ES2261256T3 - Prensa de husillo. - Google Patents

Prensa de husillo.

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ES2261256T3
ES2261256T3 ES00974808T ES00974808T ES2261256T3 ES 2261256 T3 ES2261256 T3 ES 2261256T3 ES 00974808 T ES00974808 T ES 00974808T ES 00974808 T ES00974808 T ES 00974808T ES 2261256 T3 ES2261256 T3 ES 2261256T3
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Ishigaki Co Ltd
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Ishigaki Mechanical Industry Co Ltd
Ishigaki Co Ltd
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Abstract

Una prensa de husillo que comprende: un tubo exterior (5) conectado que comprende: - un tubo frontal independientemente giratorio (5a) compuesto por un bastidor tubular frontal (9, 10) y una rejilla frontal (4a) tensada a lo largo de la periferia del bastidor tubular frontal (9, 10); y - un tubo posterior independientemente giratorio (5b) compuesto por un bastidor tubular posterior (9, 10) conectado giratoriamente de forma relativa al bastidor tubular frontal y una rejilla posterior (4a, 4c, 4d) tensada a lo largo de la periferia del bastidor tubular posterior (9, 10); y un único husillo de suministro (6, 7, 33) dispuesto coaxialmente en el tubo exterior conectado (5), que tiene: - una zona frontal definida como una separación entre una parte frontal (6a, 7a, 33) del husillo de suministro y el tubo frontal (5a); y - una zona posterior definida como una separación entre una parte posterior (6b, 7b, 33) del husillo de suministro y el tubo posterior (5b); comprendiendo el husillo único de suministro (6, 7, 33): - un eje (7) de husillo independientemente giratorio, compuesto por una parte frontal (7a) que tiene formado en ella un camino (28) de suministro para suministrar fango a una región aguas arriba de la zona frontal, y una parte posterior (7b) que coopera con el tubo posterior (5b) para definir una puerta (29) de descarga para descargar el fango deshidratado desde una región aguas debajo de la zona posterior; una aleta roscada (6) devanada sobre las partes frontal y posterior (7a, 7b) del eje (7) del husillo, y giratoriamente integrada con él, para suministrar el fango a lo largo de ella; y un rascador (33) de fango, montado sobre la periferia de la aleta roscada (6), para raspar el fango de las rejillas frontal y posterior (4a, 4b, 4c, 4d), en la que el tubo exterior (5) y el husillo de suministro (6, 7, 33) están configurados para cooperar entre ellos para proporcionar: a la zona frontal una forma adaptada para filtrar el fango suministrado para la eliminación de líquido,que ha de condensarse en ella, a medida que el tubo frontal (5a) gira con relación al husillo de alimentación (6, 7, 33); y a la zona posterior una forma adaptada para filtrar el fango condensado para una eliminación adicional de líquido y deshidratarlo en ella, a medida que el tubo posterior (5b) gira con relación al husillo de suministro (6, 7, 33).

Description

Prensa de husillo.
Campo técnico
La presente invención está relacionada con una prensa de husillo para realizar el filtrado y la deshidratación, al tiempo que ocasiona la rotación de un tubo externo en una zona de condensación y, más en particular, con una prensa de husillo capaz de impedir el atasco de la rejilla, incluso con un fango de baja concentración que tenga un contenido de agua mayor que el contenido de sólidos.
Técnica anterior
En el pasado, se añadía un coagulante de polímero alto al fango orgánico del alcantarillado, de los excrementos o del agua residual del proceso de productos alimentarios, de manera que ocasionase la formación de vedijas. Para el fango orgánico de baja concentración, se adoptó el método de utilización de un condensador centrífugo o un condensador de flotación para condensar y realizar el filtrado y la deshidratación, elevando estos aparatos la concentración de fangos, por ejemplo desde el 1% hasta el 4 al 5%, siendo filtrado y deshidratado el fango de esta concentración por medio de una prensa de husillo. Estos aparatos ocupan todos ellos una gran superficie de instalación, e implican un alto coste de la energía de accionamiento y del coagulante de polímero alto, además de ser dificultoso de mantener y controlar. Aunque no es un aparato de condensación, se conoce una prensa de husillo como aparato para filtrar y deshidratar, a través de la publicación de patente japonesa nº 3-78123, en el cual se divide un tubo de filtrado en su parte media en un lado de entrada de fango y un lado de descarga, teniendo un paso de rosca estrechado en una aleta roscada del lado de entrada de fango, y se hace girar al tubo de filtrado en el lado de entrada de fango a una velocidad más lenta que la velocidad de rotación de un husillo de suministro para filtrar así y deshidratar el fango, al tiempo que se inyecta un fluido de alta presión desde el exterior del tubo, limpiando así la capa apelmazada unida a unos orificios diminutos del tubo, de manera que se mantiene un efecto continuo de filtrado y deshidratación.
Debido a que la concentración del fango en el lado de entrada del mismo de la prensa de husillo es baja, en una rejilla del tubo exterior de la zona de condensación el contenido de agua es mayor que el contenido de sólidos, haciendo necesaria la descarga de una gran cantidad de agua en la rejilla del tubo exterior. La prensa de husillo funciona a baja velocidad y, en una prensa de husillo pequeña que tenga un tubo exterior con un diámetro de 200 mm, la velocidad de rotación es tan lenta como 1 a 1,5 rpm, y en una prensa de husillo que tenga un tubo exterior con un diámetro de 800 mm, la velocidad de rotación es de 0,03 rpm a 0,14 rpm. En las prensas de husillo utilizadas actualmente, la velocidad de rotación de las prensas de husillo de gran diámetro es de 1/30 a 1/10 de la de las prensas de husillo de pequeño diámetro, y la eficacia del raspado de la superficie periférica interna del tubo exterior por medio de la aleta roscada, para impedir el atasco en una prensa de husillo de gran diámetro no es mayor de 1/10 de la de la prensa de husillo de pequeño diámetro.
