compuerta
convencional es que el material a granel de baja densidad, tal como
material fibroso, llena defectuosamente las celdas de la rueda de
compuerta, lo cual reduce la capacidad de la compuerta. La velocidad
de rotación de la rueda de compuerta está limitada a un valor
relativamente bajo, puesto que de otro modo la influencia de la
fuerza centrífuga sobre el material a granel en las celdas de la
rueda de compuerta será grande, de tal modo que simplemente se
impide el paso del material a granel a través de la boca de entrada
de la compuerta hacia el interior de las celdas de derivación. Por
esta razón, la velocidad de rotación de la rueda de compuerta queda
reducida. La solución a este problema de capacidad en relación con
la descarga de material a granel de baja densidad ha consistido en
instalar compuertas sobredimensionadas, que requieren espacio, que
son accionadas con una velocidad angular baja.
Otro problema de la compuerta convencional es que
se requieren porciones de transición largas entre el extremo de
vértice del dispositivo de ciclón y la boca de entrada del
dispositivo de compuerta para evitar que el torbellino generado por
el dispositivo de ciclón perturbe el llenado de las celdas de la
rueda de compuerta con material a granel. Para aplicaciones en las
cuales el material a granel fibroso se seca en dispositivos de
ciclón, tales porciones de transición pueden necesitar una longitud
de hasta siete metros, vistas verticalmente.
Un problema adicional del dispositivo de
compuerta convencional es que las fugas de aire del dispositivo de
ciclón a través de la compuerta hacia los alrededores aumenta de un
modo insatisfactoriamente rápido a lo largo del tiempo, debido al
hecho de que los elementos de hermetización de goma de las paredes
de compuerta envejecen con relativa rapidez. Adicionalmente, los
elementos de hermetización de goma se desgastan con relativa rapidez
debido al hecho de que el material se atasca entre los elementos de
hermetización de goma y la pared circunferencial cuando los
elementos de hermetización de goma se apoyan herméticamente otra vez
contra la pared circunferencial después de haber pasado por la boca
de entrada durante la rotación de la rueda de compuerta.
El documento
WO-A-96/18564 describe una compuerta
que tiene una rueda de compuerta con celdas distribuidas
circunferencialmente para recibir y descargar secuencialmente
partículas de polvo a medida que gira la rueda de compuerta. El
dispositivo de compuerta tiene una boca de entrada excéntrica con
respecto a la rueda de compuerta para alimentar las partículas de
polvo axialmente con relación a la rueda de compuerta a las celdas
individuales, a medida que pasan por la boca de entrada durante la
rotación de la rueda de compuerta.
El objeto del presente invento es crear un
dispositivo de compuerta que elimina los problemas mencionados
anteriormente de las compuertas convencionales.
Este objetivo es conseguido por un dispositivo de
compuerta del tipo descrito inicialmente, que está caracterizado
porque: la rueda de compuerta es giratoria alrededor de un eje
vertical que se extiende a través del centro de la rueda de
compuerta, comprendiendo la rueda de compuerta una pluralidad de
paredes de compuerta al menos sustancialmente radiales, que están
distribuidas separadas entre sí a lo largo de la circunferencia de
la rueda de compuerta y que con sus extremos radialmente exteriores
se apoyan herméticamente contra la pared circunferencial excepto en
la boca de salida, estando situados los extremos radialmente
interiores de las paredes de compuerta a una distancia
predeterminada del centro de la rueda de compuerta, de modo que se
forma en la rueda de compuerta un espacio central libre que comunica
con la boca de entrada, una pared de alero circular inferior y una
pared de alero circular superior anular, extendiéndose las paredes
de compuerta axialmente entre las paredes de alero inferior y
superior y estando conectadas a dichas paredes de alero; porque la
boca de entrada está situada centralmente por encima de la rueda de
compuerta para suministrar material a granel a la rueda de compuerta
en una dirección sustancialmente axial; y porque la boca de salida
se extiende sustancialmente tangencialmente con respecto a la cámara
cilíndrica. Debido al hecho de que el material a granel es recibido
axialmente por la rueda de compuerta, la influencia de la fuerza
centrífuga sobre el material a granel proporcionará la consecuencia
favorable de que el material a granel será empaquetado radialmente
hacia fuera en la rueda de compuerta, lo que proporciona al
dispositivo de compuerta de acuerdo con el invento una buena
capacidad. Adicionalmente, puede permitirse que el torbellino del
dispositivo de ciclón se extienda a través de la boca de entrada
hasta el interior de la rueda de compuerta sin perturbar el llenado
de la compuerta con material a granel, lo cual tiene la consecuencia
de que la longitud de la porción de transición entre el dispositivo
de ciclón y el dispositivo de compuerta puede hacerse relativamente
corta. Por ejemplo, la porción de transición necesita ser solamente
de aproximadamente cuatro metros de longitud cuando se descarga
material a granel en forma de fibras, lo cual, en comparación con la
porción de transición correspondiente en una compuerta convencional,
significa una reducción de longitud de aproximadamente el 40%.
