ES2294289T3 - Dispositivo para la filtracion continua de mezclas de materiales. - Google Patents

Dispositivo para la filtracion continua de mezclas de materiales. Download PDF

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Abstract

Dispositivo para la filtración continua de mezclas de materiales, en particular para la separación de impurezas de masas fundidas de plástico, con un filtro (2) en forma de cilindro hueco dispuesto en el interior de una carcasa (1), un espacio interior (15) dispuesto en el interior del filtro (2), un espacio anular (22) delimitado por el lado exterior del filtro (2) y una pared interior de la carcasa (1) y un dispositivo de limpieza (23, 24) para la eliminación de las impurezas retenidas en el filtro (2) estando dispuesto el filtro (2) en el interior de la carcasa (1) de forma giratoria alrededor de un eje (3) mediante un motor, caracterizado porque el dispositivo de limpieza (23, 24) presenta al menos un rascador (23, 28, 30) para la eliminación de las impurezas retenidas en el filtro (2) en la dirección radial y un dispositivo de transporte (24) para la evacuación de las impurezas eliminadas mediante el rascador (23, 28, 30) del filtro (2) pudiendo accionarse por separados el filtro (2) accionado de forma giratoria mediante motor y el dispositivo de transporte (24).

Description

Dispositivo para la filtración continua de mezclas de materiales.
La invención se refiere a un dispositivo para la filtración continua de mezclas de materiales, en particular para la separación de impurezas de masas fundidas de plástico según el preámbulo de la reivindicación 1.
Los plásticos usados o residuos de plásticos presenten habitualmente elevadas partes de sustancias extrañas, como por ejemplo partes metálicas, restos de papel, vidrio, plásticos secundarios y similares. Estas sustancias extrañas o impurezas deben eliminarse por regla general antes de la recuperación de los plásticos. Esto se realiza en muchos casos plastificándose los plásticos usados en primer lugar mediante calentamiento y filtrándose a continuación la masa fundida de plásticos. Para ello se usan llamados filtros para masa fundida mediante los cuales se separan las sustancias extrañas metálicas o no metálicas o los plásticos de un punto de fusión más elevado. No obstante, para permitir una filtración continua y sin fallos, los filtros para masa fundida deben limpiarse continuamente.
Por el documento DE 43 08 685 C2 se conoce un dispositivo de separación en el que la masa fundida contaminada de plástico se introduce a presión en el espacio interior de un cuerpo filtrante en forma de cilindro hueco dispuesto en una carcasa. En el espacio interior del cuerpo filtrante está dispuesto un árbol rascador coaxial respecto al mismo, accionado de forma giratoria, que delimita un espacio anular interior con la pared interior del cuerpo filtrante y que presenta en su lado exterior varios rascadores que se extienden de forma oblicua respecto a la dirección del eje y que se completan formando una espiral. Los residuos retenidos por el cuerpo filtrante en su lado interior son rascados por los rascadores y transportados a lo largo del cuerpo filtrante por la rotación del árbol rascador a una salida de material axialmente opuesta al extremo de entrada del espacio anular interior. En esta realización, el recorrido de transporte para la evacuación de los residuos se extiende, no obstante, a lo largo de toda la superficie interior del filtro, lo cual puede conducir a rápidos indicios de desgaste del cuerpo filtrante, en particular en el caso de residuos duros y abrasivos. Debido al movimiento axial de los residuos a lo largo del filtro pueden producirse, además, obstrucciones de los orificios del filtro. Además, el cuerpo filtrante se apoya en este dispositivo de separación conocido mediante una disposición de apoyo de una construcción costosa.
Por el documento DE 32 39 030 A1 se conoce otro dispositivo de separación para el reciclaje de mezclas de plástico termoplástico y residuos de material. Allí, en el espacio interior de un cuerpo filtrante en forma de cilindro hueco también se encuentra un árbol rascador accionado de forma giratoria que porta en su contorno exterior rascadores desplazados unos respecto a otros en la dirección axial y en la dirección circunferencial. En el cuerpo filtrante están previstos orificios de salida opuestos unos a otros en forma de ranuras, a los que los residuos que se van acumulando en el lado interior del cuerpo filtrante son transportados por los rascadores mediante un movimiento giratorio alternativo del árbol rascador. También allí, los residuos son movidos durante un tiempo relativamente largo a lo largo de la pared interior del filtro durante su transporte a los dos orificios de salida.