En particular, se forma una capa delgada de polímero alto debido al coagulante de polímero alto, y en la zona de condensación tiende a quedar unida a la rejilla, ocasionando así el atasco, aunque en una prensa de husillo en la que se fuerza a girar el tubo de filtrado y deshidratación en la entrada de fango, es posible conseguir el efecto de impedir el atasco inyectando agua limpiadora continuamente a medida que se hace girar el tubo exterior. Sin embargo, el agua inyectada pasa a través de diminutos orificios en la rejilla y entra dentro del tubo exterior, diluyendo así el fango concentrado, y arriesgando reducir a la mitad la eficacia en la concentración del fango. Además, debido a que se realiza una limpieza continuamente, se requiere una gran cantidad de agua.
El documento JP-08057692 divulga una prensa de husillo que tiene una serie de rascadores que entran en contacto deslizante con una superficie interior de la rejilla. No existen holguras entre las aletas roscadas y la superficie interior de la rejilla, de manera que al atasco apelmazado en las mallas de la rejilla se elimina por presión, de forma que se impide el atasco y puede ejecutarse una filtración y deshidratación adecuadas.
El documento US-5526740 divulga una prensa de múltiples husillos que incluye una pluralidad de cilindros de filtración fijos, y una pluralidad de cilindros de filtración giratorios conectados a los cilindros de filtración fijos. Hay situada una pluralidad de husillos cónicos dentro de los cilindros de filtración fijos y giratorios. Los husillos y los cilindros de filtración giratorios son accionados por un solo motor.
También se conocen otras prensas de husillos para deshidratar materias primas, a través de los documentos EP-A-0549092 y US-A-4997578.
Divulgación de la invención
Consecuentemente, es un objeto de la presente invención proporcionar una prensa de husillo, aplicando la técnica anterior para filtrar y deshidratar, al tiempo que se hace girar un tubo de filtrado en el extremo de entrada de fango de la prensa de husillo, sirviendo el lado de entrada de fango del tubo de filtrado como zona de condensación, impidiendo el atasco de la rejilla de un tubo exterior y permitiendo la concentración, el filtrado y la deshidratación de incluso un fango orgánico que haya sido coagulado por un coagulante de polímero alto, y que tenga una concentración baja.
Este objeto se resuelve por medio de una prensa de husillo que tiene las características de la reivindicación 1. Las reivindicaciones dependientes contienen modos de realización preferidos de la invención.
Una prensa de husillo de acuerdo con la presente invención comprende un tubo exterior conectado que comprende un tubo frontal independientemente giratorio, compuesto por un bastidor tubular frontal y una rejilla frontal tensada a lo largo de la periferia del bastidor tubular frontal, y un tubo posterior independientemente giratorio compuesto por un bastidor tubular posterior, relativamente giratorio, conectado al bastidor tubular frontal, y una rejilla posterior tensada a lo largo de la periferia del bastidor tubular posterior. Un único husillo de suministro, dispuesto coaxialmente en el tubo exterior conectado, tiene una zona frontal definida como una separación entre una parte frontal del husillo de suministro y el tubo frontal, y una zona posterior definida como una separación entre una parte posterior del husillo de suministro y el tubo posterior. El husillo único de admisión comprende un eje del husillo independientemente giratorio, compuesto por una parte frontal que tiene un camino de suministro formado en él para suministrar el fango a una región aguas arriba de la zona frontal, y una parte posterior que coopera con el tubo posterior para definir una puerta de descarga para descargar el fango deshidratado desde una región aguas debajo de la zona posterior, una aleta roscada, devanada sobre las partes frontal y posterior del eje del husillo, e íntegramente giratorio con él para hacer pasar el fango, y un rascador de fango montado sobre la periferia de la aleta roscada, para rascar el fango de las rejillas frontal y posterior. El tubo exterior y el husillo de suministro están configurados para cooperar entre ellos y proporcionar a la zona frontal una forma adaptada para filtrar el fango suministrado para eliminar el líquido, que se condensa en ella, cuando se hace girar el tubo frontal con relación al husillo de suministro, y proporcionar a la zona posterior una forma adaptada para filtrar el fango condensado para una eliminación y deshidratación adicionales en ella de líquido, cuando se hace girar el tubo posterior con relación al husillo de suministro.
Al formar el orificio de suministro de fango en el eje del husillo, el fango es suministrado sin ser afectado por la rotación de la aleta roscada, sin las vedijas que se forman por la acción de coagulación de la desintegración del coagulante, y sin pérdida de capacidad de deshidratación.
Debido a que el fluido de la filtración es separado del tubo exterior y a que se raspa continuamente con el rascador la capa apelmazada que es capturada en los diminutos orificios de la rejilla, se impide el atasco de la rejilla en toda la zona desde la región aguas arriba hasta la región aguas debajo de la zona de condensación, de manera que, incluso en el caso de fango de baja concentración que tenga un alto contenido de agua, es posible descargar una gran cantidad de fluido filtrado desde la rejilla del tubo exterior de la zona de condensación, sin que se atasque la misma.
La aleta roscada devanada alrededor del eje del husillo tiene un paso de rosca en la zona de condensación que es más estrecho que el paso de rosca de la aleta roscada en la zona de filtrado y deshidratación y, si se hace girar al tubo exterior de manera que se mantenga un equilibrio en el suministro de fango desde la zona de condensación hasta la zona de filtrado y deshidratación, el número de veces que el rascador entra en contacto deslizante con el husillo aumenta, siendo separado el fluido filtrado de la rejilla, en la cual se impide el atasco, permitiendo el movimiento del fango de alta concentración en la zona de filtrado y deshidratación, aumentando así la capacidad de proceso del fango.
Si se devana una aleta roscada que tenga solamente un paso de rosca, alrededor del eje del husillo, y se devana de manera múltiple una aleta roscada alrededor del eje del husillo en la zona de condensación, el número de contactos del rascador con la rejilla aumenta en proporción al número de aletas roscadas, restaurando así la superficie de la
rejilla.