Puesto que las paredes de compuerta de la rueda de compuerta se
apoyan siempre con sus elementos de hermetización radialmente
exteriores contra la cara interior de la pared circunferencial en la
zona de la boca de entrada, se reduce significativamente el riesgo
de que el material a granel se atasque entre dichos elementos de
hermetización y la pared circunferencial.
La pared de alero inferior puede estar conectada
adecuadamente a un motor de accionamiento.
Para conseguir una buena hermetización al aire
entre dicho espacio central y la boca de salida, la compuerta de
acuerdo con el invento comprende una pared parcialmente cilíndrica
fija que se extiende en dicho espacio central coaxialmente con la
rueda de compuerta y que se apoya con hermeticidad contra las
paredes de alero superior e inferior, en cuya disposición la pared
parcialmente cilíndrica se extiende a través de la boca de salida
vista en la dirección circunferencial de la rueda de compuerta.
Adecuadamente el extremo radialmente interior de cada rueda de
compuerta se apoya con hermeticidad contra la pared parcialmente
cilíndrica cuando la última es atravesada por la pared de compuerta
durante la rotación de la rueda de compuerta, mientras que el
extremo radialmente exterior de cada pared de compuerta se apoya con
hermeticidad contra la pared circunferencial excepto cuando la pared
de compuerta pasa a través de la boca de salida durante la rotación
de la rueda de compuerta.
La pared parcialmente cilíndrica tiene en la
dirección circunferencial de la rueda de compuerta una extensión tal
que al menos una pared de compuerta produce un cierre hermético
entre la pared circunferencial y la pared parcialmente cilíndrica a
cada lado de la boca de salida, como se ve en la dirección
circunferencial, independientemente de la posición de giro de la
rueda de compuerta.
La pared circunferencial puede comprender una
banda curva deformable con un extremo fijo para impedir el
movimiento en la dirección longitudinal de la banda y con un extremo
opuesto que es desplazable en la dirección longitudinal de la banda
para ajuste de la extensión radial de la misma. Como resultado,
cuando se requiere, la banda puede ajustarse de acuerdo con el
desgaste de los extremos radiales exteriores o elementos de
hermetización de las paredes de compuerta. Dicho extremo opuesto de
la banda está conectado ventajosamente a un muelle de tracción
preestirado o a un cilindro neumático para el ajuste automático de
la extensión radial de la banda, de modo que se consigue durante el
funcionamiento una hermetización satisfactoria entre la banda y los
extremos radialmente exteriores de las paredes de compuerta.
Alternativamente, una pared circunferencial puede ser fija, por
supuesto, y los extremos radialmente exteriores de la pared de
compuerta pueden estar provistos de bordes de hermetización de goma
convencionales.
El invento se describe con más detalle a
continuación con referencia a los dibujos que se acompañan, en los
cuales la figura 1 representa una vista en despiece ordenado de una
compuerta de acuerdo con el invento, a modo de ejemplo, y la figura
2 representa una vista, algo ampliada, en una dirección oblicua
desde por encima de la compuerta de acuerdo con la figura 1 con el
dispositivo montado.
La figura 1 representa una compuerta 2 de acuerdo
con el presente invento para descargar material a granel desde un
dispositivo de ciclón (no representado). La compuerta 2 comprende
una pared circunferencial en la forma de una banda de acero
deformable 4, que tiene dos extremos libres 6 y 8 y que define una
cámara 10 en general cilíndrica con un eje central vertical 12. Los
dos extremos libres 6 y 8 de la banda 4 de acero están separados
entre sí y definen una boca 14 de salida que se extiende
sustancialmente tangencialmente con respecto a la cámara 10. Está
situada una rueda 16 de compuerta en la cámara 10 y es giratoria
alrededor del eje vertical 12 sobre cojinetes (no representados). La
rueda 16 de compuerta comprende una pared 18 de alero circular
inferior, que puede conectarse a un motor de accionamiento no
representado, una pared 20 de alero circular anular superior, y doce
paredes 22 radiales de compuerta que se extienden axialmente entre
la pared 18 de alero circular inferior y la pared 20 de alero
circular anular superior. Las paredes 22 radiales de compuerta están
distribuidas uniformemente y separadas entre sí a lo largo de la
circunferencia de la rueda 16 de compuerta y se apoyan con sus
extremos 24 radialmente exteriores contra la banda 4 de acero,
posiblemente a través de elementos de hermetización de goma, excepto
en la boca 14 de salida. Los extremos 26 radialmente interiores de
las paredes 22 radiales de compuerta están situados a una distancia
predeterminada del centro de la rueda 16 de compuerta, de modo que
se forma un espacio central libre 28 en la rueda 16 de
compuerta.