Por el documento US-B1-6378705 se conoce un dispositivo genérico.
El objetivo de la invención es crear un dispositivo del tipo indicado al principio, que permita una eliminación lo más rápida posible de los residuos separados de la superficie del filtro.
Este objetivo se consigue mediante un dispositivo con las características de la reivindicación 1. En las reivindicaciones subordinadas se indican variantes recomendables y formas de realización ventajosas de la invención.
Una ventaja esencial del dispositivo según la invención está en que los residuos de filtración se elevan de la superficie del filtro sin seguir en contacto con el filtro. Durante la limpieza, los residuos no son empujados a lo largo de la superficie del filtro, de modo que puede reducirse el desgaste mejorando la duración del dispositivo. Gracias a las menores solicitaciones abrasivas del filtro también pueden usarse filtros de una estructura más sencilla y más económicos.
Un filtro que puede fabricarse fácilmente está formado por un tubo filtrante provisto de una pluralidad de orificios pasantes que es apoyado por un cuerpo de apoyo. El tubo filtrante está hecho recomendablemente por un material resistente al desgaste, que también puede estar previsto de un recubrimiento adicional. Los orificios pasantes presentan de forma ventajosa una sección transversal que se ensancha en la dirección de la corriente y pueden ser, por ejemplo, taladros cónicos realizados mediante un mecanizado con haz electrónico o láser. El cuerpo de apoyo está formado preferiblemente por un cilindro hueco, que presenta en su lado de descanso para el tubo de apoyo varias ranuras colectoras continuas con almas de descanso estrechas dispuestas entre ellas. De esta forma se obtiene un filtro económico con una superficie filtrante abierta grande. El filtro es sumamente resistente al desgaste y puede cambiarse simplemente cuando sea necesario.
El material elevado mediante el rascador se evacua recomendablemente mediante un dispositivo de transporte. El filtro y el dispositivo de transporte pueden accionarse por separado, de modo que es posible una regulación separada de la velocidad de limpieza y de descarga de sustancias extrañas. Gracias a una regulación ce este tipo puede conseguirse una concentración muy elevada de sustancias extrañas y, por lo tanto, un gran rendimiento del material primario. En una realización recomendable, el dispositivo de transporte está formado por un tornillo sin fin de transporte accionado de forma giratoria mediante un motor. Las velocidades del filtro y del tornillo sin fin de transporte pueden controlarse de forma separada, por lo que puede conseguirse una concentración muy elevada de las sustancias extrañas con una superficie filtrante activa óptima. Según el tipo de plástico, el filtro y el tornillo sin fin de transporte pueden presentar sentidos de giro iguales u opuestos.
Otras particularidades y ventajas de la invención resultan de la descripción expuesta a continuación de un ejemplo de realización preferible con ayuda del dibujo. Muestran:
la fig. 1 un primer ejemplo de realización de un dispositivo de separación en un corte longitudinal;
la fig. 2 una vista en corte transversal del dispositivo de separación de la figura 1;
la fig. 3 una vista en corte transversal de un segundo ejemplo de realización de un dispositivo de separación;
la fig. 4 una vista en corte transversal de un tercer ejemplo de realización de un dispositivo de separación;
la fig. 5 un primer ejemplo de realización de un cuerpo filtrante en una vista en corte transversal y longitudinal y
la fig. 6 un segundo ejemplo de realización de un cuerpo filtrante en una vista en corte transversal y longitudinal.