Si se hace girar al tubo exterior de la zona de condensación en una dirección opuesta a la del eje del husillo, la velocidad relativa de rotación de la zona de condensación con respecto a la velocidad de rotación del eje del husillo aumenta, aumentando así el número de veces que el rascador provisto en la aleta roscada entra en contacto giratorio con la rejilla del tubo exterior, de manera que impide el atasco de la rejilla.
Si se devanan aletas roscadas de forma múltiple alrededor del eje del husillo de la zona de condensación, se hace girar al tubo exterior de la zona de condensación y al eje del husillo en una misma y única dirección, y la velocidad de rotación relativa con respecto al eje del husillo del tubo exterior de la zona de condensación se hace más alta que la velocidad de rotación del eje del husillo, el fango se desplaza mientras es concentrado por la acción de la rotación del tubo exterior y de la presión de inserción, y por el número de veces que el rascador entra en contacto deslizante con la rejilla aumenta.
Proporcionando una pluralidad de rejillas en el tubo exterior de la zona de filtrado y deshidratación y reduciendo paso a paso el tamaño de los diminutos orificios de la rejilla tensada sobre la zona de condensación y una rejilla en la zona de deshidratación, avanzando desde la región aguas arriba hasta la región aguas abajo, cuando aumenta la presión aplicada sobre el fango solamente se descargará el fluido filtrado, sin que fluya el fango por los diminutos orificios, mejorando así la capacidad de reciclar la capa apelmazada.
Si el tubo exterior en la zona de condensación y en la zona de filtrado y deshidratación tiene forma cilíndrica, con un eje de husillo dispuesto en su interior que tenga un diámetro que aumente de una manera gradual, avanzando desde la región aguas arriba hacia la región aguas abajo, o si se efectúa una reducción del diámetro del tubo exterior en la zona de condensación y en la zona de filtrado y deshidratación, avanzando desde la región aguas arriba hacia la región aguas abajo disponiendo este tubo exterior de un eje de husillo en su interior, la separación entre el tubo exterior y el eje del husillo se reduce relativamente en la dirección de descarga del apelmazamiento, de manera que el fango del cual se separa el agua filtrada en la zona de condensación se va deshidratando gradualmente en el tubo exterior de la zona de filtrado y deshidratación, permitiendo así un alto grado de deshidratación de los sólidos.
Si el tubo exterior en la zona de condensación y en la zona de filtrado y deshidratación tiene forma cilíndrica, y dentro del tubo exterior están enlazados un husillo cilíndrico en la zona de condensación y un eje de husillo en la zona de filtrado y deshidratación que tiene un diámetro que aumenta gradualmente desde la región aguas arriba hacia la región aguas abajo, el área de la superficie de filtrado de la zona de condensación aumenta, consiguiendo así una adecuación al fango de baja concentración.
Si el tubo exterior de la zona de condensación y de la zona de filtrado y deshidratación tienen forma cilíndrica, y se dispone un eje de husillo en él que sea coaxial con el tubo exterior, también es posible el uso de un espesante, aumentando la capacidad de proceso y reduciendo el coste de fabricación.
Breve descripción de los dibujos
La figura 1 es un alzado lateral con un corte parcial en sentido vertical de una prensa de husillo de acuerdo con la presente invención.
La figura 2 es un alzado lateral con un corte parcial en sentido vertical que ilustra la parte principal de una presa de husillo de acuerdo con la presente invención.
La figura 3 es una vista en sección transversal vertical de un tubo exterior, sobre el cual hay tensada una rejilla en la presente invención.
La figura 4 es un alzado lateral con un corte parcial en sentido vertical de un rascador montado sobre la aleta roscada en la presente invención.
La figura 5 es un alzado lateral simplificado de otro modo de realización del eje de un husillo, alrededor del cual hay devanada una aleta roscada en la presente invención.
La figura 6 es un alzado lateral simplificado de otro modo de realización del eje de un husillo en la presente invención.
La figura 7 es un alzado lateral simplificado de otro modo de realización del eje de un husillo en la presente invención.
Mejor modo de llevar a cabo la invención
Adoptando la constitución antes indicada, en la presente invención, cuando el fango orgánico, tal como el del alcantarillado, al que se añade una coagulación, es suministrado a presión en un tubo de suministro de la prensa de husillo, el fango es suministrado desde el camino de suministro del eje del husillo en el extremo de inicio del tubo exterior, hasta quedar entre la aleta roscada de la zona de condensación, de manera que las vedijas blandas del fango fluyen hacia el tubo exterior sin ser afectadas por la aleta roscada ni ser descompuestas.
El fango suministrado a la zona de condensación se hace concentrado por la descarga del fluido filtrado en ella desde la rejilla del tubo exterior. Al mismo tiempo aunque se forma una capa apelmazada sobre la superficie de la rejilla, capturando sólidos en la rejilla del tubo exterior, porque el número de veces que el rascador entra en contacto deslizante con la rejilla aumenta, la capa apelmazada depositada sobre la superficie de la rejilla es rascada y eliminada y se renueva así la superficie del filtro, de manera que se separa una gran cantidad de fluido filtrado desde la rejilla del tubo exterior de la zona de condensación. Debido a que el rascador actúa impidiendo el atasco de la rejilla de antemano, a medida que la aleta roscada desplaza el fango, es posible concentrar incluso un fango de baja concentración con un gran contenido de agua.
A continuación, el fango concentrado se desplaza a la zona de filtrado y deshidratación, siendo impartida una presión al fango por medio de la aleta roscada en la parte posterior, a medida que se descarga más fluido filtrado desde la rejilla del tubo exterior, de manera que se realiza un filtrado y una deshidratación y se permite la eliminación de la capa apelmazada deshidratada de una puerta de descarga de la prensa de husillo.
La presente invención concentra el fango suministrado desde la zona de condensación a la zona de filtrado y deshidratación con una eficacia mejorada, y aumenta la cantidad de fango concentrado suministrado a la zona de filtrado y deshidratación, aumentando así la capacidad de proceso de la capa apelmazada en la prensa de husillo.
