ES2294741T3 - Dispositivo de transporte neumatico de material pulverulento. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo (10) para el transporte neumático de producto a granel en forma de partículas y de polvo en dirección horizontal, ascendente y/o descendente (12), que comprende: a. un tubo transportador (14), b. una fuente de gas fluido (16) que está conectada al tubo transportador (14) por tuberías (18, 20), c1. dispositivos de suministro de gas fluido (24) en el lado frontal del tubo transportador (14) para el suministro de gas fluido en la dirección de transporte (12), c2. dispositivos de suministro de gas fluido (22, 23) en el fondo (25) del tubo transportador (14), d. elementos de fluidización (28) en el tubo transportador (14), a través de los cuales circula el gas fluido desde el fondo (25) del tubo transportador (14), e. dispositivos de suministro de producto a granel (26), cuya tubería de alimentación desemboca en el lado superior (27) del tubo transportador (14), caracterizado por el hecho de que los elementos de fluidización (28) están formados por dos o varias capas de tejido de alambre metálico (30) sinterizado y laminado y cuyos alambres al menos de la capa más superior, exterior son inclinados o curvados con formación de canales de flujo (34) orientados de manera inclinada en dirección de transporte (12) y de que la capa de tejido de alambre metálico más interior posee la anchura de malla y el grosor de alambre más escasos, mientras que la más exterior posee la anchura de malla y el grosor de alambre más grandes.
Description
Dispositivo de transporte neumático de material
pulverulento.
La presente invención se refiere a un
dispositivo para el transporte neumático de producto a granel en
forma de partículas y de polvo en dirección horizontal, ascendente
y/o descendente según el preámbulo de la reivindicación 1.
Dicho dispositivo es conocido de la DE 11 50 320
B.
Para el transporte neumático de productos a
granel en forma de partículas y de polvo, como cemento, se utilizan
diferentes procedimientos y dispositivos. El transporte por canales
ventajoso energéticamente y el transporte flexible en tubo mediante
esclusas helicoidales. Una desventaja del transporte en canales es
la tubería transportadora inclinada hacia abajo necesaria, que sólo
es posible raras veces. Durante el transporte en tubo son
desventajosas las velocidades de transporte necesarias generalmente
altas y, por ello, los elevados gastos en energía.
También es conocido desde hace mucho tiempo el
llamado tubo transportador fluidizado, con el cual también se puede
transportar horizontal y verticalmente en una medida limitada. En
este caso, una parte de la cantidad de aire es soplado al interior
al fondo del tubo transportador para el transporte por medio de
elementos de ventilación, para hacer capaz de fluir o fluidizar el
producto a granel a transportar, mientras que la otra parte
generalmente mayor de la cantidad de aire sirve de aire
transportador. De manera comprensible, aquí siempre es un objetivo
reducir notablemente la necesidad energética para el transporte. A
causa de la expansión del gas transportador por la longitud de
transporte, aumentan las velocidades del gas, de modo que a un tubo
transportador fluidizado puede conectarse un tubo transportador
convencional no fluidizado.
Problemático en el tubo transportador fluidizado
es el tipo de la fluidización y la adición del aire de transporte y
de fluidización, que también es denominado gas fluido. Para la
fluidización habitualmente es utilizado tejido sintético con
grosores de aproximadamente 4 - 5 mm y pérdidas de presión de
aproximadamente 0'01 bar en caso de cantidades de fluidización
específicas habituales de 0'25 m^{3}/m^{2}*min a 1'0
m^{3}/m^{2}*min. Las velocidades del flujo a través del tejido
de fluidización resultan de la sección transversal libre y están en
el orden de magnitud de 0'1 - 0'3 m/s. Esto se sitúa en una potencia
de 10 por debajo de la velocidad de suspensión de productos en forma
de polvo como cemento de aproximadamente 2 m/s. La velocidad del
flujo a través del tejido de fluidización no tiene suficiente
energía para fluidizar completamente el producto de transporte por
encima. Por otra parte, el flujo no está orientado y no se
transmite ningún impulso al producto a granel en dirección de
transporte.