El dispositivo de separación representado de forma esquemática en la figura 1 para la filtración de masas fundidas contaminadas de plástico contiene una carcasa 1, en la que está dispuesto un filtro para masa fundida 2 en forma de cilindro hueco de forma giratoria alrededor de un eje de giro 3. El filtro para masa fundida 2 está montado en un árbol de soporte 4 accionado de forma giratoria mediante un motor. Este árbol presenta una parte de accionamiento 5 más delgada alojada en la carcasa 1, una parte de alojamiento 6 ensanchada para el filtro para masa fundida 2 y un gorrón 7 más delgado, que está alojado de forma giratoria en un taladro 8 correspondiente de una tapa del cojinete 9 fijada en la carcasa 1.
El filtro para masa fundida 2 representado en la figura 5 en una vista a escala ampliada está formado por un tubo filtrante 11 provisto de una pluralidad de orificios pasantes 10 radiales y un cuerpo de apoyo 12 en forma de cilindro hueco, unido en arrastre de forma al árbol de soporte 4, estando zunchado el tubo filtrante 11 en este cuerpo de soporte. El tubo filtrante 11 en forma de criba puede estar hecho, por ejemplo, de una chapa de acero provista de orificios pasantes 10, que se conforma para obtener un tubo y se une a continuación por soldadura. Recomendablemente está hecho de un acero resistente al desgaste y a la corrosión y está templado. El tubo filtrante también puede estar provisto de recubrimientos de la superficie, mediante los cuales mejoran la resistencia al desgaste y otras propiedades. Los orificios pasantes 10 están realizados como taladros con una sección transversal que se ensancha en la dirección de la corriente. En el ejemplo de realización mostrado en la figura 5, los orificios pasantes 10 presentan una sección transversal que se estrecha cónicamente hacia fuera. El cuerpo de apoyo 12 en forma de cilindro hueco tiene en su lado exterior varios canales colectores 13 realizados como ranura continua o rosca plana de los que varios taladros de salida 14 radiales, dispuestos a distancias angulares iguales en la dirección circunferencial, conducen hacia el interior.
Como puede verse en las figuras 1 y 2, los taladros de salida 14 radiales desembocan en ranuras colectoras 15 axiales, que están distribuidas en el interior del árbol de soporte 4 a distancias angulares iguales de la misma forma que los taladros de salida a lo largo del contorno de la parte de alojamiento 6 ensanchada y que forman un espacio interior para acumular el material filtrado. Las ranuras colectoras 15 que se ensanchan en la dirección de la corriente conducen a un canal colector 16 central, que desemboca mediante un tramo inclinado en un primer canal anular 17 en el interior de la carcasa 1. Del primer canal anular 17 conduce un primer taladro lateral en el interior de la carcasa 1 a un orificio de salida 18 de un racor de empalme 19. En el racor de empalme 19 se encuentra también un orificio de entrada 20, que conduce a través de un segundo taladro lateral en el interior de la carcasa 1 a un segundo canal anular 21 en la carcasa 1. Este canal anular 21 está conectado con un espacio anular 22, que está delimitado entre la pared interior de la carcasa 1 y la pared exterior del tubo filtrante 11.
Como puede verse en la figura 2, en la parte inferior de la carcasa 1, un rascador en forma de una cuchilla rascadora 23, que se extiende en la dirección axial a lo largo de toda la longitud del tubo filtrante y que se apoya en el lado exterior de éste, está dispuesto de tal forma que los residuos o las impurezas retenidas en el cuerpo filtrante 2 se evacuan en la dirección radial. La cuchilla rascadora 23 está dispuesta de forma oblicua respecto a la superficie exterior del cuerpo filtrante 2 y de forma inclinada hacia el sentido de giro de éste. En la realización representada, la cuchilla rascadora está dispuesta en un ángulo de ataque \alpha del orden de 45º respecto a un plano central 40 del tubo filtrante 11. Muy cerca de la cuchilla rascadora 23, en el interior de la carcasa 1, está dispuesto un tornillo sin fin de transporte 24 paralelo al eje de giro 3 del cuerpo filtrante 2, que se extiende a lo largo del lado exterior del cuerpo filtrante 2 hasta un orifico de salida. El tornillo sin fin de transporte está dispuesto de tal forma que los residuos rascados radialmente por la cuchilla rascadora 23 se entregan directamente al tornillo sin fin de transporte 24 y son evacuados por éste en la dirección de la flecha 25 de la figura 1 hacia fuera. En la realización mostrada en la figura 2, la cuchilla rascadora está fijada en un árbol hueco 26 que rodea el tornillo sin fin de transporte 24 y que está dispuesto de forma giratoria en el interior de la carcasa 1, siendo giratorio este árbol hueco mediante una palanca de ajuste 27. De esta forma puede variarse el ángulo de ataque \alpha y la fuerza de apriete de la cuchilla rascadora 23. No obstante, el rascador también puede estar realizado en forma de una hoja 28 elástica, como se muestra en la figura 3. En el árbol hueco 26 están dispuestos canales de refrigeración 29 en la zona de la salida de material del tornillo sin fin de transporte 24. Mediante estos canales puede conseguirse
una refrigeración del material evacuado por el tornillo sin fin de transporte 24 para formar un bloqueo térmico.