Haciendo referencia a los dibujos que se acompañan, que ilustran un modo de realización de la presente invención, la figura 1 es un alzado lateral en corte parcial de una prensa de husillo, en la cual hay una prensa 1 de husillo soportada por dos bastidores 2 y 3, en la parte frontal y en la posterior, estando dispuesto un eje 7 de husillo, alrededor del cual hay devanada una aleta roscada 6, formando la combinación del eje 7 de husillo y la aleta roscada 6, un husillo de suministro, dentro de un tubo exterior 5 que tiene una rejilla 4 dispuesta alrededor de una parte periférica del mismo.
La figura 2 es una vista en sección transversal vertical de la parte principal de la prensa 1 de husillo, en la cual el tubo cilíndrico exterior 5 está dividido en un tubo exterior 5a de la zona de condensación en la mitad frontal, y un tubo exterior 5b en la zona de filtrado y deshidratación en la mitad posterior, estando insertado un cojinete 8 entre el tubo exterior 5a de la zona de condensación y el tubo exterior 5b de la zona de deshidratación.
Haciendo referencia a la figura 3, que muestra el tubo exterior 5, la rejilla 4 está aplicada en la superficie periférica interna de una placa perforada 9 devanada alrededor de la periferia del tubo exterior 5 y, en este modo de realización de la presente invención, hay aplicada una rejilla 4a que tiene unos diminutos orificios de 1,5 mm de diámetro al tubo exterior 5a de la zona de condensación, y hay aplicada una rejilla 4b, que tiene unos diminutos orificios con diámetros de 1,5 mm, 1,0 mm y 0,5 mm, disminuyendo en dirección de retroceso, al tubo exterior 5b de la zona de filtrado y deshidratación. Nervaduras anulares 10 de refuerzo están unidas a la periferia de la placa perforada 9.
Como se ilustra en la figura 2, hay enlazada una brida 11 al extremo de inicio del tubo exterior 5a de la zona de condensación, estando esta brida 11 soportada giratoriamente por un cojinete 12 de placa giratoria que está unido al bastidor 2. Hay instalada una rueda dentada 14 en el cojinete 13 de empuje enlazado con la cara final de la brida 11, estando enlazada esta rueda dentada 14 con un accionamiento 15 de avance/retroceso ilustrado en la figura 1, de manera que el tubo exterior 5a de la zona de condensación puede ser girado en las direcciones de avance y retroceso.
Como se ilustra en la figura 2, hay enlazada una placa giratoria 16 con el extremo posterior del tubo exterior 5b del tubo exterior 5 de la zona de filtrado y deshidratación, pudiendo girar esta placa giratoria 16 soportada por un cojinete 17 de placa giratoria fijado al bastidor 3. Hay enlazada una rueda dentada 18 a la placa giratoria 16 con un accionamiento 19, ilustrado en la figura 1, y se mueve en consonancia con él, y cuando se inyecta agua limpiadora hacia la rejilla 4 desde un tubo 20 de agua de limpieza provisto a lo largo del tubo exterior 5, el tubo exterior 5b en la zona de filtrado y deshidratación y el tubo exterior 5a de la zona de condensación giran al unísono al efectuarse la limpieza.
Como se ilustra en la figura 2, hay unido un tubo 21 de suministro al eje 7 del husillo provisto dentro del tubo exterior 5, estando una parte 21a del cojinete del tubo 21 de alimentación, soportado giratoriamente por la superficie periférica interna de la brida 11 que está adosada al tubo exterior 5a de la zona de condensación.
Como se ilustra en la figura 1, un eje 22 de husillo enlazado con la parte final posterior del eje 7 de husillo, está soportado giratoriamente por una unidad 23 de cojinete que está fijada en el bastidor 3, y una unidad 25 de cojinete que descansa sobre el soporte vertical 24 del eje 7 de husillo. Al accionamiento giratorio 27 hay unida una rueda dentada 26, enlazada con el eje 22 de accionamiento, de manera que se origina la rotación del eje 7 del husillo.
Como se ilustra en la figura 2, se dispone un camino 28 de suministro de fango en el tubo 21 de suministro unido a la parte del extremo frontal del eje 7 de husillo, comunicándose este camino 28 de suministro con la parte interior del eje 7 de husillo, habiendo un orificio 28 de suministro del eje 7 del husillo que está abierto hacia la parte del extremo inicial del tubo exterior 5. El fango que se suministra a presión en el tubo exterior 5 es suministrado entre la aleta roscada 6 devanada alrededor del eje 7 del husillo, de manera que el fango coagulado no es afectado por la aleta roscada 6. Se dispone un prensador 30 en oposición a la puerta 29 de descarga, en el extremo final del tubo exterior 5, estando suspendido este prensador 30 de un eje móvil 31, de manera que un cilindro neumático 32 unido al extremo posterior del prensador 30 imparte una contrapresión a la capa apelmazada cuando se ajusta el grado de abertura de la puerta 29 de descarga.
En la parte final de la aleta roscada 6, que está devanada en espiral alrededor del eje 7 del husillo, hay provista una serie de rascadores elásticos 33, hechos de caucho o similar, tal como se ilustra en la figura 4, estando estos rascadores sujetos en su sitio por medio de un tornillo 34 y una tuerca 35, desde el extremo de inicio de la zona de condensación de la aleta roscada 6 hasta el extremo final de la zona de filtrado y deshidratación. Estos rascadores 33 son obligados a un contacto deslizante presurizado con la superficie periférica interior del tubo exterior 5, siendo separado el fluido filtrado de la rejilla 4a de la zona de condensación, cuyo atasco queda impedido por los rascadores 33, aumentando así la cantidad de fango suministrado a la zona de condensación, eliminando la capa apelmazada depositada sobre los diminutos orificios de las rejillas 4b, 4c y 4d de la zona de filtrado y deshidratación, y consiguiendo un alto grado de deshidratación.