Además, la distribución del aire de fluidización
debajo del tejido de fluidización es importante. Por un lado, debe
existir una sobrepresión debajo del tejido con respecto a la
presión en el tubo transportador, para que la corriente no se
invierta y no penetren las partículas más finas en el tejido de
fluidización, por otro lado, debe lograrse mediante una regulación
de la cantidad de aire costosa y estrangulación de la cantidad de
aire que en varias secciones tubulares el aire producido por el
soplador o por el compresor también penetre en el primer segmento
en el principio del tubo transportador y no salga del tubo
transportador en un elemento mas posterior en dirección de
transporte con una contrapresión más baja. Dicha estrangulación de
cantidad de aire siempre está unida a una pérdida de energía
notable. Si se desea evitar la estrangulación de la cantidad de
aire, deben utilizarse sopladores individuales con presiones
escalonadas prácticamente para cada elemento de ventilación, lo
cual sin embargo es demasiado caro y no se ajusta a la práctica.
Los elementos de fluidización compuestos de un
tejido de alambre de metal son conocidos de la JP 06154584 y de la
EP 0243594.
La invención por lo tanto se basa en la tarea de
eliminar los problemas descritos y mejorar el dispositivo conocido
inicialmente citado de tal manera que funcione ventajosamente en lo
que respecta a la energía y permita a pesar de ello una aceleración
del producto a granel fluidizado, transportado. Otro objetivo de la
invención es crear una fluidización tan completa y uniforme a
través del recorrido de transporte o dirigible como sea posible.
Esta tarea se resuelve mediante el dispositivo
de la reivindicación 1.
En lugar del tejido sintético conocido y las
desventajas relacionadas con ello se proponen entonces según la
invención elementos de fluidización que disponen de propiedades
sobresalientes para tubos transportadores fluidizados debido a sus
características constructivas. El tejido de los elementos de
fluidización se compone de varias capas de tejido de alambre
metálico sinterizado y laminado, de las que ventajosamente están
previstas 3 - 7, 6 5 capas, cuya capa más superior posee canales de
flujo orientados mediante laminación. La fluidización se realiza
después entonces por medio de elementos de fluidización, que
confieren un impulso al producto de transporte en dirección de
transporte a causa de canales de flujo inclinados, y proveen
velocidades que se encuentran por encima de la velocidad de
suspensión.
Las capas individuales son ensambladas mediante
un procedimiento de sinterización bajo la acción de presión y
temperatura. El grosor de dicho tejido de capas múltiples puede
encontrarse en aproximadamente 2 mm. después del ensamblaje.
Los elementos de fluidización metálicos
ventajosamente tienen sólo un grosor de aproximadamente 1'0 - 1'5
mm., en especial 1'2 mm., sin embargo forman en este caso
(micro)canales de flujo que ventajosamente están inclinados
aproximadamente 45° en el lado superior en la dirección de
transporte. La sección transversal libre de los canales de flujo
puede ser reducida tanto que resulten velocidades de corriente de 2
- 10 m/s y pérdidas de presión correspondientes de 0'05 - 0'5 bar.
Con tales velocidades de corriente se transmite mediante el aire de
fluidización en dirección del flujo un impulso al producto
transportado sobre el tejido de fluidización y se acelera el
producto transportado, lo cual repercute ventajosamente en cuanto a
la energía sobre el procedimiento de transporte. Por otra parte, se
puede impedir casi por completo un estrangulamiento del aire de
transporte y, por ello, la pérdida de energía que acompaña a través
de la utilización de tejidos de fluidización con diferentes y
crecientes pérdidas de presión en dirección del transporte,
convirtiéndose la energía en energía de movimiento para el
transporte.
La suma de todas las secciones transversales de
canal de flujo con respecto a una superficie se define como sección
transversal de flujo libre. Ésta en el tejido de alambre metálicos
se encuentra en aproximadamente 0'1 - 0'2%. Esto quiere decir que a
partir de una afluencia con 0,5 m^{3}/m^{2}*min o 0'0083 m/s,
la velocidad del flujo en la sección transversal del flujo libre
aumenta a 4'15 hasta 8'3 m/s. Mediante reducción del grosor del
tejido de alambre metálico tras la laminación se reducen también
las secciones transversales del flujo y las velocidades del flujo
se aumentan correspondientemente. La sección transversal de canal de
flujo de los "microcanales" con diferentes grosores de alambre
y anchuras de malla sobre las capas de tejido es diferente con los
tamaños de poro de 5 a 100 \mum.
Para la laminación es precisa una altura
definida, entonces por ejemplo es suficiente una presión de
cilindro de aproximadamente 1 KN. La altura se rige además también
según los parámetros deseados (permeabilidad al aire, velocidad del
flujo y dirección del canal de flujo) en dependencia del número de
las capas de tejido, grosor, anchura de malla etc.).