Una pared 30 parcialmente cilíndrica fija se
extiende en el espacio central libre 28 en la rueda 16 de compuerta
coaxialmente con la misma y se apoya herméticamente contra la pared
20 de alero circular anular superior y la pared 18 de alero circular
inferior, posiblemente a través de elementos de hermetización de
goma (no representados). El extremo 26 radialmente interior de cada
pared 22 radial de compuerta se apoya herméticamente contra la pared
30 parcialmente cilíndrica fija, posiblemente a través de un
elemento de hermetización de goma, cuando la pared 30 es sobrepasada
por la pared 22 radial de compuerta durante la rotación de la rueda
16 de compuerta. Como se ve en la dirección circunferencial de la
rueda 16 de compuerta, la pared 30 se extiende a través de la boca
14 de salida, de modo que se forma un paso 32 de descarga a través
del cual las paredes 16 de compuerta se mueven hacia la boca 14 de
salida, y un paso 34 de retorno a través del cual se mueven hacia la
boca 14 de salida las paredes 16 de compuerta, entre la banda 4 de
acero y la pared 30. La pared 30 tiene en la dirección
circunferencial de la rueda 16 de compuerta una extensión de una
longitud tal que al menos está dispuesta una pared 22 radial de
compuerta en el paso 32 de descarga y en el paso 34 de retorno,
respectivamente, independientemente de la posición de giro de la
rueda 16 de compuerta. Una pestaña 36 de hermetización circular está
fijada coaxialmente al extremo superior de la pared 30 parcialmente
cilíndrica fija y define una boca 38 de entrada para el material a
granel. Por razones de claridad, se ha omitido en la figura 2 la
pestaña 36 de hermetización circular.
Está fijado un extremo 8 de la banda 4 de acero
para impedir su desplazamiento en la dirección longitudinal de la
banda 4 de acero, mientras que otro extremo 6 está unido a un muelle
40 de tracción preestirado, como se muestra esquemáticamente en la
figura 2. El muelle 40 de tracción proporciona ajuste automático de
la extensión radial de la banda 4 de acero, de modo que se consigue
una hermetización satisfactoria entre la banda 4 de acero y los
extremos 24 radialmente exteriores de las paredes 22 radiales de
compuerta para un funcionamiento a largo plazo de la compuerta
2.
La función de la compuerta 2 de acuerdo con el
invento se describe a continuación en relación con la descarga de
material a granel en forma de fibras desde un dispositivo de ciclón,
lo cual constituye una aplicación importante de la compuerta de
acuerdo con el invento.
La compuerta 2 está conectada a un dispositivo de
ciclón para secar fibras (un dispositivo de ciclón de este tipo
puede tener una altura de más de 20 metros), de modo que la parte
estrecha inferior de la cámara cónica de separación del dispositivo
de ciclón comunica con la boca 38 de entrada de la compuerta 2 a
través de una porción de transición relativamente corta de
aproximadamente cuatro metros. Las fibras son sopladas hacia la
cámara de separación del dispositivo de ciclón, de modo que se
genera en la misma un torbellino de la mezcla de aire y fibras. El
torbellino se extiende a través de la porción de transición
axialmente hasta el espacio libre central 28 de la rueda de
compuerta a través de la boca 38 de entrada. En el espacio 28 las
fibras ahora secas son absorbidas radialmente hacia fuera y son
empaquetadas en las celdas abiertas que están definidas por seis de
las paredes 22 de compuerta, que están en posiciones de recepción de
fibras en la cámara 10. El motor de accionamiento (no representado)
hace girar la rueda 16 de compuerta en sentido anti horario en la
misma dirección de rotación que el vértice del dispositivo de
ciclón, como se indica mediante una flecha en la figura 2, de modo
que las fibras son transportadas por las paredes 22 de compuerta
hasta la boca 14 de salida a través del paso 32 de descarga. La
rueda 16 de compuerta se hace girar rápidamente, de tal modo que las
fibras que proceden del paso 32 de descarga y entran por la boca 14
de salida dirigidas tangencialmente con respecto a la cámara 10 son
extraídas por fuerza centrífuga de las celdas formadas entre las
paredes 22 de compuerta fuera de la boca 14 de salida. Las paredes
22 de compuerta que definen celdas vacías en la boca 14 de salida
retornan a través del paso 34 de retorno hasta dichas posiciones de
recepción de fibras en la cámara 10, después de lo cual se repite la
secuencia descrita anteriormente.