En el modo de realización ilustrado en la figura 2, la aleta roscada 6 devanada alrededor del eje 7 del husillo, tiene una aleta roscada 6a provista en el interior del tubo exterior 5a de la zona de condensación, que tiene una separación del paso de rosca que es 1/2 del de la aleta roscada 6b de la zona de deshidratación, y este paso puede hacerse 1/3 del paso de rosca de la aleta roscada 6b de la zona de deshidratación.
En una prensa de husillo en la cual el paso de rosca de la aleta roscada 6a de la zona de condensación se hace más estrecho que el paso de rosca de dicha aleta 6b de la zona de filtrado y deshidratación, el tubo exterior 5a de la zona de condensación se hace girar en una dirección opuesta a la del eje 7 del husillo, y en el caso en que el paso de rosca de la aleta roscada 6a es de 1/2, si la velocidad de rotación del tubo exterior 5a de la zona de condensación, con relación a la velocidad de rotación del eje 7 del husillo se hace de 2,0 a 2,5, y en el caso en el que el paso de rosca de la aleta roscada 6a es de 1/3, si la velocidad de rotación del tubo exterior 5a de la zona de condensación, con relación a la velocidad de rotación del eje 7 del husillo, se hace de 3,0 a 3,5, se consigue un suministro equilibrado de fango concentrado desde la zona de condensación a la zona de deshidratación. Los rascadores 33 provistos en la aleta roscada 6a hacen un mayor número de contactos deslizantes con la rejilla 4a del tubo exterior, impidiendo así el atasco de la rejilla 4a.
La figura 5 muestra un modo de realización de la presente invención, en el cual la aleta roscada 6a de la zona de condensación está doblemente devanada alrededor del eje 7 del husillo, donde el número de contactos deslizantes hecho por los rascadores 33 sobre la rejilla 4a se duplica, aumentando proporcionalmente el número de contactos deslizantes hechos por los rascadores 33 con la rejilla 4a con relación al número de aletas, y el número de aletas roscada 6a puede hacerse también 3.
En una prensa de husillo en la cual hay devanadas aletas roscadas 6a de manera múltiple alrededor del eje 7 del husillo en la zona de condensación, si el tubo exterior 5a de la zona de condensación se hace girar en una dirección opuesta a la del eje 7 del husillo, y la velocidad de rotación del tubo exterior 5a de la zona de condensación con relación al eje 7 del husillo se hace de 0,5, por ejemplo, se consigue un suministro equilibrado de fango concentrado desde la zona de condensación a la zona de deshidratación. En el caso en que el tubo exterior 5a de la zona de condensación gire en la misma dirección que el eje 7 del husillo, aunque se reduce la fuerza del suministro de la aleta roscada 6a, el fango es suministrado a presión a la zona de condensación por una presión de inserción de 0,1 a 0,5 kgF/cm^{2}, de manera que si la velocidad de rotación relativa del tubo exterior 5a se hace de 1,0 a 1,5, se mantiene un suministro equilibrado del fango.
En el modo de realización ilustrado en la figura 5, como también se ilustra en la figura 2, el tubo exterior 5a de la zona de condensación y el tubo exterior 5b de la zona de filtrado y deshidratación forman un tubo exterior cilíndrico continuo 5, teniendo el eje 7 del husillo un diámetro que va aumentando gradualmente desde la región aguas arriba hasta la región aguas abajo y que está dispuesto dentro de este tubo exterior 5, de manera que la separación entre el tubo exterior 5 y el eje 7 del husillo disminuye hacia el final del mismo. En la figura 5, la referencia 7a indica la parte del eje 7 del husillo en la zona de condensación, y la referencia 7b indica la parte del eje 7 del husillo en la zona de filtrado y deshidratación.
Alternativamente, es posible formar el tubo exterior 5a de la zona de condensación y el tubo exterior 5b de la zona de filtrado y deshidratación de manera que varíen gradualmente, disminuyendo el diámetro de los mismos desde la región aguas arriba hacia la región aguas abajo y, como se muestra con las líneas continuas de inclinación gradual de la figura 6, y también proporcionar un eje de husillo cilíndrico 37, alrededor del cual haya devanada una aleta roscada 36 dentro del tubo exterior 5, de manera que la separación relativa disminuya hacia el extremo final. En este modo de realización, la aleta roscada 36a de la zona de condensación está devanada alrededor del eje 7 del husillo con una separación del paso de rosca que es 1/2 del paso de rosca de la aleta roscada 36b de la zona de deshidratación.
Si los tubos exteriores 5a y 5b de la zona de condensación y de la zona de deshidratación tienen una forma cilíndrica y, como se ilustra en la figura 7, hay enlazados dentro del tubo exterior 5 un eje de husillo cilíndrico 38a en la zona de condensación y un eje de husillo 38b con un diámetro que va aumentando gradualmente desde la región aguas arriba hacia la región aguas abajo, la capacidad de la zona de condensación aumenta, haciendo adecuada la prensa de husillo para ser utilizada con fango de baja concentración. También en este modo de realización, la aleta roscada 39a de la zona de condensación está devanada alrededor del eje 38a del husillo, con una separación de su paso de rosca que es 1/2 del de la aleta roscada 39b de la zona de deshidratación.
Si los tubos exteriores 5a y 5b de la zona de condensación y de la zona de deshidratación tienen forma cilíndrica, y se dispone un eje de husillo coaxial 37 dentro del tubo exterior 5, como se ilustra en la figura 6, la prensa de husillo puede ser utilizada también como un espesante, aumentando la capacidad de proceso y reduciendo el coste de fabricación.