El rascador también puede estar montado en una posición angular predeterminada en la carcasa 1, como se muestra en la figura 4. Allí, una hoja o una cuchilla rascadora 30 es guiada en un taladro 31 oblicuo de forma desplazable en la carcasa 1 y es apretada por un perno guía 33 solicitado mediante un resorte 32 o un cilindro hidráulico contra el lado exterior del tubo filtrante 11.
En el racor de empalme 19 está dispuesto en la zona del orificio de entrada 20 un registrador de presiones de masa 35 del lado de entrada y en la zona del orificio de salida 18 un registrador de presiones de masa 34 del lado de salida. Éstos están conectados con un sistema electrónico de regulación 36 para el control del dispositivo de filtración. Mediante el sistema electrónico de regulación 36 puede controlarse, por ejemplo, el movimiento giratorio del filtro para masa fundida 2 y del tornillo sin fin de transporte 24 en función de una presión diferencial registrada. De esta forma es posible hacer girar de forma intermitente el filtro para masa fundida 2 y el tornillo sin fin de transporte 24 según dos valores de presión predeterminados (máx.-mín.) reduciendo de esta forma el desgaste. Entre el orifico de entrada 20 y el orificio de salida 18 está dispuesto un canal de drenaje 41 que pasa por el racor de empalme 19 y la carcasa 1. De esta forma puede impedirse que partes de las sustancias extrañas lleguen a través del punto de apoyo al lado del material bueno.
En la figura 6 se muestra otro ejemplo de realización de un filtro que puede fabricarse de forma sencilla y económica, adecuado para un dispositivo de filtración, en el que la dirección de la corriente no va dirigida desde el exterior hacia el interior sino desde el interior hacia el exterior. Allí, el tubo filtrante 11 está dispuesto en el lado interior del cuerpo de apoyo 12 y presenta orificios pasantes 10 que se ensanchan radialmente hacia fuera. En este cuerpo de apoyo 12, los canales colectores 13 continuos están dispuestos en el lado interior y los orificios de salida 14 en el lado exterior. Tanto en esta realización como en la realización de la figura 5, entre los canales colectores 13 están dispuestas almas finas 39 para el apoyo del tubo filtrante 11.
En el dispositivo anteriormente descrito, la mezcla contaminada de materiales (sobre todo masa de plástico en estado plástico) se introduce según la figura 1 a presión en el orificio de entrada 20 en la dirección de la flecha 37 en el espacio anular 22 y se hace pasar a presión por los orificios pasantes 10 finos en el tubo filtrante 11 y el cuerpo de apoyo 12 con las acanaladuras colectoras 13 y los orificios de salida 14 pasando por el árbol de soporte 6 al orificio de salida 18 y puede ser retirada allí en la dirección de la flecha 37. Los residuos retenidos en el tubo filtrante 11 se elevan mediante el rascador 23 al girar el tubo filtrante 11 y se entregan directamente al tornillo sin fin de transporte 24 rotatorio sin seguir en contacto con el filtro. Los residuos son transportados posteriormente por el tornillo sin fin de transporte a una salida y pueden ser entregados allí en la dirección de la flecha 25.