La aceleración del producto de transporte es una
función debida a la proporción del aire de transporte y a la
proporción del flujo de paso del tejido a lo largo del recorrido de
transporte, en lo cual el producto de transporte puede ser
acelerado de cero al principio del tubo de transporte a
aproximadamente 5 m/s al final del tubo de transporte. Para la
fluidización es decisivo el flujo de paso del tejido. En este caso,
se puede partir de que con velocidades del flujo de 5 - 10 m/s
según el tejido, el aire de fluidización ejerce sobre el producto
de transporte un impulso de flujo, que por lo demás sólo puede ser
ejercido a través del aire de transporte. Puesto que el aire de
transporte se inclina a pasar por el producto que se encuentra en el
fondo del tubo, y en este caso aproximadamente un 20 - 30% de la
energía está sin utilizar, se puede evitar hasta la mitad de esta
pérdida de energía con la llamada "fluidización de
impulso".
Los elementos de fluidización se pueden
construir también como almohada de ventilación, que se pueden
incorporar en tubos transportadores, en lo cual basta la conexión
de aire para la fijación. El tejido de fluidización de los
elementos de fluidización puede ser provisto ventajosamente de un
radio, para obstaculizar lo menos posible la sección transversal
libre del tubo transportador y lograr una transición mejor a codos
y similares en el tubo transportador. Una estructura total con un
tubo transportador fluidizado, compuesto por varias secciones
horizontales, y un tubo transportador convencional que se conecta a
las mismas, que contiene también un tramo vertical, es por
consiguiente posible, en lo que para el logro de una aceleración
del producto de transporte al principio del tubo de transporte,
pueden emplearse también toberas de aire para el gas de transporte.
Para lograr una realización optimizada energéticamente, se combinan
los efectos de aceleración de las toberas con los del tejido
fluidizado.
Otras ventajas y características se deducen de
las reivindicaciones secundarias, que también pueden ser de
importancia inventiva junto con la reivindicación principal.
A continuación, se describe detalladamente por
medio del dibujo un ejemplo de realización preferido del
dispositivo según la invención, que servirá para la mejor
comprensión de la invención, al cual sin embargo no está limitada
la misma.
Se muestra:
Fig. 1a una vista de sección transversal
esquemática en el recorte de las capas de tejido de alambre
metálico empleadas con canales de flujo orientados en dirección del
flujo;
Fig. 1b una vista de recorte esquemática del
tejido de alambre metálico con los microcanales de flujo;
Fig. 2a una vista esquemática en perspectiva de
la caja inferior cerrada con las capas de tejido de alambre
metálico, en lo cual se ha omitido el tubo transportador;
Fig. 2b una vista de sección transversal a
través de la caja inferior representada en la figura 2a con capas
de tejido de alambre metálico;
Fig. 3a una representación esquemática del
dispositivo según la invención en la sección transversal;
Fig. 3b una sección a través de la línea
1-1 en la figura 3a a través de la disposición de
toberas utilizada;
Fig. 3c una sección a lo largo de la línea
II-II de la Fig. 3a a través del tubo transportador
con caja inferior y elemento de fluidización; y
Fig. 4 una vista esquemática en perspectiva en
el recorte, similar a la Fig. 2a con tubo transportador
indicado.
En la figura 1a, el tejido de alambre metálico
está indicado de manera general con 30 y está representado
esquemáticamente sólo grosso modo. Aquel se compone de cinco
capas que han sido unidas fijamente unas a otras por sinterización.
El grosor de estas capas comprimidas asciende entonces
aproximadamente a 2'0 mm. Los alambres metálicos de la capa más
superior o también de las dos capas más superiores han sido curvados
a través de una sucesiva laminación (ahora, el grosor de las capas
asciende sólo a aproximadamente 1'2 mm.), de modo que forman un
ángulo de aproximadamente 45° con respecto a la dirección de
transporte horizontal 12. El grosor del alambre del tejido 30
asciende a 0'6 mm. en caso de una anchura de malla de 100 \mum.
Con el símbolo de referencia 34 están denominados los llamados
microcanales de flujo, cuyo tamaño de poro para el orificio de
salida de gas fluido 32 se encuentra en 50 \mum. Otros valores
sin embargo son pensables sin más para el experto y están indicados
en las reivindicaciones secundarias 2 y 4.
Según la invención, la capa de tejido de alambre
metálico más interior posee la anchura de malla y grosor de alambre
más escasos, mientras que la más exterior posee la anchura de malla
y el grosor de alambre mayores.