TABLA 1 Comparación de las velocidades de rotación del tubo exterior y de eje de husillo de las zonas de concentración y deshidratación
Tubo exterior Zona de condensación Zona de deshidratación
Condiciones de ajuste Rotación inversa Rotación inversa
Paso de rosca P_{1} = P_{2}/2 P_{1} = P_{2}/3 P_{2}
Velocidad de rotación N_{1} del eje 1,0 1,0 1,0
del husillo
Velocidad de rotación N_{2} del tubo -1,0 -2,0 0
exterior
TABLA 1 (continuación)
Tubo exterior Zona de condensación Zona de deshidratación
Condiciones de ajuste Rotación inversa Rotación inversa
Velocidad de rotación relativa 2,0 3,0 0
N=N_{1}-N_{2}
Número de contactos deslizantes 2,0 3,0 1,0
del rascador
Cantidad Q de suministro en la
zona de deshidratación Q_{1} = P_{2}/2x2 = P_{2} Q_{1} = P_{2}/3x3 = P_{2} Q_{2} = P_{2}
Cantidad transportada Q = Paso de rosca P x Velocidad de rotación N
Q1 de zona de condensación = Q2 de zona de deshidratación
La Tabla 1 muestra una comparación, para el caso en que el tubo exterior 5a de la zona de condensación gire en dirección opuesta a la del eje 7 del husillo, entre las velocidades de rotación de la aleta roscada 6 y el tubo exterior 5 de la zona de condensación, siendo el paso de rosca de la aleta roscada 6a de la zona de condensación más estrecho que el paso de rosca de la aleta roscada 6b de la zona de filtrado y deshidratación.
Como se ilustra en la figura 2, si el paso de rosca P1 de la aleta roscada 6 de la zona de condensación es 1/2 del paso de rosca P2 en la zona de deshidratación, suponiendo que las rpm del eje 7 del husillo sea N1 = 1 rpm y además que las rpm del tubo exterior 5a de la zona de condensación sea N2 = -1 rpm, las rpm relativas N con respecto al eje 7 del husillo es N = N1 - N2 = 2 rpm, doblando así el número de contactos deslizantes de los rascadores sobre la rejilla 4a. La cantidad de fango concentrado transportado a la zona Q1 de condensación es Q1 = (P2/2) x 2 = P2, siendo esta cantidad igual a la cantidad de fango transportado a la zona de deshidratación, de manera que el suministro de fango está equilibrado.
Cuando el paso de rosca P1 de la aleta roscada 6 se hace igual a 1/3 del paso de rosca P2 en la zona de deshidratación, si la rotación en dirección inversa del tubo exterior 5a de la zona de condensación se hace N2 = - 2 rpm, la velocidad de rotación relativa del tubo exterior 5a es 3 rpm, triplicando así el número de contactos deslizantes de los rascadores sobre la rejilla 4a, siendo igual la cantidad de fango concentrado transportado a la zona Q1 de condensación a la cantidad Q2 de fango transportado en la zona de deshidratación.
Así, si la velocidad de rotación relativa del tubo exterior 5a de la zona de condensación con respecto al eje 7 del husillo aumenta en proporción al paso de rosca de la aleta roscada 6 en la zona de condensación, hay un aumento del número de contactos deslizantes de los rascadores 33 de la zona de condensación con la rejilla 4a, impidiendo así el atasco de la rejilla 4a, y manteniendo el equilibrio del suministro de fango.
La tabla 2 muestra una comparación para el caso en el cual, como se ilustra en la figura 5, hay devanada una aleta roscada 6 alrededor del eje 7 del husillo con un paso de rosca uniforme, entre las velocidades de rotación de la aleta roscada 6 y el tubo exterior 5a de la zona de condensación, cuando la aleta roscada 6a está devanada de manera múltiple alrededor del eje 7 del husillo.
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TABLA 2 Comparación de las velocidades de rotación del tubo exterior y de las zonas de concentración y deshidratación del eje del husillo
Zona de condensación Zona de deshidratación
Rotación inversa Rotación directa Rotación directa
Aletas roscadas Doble Doble Triple Una
Paso de rosca P_{1} = P_{2} P_{1} = P_{2} P_{1} = P_{2} P_{2}
N_{1} del eje del husillo 1,0 1,0 1,0 1,0
TABLA 2 (continuación)
Zona de condensación Zona de deshidratación
Rotación inversa Rotación directa Rotación directa
Velocidad de rotación -0,5 2,0 2,0 0
N_{2} del tubo exterior
Velocidad de rotación 1,5 1,0 1,0 1,0
relativa N = N_{1}-N_{2}
\begin{minipage}[t]{30mm} Número de contactos deslizantes del rascador\end{minipage} 3,0 2,0 3,0 1,0
\begin{minipage}[t]{30mm}Cantidad Q de suministro en la zona de deshidratación\end{minipage} Q1= P_{2} x 1,5 = 1,5 P_{2} Q1= P_{2} x 1 = P_{2} Q1= P_{2} x = P_{2} Q1 = P_{2}
Cantidad transportada Q = Paso de rosca P x velocidad de rotación N
Q1 de la zona de condensación = Q2 de la zona de deshidratación
Si la aleta roscada 6 en la zona de condensación está doblemente devanada alrededor del eje 7 del husillo, y el tubo exterior 5a de la zona de condensación gira en dirección opuesta a la de la aleta roscada 6, suponiendo una velocidad de rotación P1 del eje 7 del husillo de 1 rpm y suponiendo también una velocidad de rotación P2 del tubo exterior 5a de la zona de condensación de -0,5 rpm, la velocidad de rotación relativa N del tubo exterior 5a con respecto al eje 7 del husillo es N = N1 - N2 = 1,5 rpm, y el número de contactos deslizantes de los rascadores 33 con la rejilla 4a es 1,5 rpm x 2 = 3 (triplicada).
La cantidad Q1 de fango transportado en la zona de condensación y en la zona de filtrado y deshidratación es Q1 = P2 x 1,5, siendo ésta 1,5 veces la cantidad de fango transportado en la zona de deshidratación, de manera que si el tubo exterior 5a de la zona de condensación gira en dirección opuesta a la de la aleta roscada 6, es posible mantener un suministro equilibrado del fango dentro de un límite permisible.