Claims (7)
1. Un dispositivo (2) de compuerta para descargar
material a granel de un dispositivo de ciclón, que comprende una
pared circunferencial (4) que define una cámara (10) en general
cilíndrica con una boca (38) de entrada para recibir material a
granel del dispositivo de ciclón, una boca (14) de salida para
descargar material a granel de la cámara, y una rueda (16) de
compuerta que es giratoria en la cámara para descargar el material a
granel por lotes desde la boca de entrada hasta la boca de salida a
través de la cámara, caracterizado porque la rueda (16) de
compuerta es giratoria alrededor de un eje vertical (12) que se
extiende a través del centro de la rueda de compuerta, comprendiendo
la rueda de compuerta una pluralidad de paredes (22) de compuerta al
menos sustancialmente radiales que están distribuidas separadas
entre sí a lo largo de la circunferencia de la rueda de compuerta y
que con sus extremos (24) radialmente exteriores se apoyan
herméticamente contra la pared circunferencial (4) excepto en la
boca (14) de salida, estando situados los extremos (26) radialmente
interiores de las paredes de compuerta a una distancia
predeterminada del centro de la rueda de compuerta, de modo que se
forma un espacio libre central (28) que comunica con la boca (38) de
entrada en la rueda de compuerta, una pared circular (18) de alero
inferior y una pared circular anular (20) de alero superior,
extendiéndose las paredes (22) de compuerta axialmente entre la
pared (18) de alero inferior y la pared (20) de alero superior y
estando conectadas a estas últimas; porque la boca (38) de entrada
está situada en posición central por encima de la rueda de compuerta
para suministrar material a granel sustancialmente en dirección
axial con respecto a la rueda de compuerta; y porque la boca (14) de
salida se extiende sustancialmente tangencialmente a la cámara
cilíndrica (10).
2. Un dispositivo de compuerta de acuerdo con la
reivindicación 1ª, caracterizado por una pared (30)
parcialmente cilíndrica fija que se extiende en dicho espacio
central (28) coaxialmente con la rueda (16) de compuerta y que se
apoya herméticamente contra las paredes (20, 18) de alero superior e
inferior, extendiéndose la pared parcialmente cilíndrica a través de
la boca (14) de salida vista en la dirección circunferencial de la
rueda de compuerta.
3. Un dispositivo de compuerta de acuerdo con la
reivindicación 2ª, caracterizado porque el extremo (24)
radialmente exterior de cada pared (22) de compuerta se apoya
herméticamente contra la pared circunferencial (4), excepto cuando
la pared de compuerta pasa a través de la boca (14) de salida
durante la rotación de la rueda (16) de compuerta.
4. Un dispositivo de compuerta de acuerdo con la
reivindicación 3ª, caracterizado porque la pared
circunferencial comprende una banda (4) curva deformable con un
extremo (8) que está fijado para evitar su movimiento en la
dirección longitudinal de la banda y con un extremo opuesto (6) que
es desplazable en la dirección longitudinal de la banda para ajuste
de la extensión radial de la banda.
5. Un dispositivo de compuerta de acuerdo con la
reivindicación 4ª, caracterizado porque dicho extremo opuesto
(6) de la banda (4) está conectado a un muelle (40) de tracción
preestirado para ajuste automático de la extensión radial de la
banda, de modo que se consigue durante el funcionamiento una
hermetización satisfactoria entre la banda y los extremos (24)
radialmente exteriores de las paredes (22) de compuerta.
6. Un dispositivo de compuerta de acuerdo con
cualquiera de las reivindicaciones 2ª a 5ª, caracterizado
porque el extremo (26) radialmente interior de cada pared (22) de
compuerta se apoya herméticamente contra la pared (30) parcialmente
cilíndrica cuando la rueda de compuerta pasa a través de dicha pared
cilíndrica durante la rotación de la rueda (16) de compuerta.
7. Un dispositivo de compuerta de acuerdo con la
reivindicación 6ª, caracterizado porque la pared (30)
parcialmente cilíndrica tiene una extensión tal en la dirección
circunferencial de la rueda (16) de compuerta que al menos una pared
(22) de compuerta se apoya herméticamente entre la pared
circunferencial (4) y la pared parcialmente cilíndrica a cada lado
de la boca (14) de salida, vista en la dirección circunferencial,
independientemente de la posición de giro de la rueda de
compuerta.
Applications Claiming Priority (2)
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| SE9902138A SE514483C2 (sv) | 1999-06-08 | 1999-06-08 | Sluss för utmatning av bulkmaterial |
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