La invención no está limitada al ejemplo de realización anteriormente descrito. Una filtración puede realizarse, por ejemplo, también en una dirección de la corriente dirigida desde el interior hacia el exterior.

Claims (15)

1. Dispositivo para la filtración continua de mezclas de materiales, en particular para la separación de impurezas de masas fundidas de plástico, con un filtro (2) en forma de cilindro hueco dispuesto en el interior de una carcasa (1), un espacio interior (15) dispuesto en el interior del filtro (2), un espacio anular (22) delimitado por el lado exterior del filtro (2) y una pared interior de la carcasa (1) y un dispositivo de limpieza (23, 24) para la eliminación de las impurezas retenidas en el filtro (2) estando dispuesto el filtro (2) en el interior de la carcasa (1) de forma giratoria alrededor de un eje (3) mediante un motor, caracterizado porque el dispositivo de limpieza (23, 24) presenta al menos un rascador (23, 28, 30) para la eliminación de las impurezas retenidas en el filtro (2) en la dirección radial y un dispositivo de transporte (24) para la evacuación de las impurezas eliminadas mediante el rascador (23, 28, 30) del filtro (2) pudiendo accionarse por separados el filtro (2) accionado de forma giratoria mediante motor y el dispositivo de transporte (24).
2. Dispositivo según la reivindicación l, caracterizado porque el rascador (23, 28, 30) está dispuesto de forma oblicua respecto al filtro (2).
3. Dispositivo según la reivindicación l ó 2, caracterizado porque el rascador (23, 28, 30) está dispuesto con un ángulo de ataque (\alpha) respecto a un plano central (40) del filtro (2).
4. Dispositivo según la reivindicación 3, caracterizado porque el ángulo de ataque (\alpha) del rascador (23, 28, 30) es variable.
5. Dispositivo según una de las reivindicaciones l a 4, caracterizado porque el rascador (23, 28, 30) está dispuesto en un árbol (26) dispuesto de forma giratoria en el interior de la carcasa (1).
6. Dispositivo según una de las reivindicaciones l a 5, caracterizado porque el dispositivo de transporte (24) es un tornillo sin fin de transporte desplazado en paralelo al eje de giro (3) del filtro (2) y accionado mediante motor.
7. Dispositivo según la reivindicación 6, caracterizado porque la velocidad del filtro (2) y la velocidad del tornillo sin fin de transporte (24) pueden controlarse por separado.
8. Dispositivo según una de las reivindicaciones l a 7, caracterizado porque el rascador (23, 28, 30) está dispuesto muy cerca del tornillo sin fin de transporte (24).
9. Dispositivo según una de las reivindicaciones l a 8, caracterizado porque el filtro (2) comprende un tubo filtrante (11) apoyado por un cuerpo de apoyo (12) con una pluralidad de orificios pasantes (10) que se ensanchan en la dirección de la corriente.
10. Dispositivo según la reivindicación 9, caracterizado porque el cuerpo de apoyo (12) presenta varias ranuras acumuladores (13) continuas con almas (39) estrechas dispuestas entre ellas para el apoyo del tubo filtrante (11).
11. Dispositivo según una de las reivindicaciones l a 10, caracterizado porque el filtro (2) está fijado de forma desmontable en un árbol de soporte (4) dispuesto de forma giratoria en la carcasa (1).
12. Dispositivo según la reivindicación 11, caracterizado porque el árbol de soporte (4) presenta varias ranuras colectoras (15) que forman el espacio interior.
13. Dispositivo según una de las reivindicaciones l a 12, caracterizado porque el rascador es una cuchilla rascadora (23) que se aprieta mediante un resorte (32) contra el filtro (2).
14. Dispositivo según una de las reivindicaciones l a 12, caracterizado porque el rascador es una hoja (28) elástica.
15. Dispositivo según una de las reivindicaciones 6 a 14, caracterizado porque el filtro (2) y el tornillo sin fin de transporte (24) presentan sentidos de giro iguales u opuestos.
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