Si se hace girar al tubo exterior 5a de la zona de condensación en la misma dirección que la aleta roscada 6, y la aleta roscada 6 está doblemente o triplemente devanada alrededor del eje 7 del husillo, suponiendo una velocidad de rotación P1 del eje 7 del husillo de 1 rpm y suponiendo además una velocidad de rotación P2 del tubo exterior 5a de la zona de condensación de 2,0 rpm, la velocidad de rotación relativa N del tubo exterior 5a con respecto al eje 7 del husillo es N = N1 - N2 = 1,0 rpm, de manera que el número de contactos deslizantes de los rascadores 33 con la rejilla 4a es 1,0 rpm x 2 = 2 (doble) para el caso de una aleta roscada doble 6, y 1,0 rpm x 3 = 3 (triple) para el caso de una aleta roscada triple 6. La cantidad Q1 de fango transportado en la zona de condensación es Q1 = P2 x 1, siendo esta cantidad igual a la cantidad Q2 de fango transportado en la zona de filtrado y deshidratación, de manera que se mantiene el equilibrio del suministro de fango.
Por tanto, si la velocidad de rotación relativa del tubo exterior 5a de la zona de condensación es mayor que la del eje 7 del husillo, el número de contactos deslizantes de los rascadores 33 con la rejilla 4a aumenta, impidiendo así el atasco de la rejilla 4a.
Como se ha descrito anteriormente, si la velocidad de rotación relativa del tubo exterior 5a se hace mayor que la del eje 7 del husillo, y se mantiene el equilibrio del suministro de fango en la zona de condensación y en la zona de deshidratación, el número de contactos deslizantes de los rascadores 33 con la rejilla 4a aumenta, originando así la renovación de la superficie de filtrado de la rejilla 4a, de manera que incluso para un fango de baja concentración, en el cual el contenido de agua es mayor que el contenido de sólidos, es posible descargar una gran cantidad de fluido filtrado sin atascar la rejilla 4a. Además, no solamente se reduce el atasco, sino también se reduce el número de limpiezas.
Efectos de la invención
Adoptando la constitución antes descrita, la presente invención consigue un aumento relativo de la velocidad de rotación de las aletas roscadas en la zona de condensación, eliminando la capa apelmazada depositada en la rejilla del tubo exterior, que puede originar el atasco de la rejilla, renovando así la superficie de filtrado, y esto permite un aumento de la concentración de fango transportado a la zona de filtrado y deshidratación. Es decir, mientras que en un aparato de la técnica anterior se efectúa una eyección continua del agua de limpieza inyectada cuando se hace girar al tubo exterior en el lado de admisión del fango, dando como resultado la entrada de agua de limpieza en el tubo exterior, reduciendo así no solamente a la mitad le eficacia de la concentración de fango, sino haciendo también necesario utilizar una gran cantidad de agua de limpieza, con la presente invención se dispone un camino de suministro de fango en el eje del husillo y se forma un orificio de suministro del camino de suministro en el extremo de inicio de la zona de condensación, de manera que el efecto de la aleta roscada no desintegra el fango blando concentrado, preservando así la capacidad de deshidratación.
Debido a que el rascador hace un contacto deslizante a presión con la superficie periférica interior del tubo exterior, se impide el atasco de la rejilla en toda la región que va desde la región aguas arriba hasta la región aguas debajo de la zona de condensación, hasta la región aguas abajo, de manera que es posible descargar una gran cantidad de fluido filtrado sin atascar la rejilla del tubo exterior de la zona de condensación, incluso en el caso de un fango de baja concentración que tenga un gran contenido de agua.
Si el paso de rosca de la aleta roscada en la zona de condensación se hace más estrecho que el paso de rosca de la aleta roscada en la zona de filtrado y deshidratación, y se hace girar al tubo exterior de la zona de condensación de manera que se mantenga un equilibrio en el suministro de fango, el número de veces que el rascador entra en contacto con la rejilla aumenta, impidiendo así que ocurra un atasco de la rejilla, aumentando la eficacia de la concentración en la zona de condensación, y permitiendo el desplazamiento del fango concentrado hacia la zona de filtrado y deshidratación.
Si se hace girar al tubo exterior de la zona de condensación en dirección opuesta a la dirección de rotación del eje del husillo, el tubo exterior y la aleta roscada se desplazan en direcciones mutuamente opuestas, dando como resultado un aumento del número de contactos deslizantes del rascador con la rejilla, impidiendo el atasco de la misma.
Si la aleta roscada en la zona de condensación se devana de manera múltiple alrededor del eje del husillo, el número de contactos deslizantes del rascador con la rejilla aumenta, renovando la superficie de la rejilla.
Si se hace girar al tubo exterior de la zona de condensación y al eje del husillo en una misma y única dirección, y la velocidad de rotación del tubo exterior se hace mayor que la velocidad de rotación del eje del husillo, manteniendo así el equilibrio del suministro de fango en la zona de condensación y en la zona de filtrado y deshidratación, hay un aumento del número de contactos deslizantes del rascador con la rejilla del tubo exterior.
Si se devana de manera múltiple la aleta roscada dispuesta en el interior de la mitad de la parte frontal del tubo exterior, alrededor del eje del husillo, el número de contactos deslizantes del rascador con la rejilla aumenta en la medida del aumento del número de aletas roscadas.
Si el tamaño de los pequeños orificios de la rejilla aplicada en el tubo exterior de la zona de condensación y en la rejilla de la zona de deshidratación, se reduce desde la región aguas arriba hacia la región aguas abajo, como la presión aplicada al fango aumenta gradualmente, el fango no fluye hacia fuera desde los pequeños orificios, y solamente fluye hacia fuera desde el filtro, reforzando así la eficacia de reciclado de la capa apelmazada.