En la figura 1b se muestra una representación
ampliada para la superficie del tejido de alambre metálico 30, en
la cual los microcanales de flujo 34 para la salida orientada del
gas fluido se extienden distanciados el uno del otro
aproximadamente 2 - 3 mm. Sin embargo, también aquí son pensables
otros valores.
Las representaciones esquemáticas de las figuras
2a y b deben aclarar cómo se realiza la aceleración según la
dirección de las partículas en forma de polvo a través del tejido
de alambre metálico configurado.
En el ejemplo de realización según la Fig. 3a
está representado un dispositivo de transporte neumático 10 para el
transporte de productos a granel de grano fino, en forma de polvo.
Éste se compone de un tubo transportador alargado fluidizado 14,
que está estructurado de varias secciones con elementos de
ventilación 28. Al tubo transportador fluidizado 14 se une un tubo
transportador convencional 39 sin fluidización, el cual puede
extenderse horizontal o verticalmente. La tarea de vertido se
realiza a través de dispositivos de suministro 26 adecuados como
ruedas celulares y básculas de rotor en el lado superior del tubo
transportador 27.
La cantidad de aire para el transporte y la
fluidización es puesta a disposición por un soplador 16 o un
compresor 17 y es expedido a través de válvulas de mariposa 40 o
reguladores de cantidad de aire 41 a una cámara de tobera 24a al
principio de tubo de transporte así como a los dispositivos de
suministro de gas fluidizado 22, 23, 24 en la base de tubo
transportador 25. Para la distribución de la cantidad de aire en el
fondo del tubo transportador sirven los elementos de ventilación
28, cuya resistencia al flujo de paso aumenta en dirección de
transporte, para poder renunciar a dispositivos de estrangulación
durante la fluidización. A consecuencia de las altas velocidades de
aire logradas después de la salida de los elementos de ventilación,
el producto de transporte sobre el fondo experimenta un impulso de
flujo y es acelerado. Las toberas 24 de las cámaras de tobera 24a y
los elementos de ventilación 28 actúan conjuntamente para la
aceleración del producto de transporte.
El elemento de fluidización o de ventilación
mostrado en la figura 4 se compone de las capas de tejido de alambre
metálico 30 sinterizado y laminado, una caja inferior 38 para el
aire de fluidización y un racor de empalme de aire. Los elementos
están prefabricados en determinadas longitudes de tubo. El tamaño
del elemento y la caja inferior 38 se adapta al contorno del tubo
transportador 14. Generalmente se eligen aproximadamente 5 tamaños
diferentes de diámetros interiores de tubo de 100 mm. a 300 mm. Los
elementos 28 son enroscados a través de los racores de empalme de
aire 29 con el tubo 14 y estanqueizados mediante un manguito
adecuado o similares.
Para un tamaño de tubo son fabricados elementos
de ventilación 28 con diferentes grados de presión de 0'05 bar a
aproximadamente 0'5 bar. La gradación puede efectuarse por ejemplo
en pasos de 0'05 ó 0'1 bar. Los elementos 28 con pérdidas de
presión superiores proveen velocidades de aire de fluidización más
elevadas y viceversa. En los elementos 28 con la pérdidas de
presión superiores bien se han aumentado las presiones de cilindro
y, con ello, se han reducido las secciones transversales del flujo,
bien se han utilizado capas de tejido de alambre metálico 30 con
anchuras de malla más pequeñas o grosores de alambre más
pequeños.
- 10
- Dispositivo
- 12
- Dirección de transporte
- 14, 39
- Tubo transportador
- 16
- Fuente de gas fluido/soplador
- 17
- Compresor
- 18, 20
- Tuberías
- 22, 23, 24
- Dispositivos de suministro de gas fluido
- 24a
- Cámaras de toberas
- 25
- Fondo de tubo transportador
- 26
- Dispositivos de suministro de producto a granel
- 27
- Lado superior de tubo transportador
- 28
- Elementos de fluidización
- 29
- Racor de empalme de aire
- 30
- Capas de tejido de alambre metálico
- 32
- Orificios de salida de gas fluido
- 34
- Canales de flujo
- 36
- Inclinación de los canales de flujo
- 38
- Cajas inferiores
- 40
- Válvulas de mariposa
- 41
- Regulador de cantidad de aire.
\vskip1.000000\baselineskip
Esta lista de los documentos citados por el
solicitante fue incluida exclusivamente para la información del
lector y no forma parte del documento de patente europea. Aquella
fue recopilada con la mayor diligencia; sin embargo, la OEP no
asume responsabilidad alguna por eventuales errores u
omisiones.