Si se hace una reducción relativa en la separación entre el tubo exterior y el eje del husillo en la dirección de descarga de la capa apelmazada, el fango concentrado, del cual se separa el fluido filtrado en el tubo exterior de la zona de condensación, se deshidrata gradualmente filtrando por medio del tubo exterior de filtrado y deshidratación, haciendo posible así un alto grado de deshidratación de la capa apelmazada.
Si el tubo exterior de la zona de condensación y de la zona de deshidratación se hace con forma cilíndrica, y se dispone un eje de husillo cilíndrico en la zona de condensación, coaxialmente con él, enlazado con un eje de husillo en la zona de filtrado y deshidratación que tenga forma cónica, con un diámetro que disminuye gradualmente desde la región aguas arriba hacia la región aguas abajo, la capacidad del filtro de la zona de condensación aumenta, haciendo así adecuada la presente invención para ser utilizada con fango de baja concentración.
Si se dispone un eje de husillo coaxialmente con un tubo exterior cilíndrico, es posible utilizar la presente invención como un espesante, aumentando la capacidad de proceso y reduciendo el coste de fabricación.
Aplicación industrial
Por tanto, una sencilla prensa de husillo de acuerdo con la presente invención, puede realizar una concentración y una deshidratación, y se caracteriza no solamente por un aumento de la capacidad de proceso, sino también por una reducción en el coste de los productos químicos, ya que es suficiente realizar la concentración y deshidratación con la simple adición de un coagulante.

Claims (11)

1. Una prensa de husillo que comprende:
un tubo exterior (5) conectado que comprende:
-
un tubo frontal independientemente giratorio (5a) compuesto por
un bastidor tubular frontal (9, 10) y
una rejilla frontal (4a) tensada a lo largo de la periferia del bastidor tubular frontal (9, 10); y
-
un tubo posterior independientemente giratorio (5b) compuesto por
un bastidor tubular posterior (9, 10) conectado giratoriamente de forma relativa al bastidor tubular frontal y
una rejilla posterior (4a, 4c, 4d) tensada a lo largo de la periferia del bastidor tubular posterior (9, 10); y
un único husillo de suministro (6, 7, 33) dispuesto coaxialmente en el tubo exterior conectado (5), que tiene:
-
una zona frontal definida como una separación entre una parte frontal (6a, 7a, 33) del husillo de suministro y el tubo frontal (5a); y
-
una zona posterior definida como una separación entre una parte posterior (6b, 7b, 33) del husillo de suministro y el tubo posterior (5b);
comprendiendo el husillo único de suministro (6, 7, 33):
-
un eje (7) de husillo independientemente giratorio, compuesto por
una parte frontal (7a) que tiene formado en ella un camino (28) de suministro para suministrar fango a una región aguas arriba de la zona frontal, y
una parte posterior (7b) que coopera con el tubo posterior (5b) para definir una puerta (29) de descarga para descargar el fango deshidratado desde una región aguas debajo de la zona posterior;
una aleta roscada (6) devanada sobre las partes frontal y posterior (7a, 7b) del eje (7) del husillo, y giratoriamente integrada con él, para suministrar el fango a lo largo de ella; y
un rascador (33) de fango, montado sobre la periferia de la aleta roscada (6), para raspar el fango de las rejillas frontal y posterior (4a, 4b, 4c, 4d),
en la que el tubo exterior (5) y el husillo de suministro (6, 7, 33) están configurados para cooperar entre ellos para proporcionar:
a la zona frontal una forma adaptada para filtrar el fango suministrado para la eliminación de líquido, que ha de condensarse en ella, a medida que el tubo frontal (5a) gira con relación al husillo de alimentación (6, 7, 33); y
a la zona posterior una forma adaptada para filtrar el fango condensado para una eliminación adicional de líquido y deshidratarlo en ella, a medida que el tubo posterior (5b) gira con relación al husillo de suministro (6, 7, 33).
2. Una prensa de husillo según la reivindicación 1, en la que la aleta roscada (6) tiene un paso de rosca menor en la parte frontal (6a, 7a) del husillo de suministro (6, 7) que en la parte posterior (6b, 7b) del husillo de suministro
(6, 7).
3. Una prensa de husillo según la reivindicación 1, en el que la aleta roscada (6) tiene un paso de rosca constante y el husillo (6, 7) de suministro comprende otra aleta roscada (6a) devanada sobre la parte frontal (7a) del eje (7) del husillo, y otro rascador (33) de fango montado sobre la periferia de la otra aleta roscada (6a).
4. Una prensa de husillo según la reivindicación 3, que comprende medios para hacer girar al tubo frontal (5a) en una dirección idéntica a la del husillo de suministro (6, 7), con una velocidad mayor que la del husillo de suministro (6, 7).
5. Una prensa de husillo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, que comprende medios para hacer girar el tubo frontal (5a) en una dirección opuesta a la del husillo de suministro (6, 7).
6. Una prensa de husillo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en la que la rejilla posterior comprende una serie axial de miembros de rejilla (4b, 4c, 4d), en la cual un miembro de rejilla (4c o 4d) situado aguas abajo, tiene unos orificios de filtrado menores en diámetro que los orificios de filtrado de un miembro de rejilla (4b o 4c) situado aguas arriba.
7. Una prensa de husillo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en la que el tubo exterior (5) es un cilindro recto, y el eje (7) del husillo tiene una periferia cuyo diámetro aumenta gradualmente aguas abajo.
8. Una prensa de husillo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en la que el eje (37) de husillo es un cilindro recto y el tubo exterior (5) tiene una periferia cuyo diámetro disminuye gradualmente aguas abajo.
9. Una prensa de husillo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en la que el tubo exterior (5) y la parte frontal (38a) del eje del usillo son cilindros rectos, y la parte posterior (38b) del eje del husillo tiene una periferia cuyo diámetro aumenta gradualmente aguas abajo.
10. Una prensa de husillo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en la que el tubo exterior (5) y el eje (36) del husillo son cilindros circulares.
11. Una prensa de husillo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, que comprende además un prensador (30) para comprimir el fango deshidratado en la puerta (29) de descarga.
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