\bullet DE 1150320 B [0002]
\bullet JP 06154584 B [0007]
\bullet EP 0243594 A [0007].
Claims (11)
1. Dispositivo (10) para el transporte neumático
de producto a granel en forma de partículas y de polvo en dirección
horizontal, ascendente y/o descendente (12), que comprende:
- a.
- un tubo transportador (14),
- b.
- una fuente de gas fluido (16) que está conectada al tubo transportador (14) por tuberías (18, 20),
- c1.
- dispositivos de suministro de gas fluido (24) en el lado frontal del tubo transportador (14) para el suministro de gas fluido en la dirección de transporte (12),
- c2.
- dispositivos de suministro de gas fluido (22, 23) en el fondo (25) del tubo transportador (14),
- d.
- elementos de fluidización (28) en el tubo transportador (14), a través de los cuales circula el gas fluido desde el fondo (25) del tubo transportador (14),
- e.
- dispositivos de suministro de producto a granel (26), cuya tubería de alimentación desemboca en el lado superior (27) del tubo transportador (14),
caracterizado por el hecho de que los
elementos de fluidización (28) están formados por dos o varias
capas de tejido de alambre metálico (30) sinterizado y laminado y
cuyos alambres al menos de la capa más superior, exterior son
inclinados o curvados con formación de canales de flujo (34)
orientados de manera inclinada en dirección de transporte (12) y de
que la capa de tejido de alambre metálico más interior posee la
anchura de malla y el grosor de alambre más escasos, mientras que la
más exterior posee la anchura de malla y el grosor de alambre más
grandes.
2. Dispositivo según la reivindicación 1,
caracterizado por el hecho de que las capas de tejido de
alambre metálico (30) presentan grosores de alambre de 0'1 a 1'0
mm. y anchuras de malla de 20 - 150 \mum y de que los canales de
flujo (34) poseen tamaños de poro para orificios de salida de gas
fluido (32) de 5 a 100 \mum, en lo cual el grosor de las capas de
tejido de alambre metálico (30) sinterizado y laminado se sitúa en
el intervalo entre 0'5 y 5'0 mm.
3. Dispositivo según la reivindicación 1,
caracterizado por el hecho de que el grosor de las capas de
tejido de alambre metálico (30) sinterizado y laminado se encuentra
en el intervalo de 1'2 - 1'5 mm.
4. Dispositivo según la reivindicación 1,
caracterizado por el hecho de que los canales de flujo (34)
en el lado superior están inclinados en 40 - 50°, en especial 45°
(36) en la dirección de transporte.
5. Dispositivo según la reivindicación 1,
caracterizado por el hecho de que los canales de flujo (34)
poseen una sección transversal libre entre 0'05 - 0'2% de la
superficie de afluencia, de modo que resultan velocidades del flujo
de 2 - 10 m/s.
6. Dispositivo según las reivindicaciones 1 a
5, caracterizado por el hecho de que los canales de flujo
(34) están distanciados el uno del otro 1-3 mm.
7. Dispositivo según las reivindicaciones 1 a
6, caracterizado por el hecho de que los elementos de
fluidización (28) son dispuestos de manera escalonada en el sentido
de transporte (12) con pérdidas de presión o velocidades de
corriente superiores.
8. Dispositivo según las reivindicaciones 1 a
7, caracterizado por el hecho de que las capas de tejido de
alambre metálico (30) sinterizado y laminado forman el lado
superior de una caja inferior (38) con suministro de gas fluido,
que está fijado en el interior del tubo transportador (14) sobre su
fondo y está arqueado en la sección transversal.
9. Dispositivo según las reivindicaciones 1 a
8, caracterizado por el hecho de que las capas de tejido de
alambre metálico (30) son planas o arqueadas en la sección
transversal.
10. Dispositivo según las reivindicaciones 1 a
9, caracterizado por el hecho de que el tubo de fluido (14)
presenta una o varias secciones fluidizantes y/o no
fluidizantes.
11. Dispositivo según las reivindicaciones 1 a
10, caracterizado por el hecho de que las secciones
fluidizantes están dispuestas por debajo del suministro de producto
a granel (26) comenzando de manera contigua la una a la otra, en lo
cual la última de estas secciones en dirección de transporte (12)
linda con una sección tubular no fluidizante.
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|---|---|---|---|
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2294741T3 true ES2294741T3 (es) | 2008-04-01 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES06002458T Active ES2294741T3 (es) | 2006-02-07 | 2006-02-07 | Dispositivo de transporte neumatico de material pulverulento. |
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