ES2304248T3 - Molino agitador con tubo de inmersion para la aspiracion y separacion de material molido y cuerpos auxiliares de molienda. - Google Patents
Molino agitador con tubo de inmersion para la aspiracion y separacion de material molido y cuerpos auxiliares de molienda. Download PDFInfo
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Abstract
Molino agitador -con un recipiente de molienda (1) que --encierra un espacio de molienda (34) con un diámetro (D), --está cerrado hacia abajo mediante un fondo (3), --presenta una cubierta superior (16) y --presenta un eje central longitudinal (2) vertical, -con un mecanismo agitador (11) que --presenta un eje (21) de agitador en paralelo al eje longitudinal central (2) y --está provisto de útiles agitadores (13) en el espacio de molienda (34), -con un accionamiento (19) de agitador para el accionamiento giratorio del agitador (11) alrededor de su eje (21) de agitador, -con una entrada (24) de material a moler que desemboca en el espacio de molienda (34), -con un llenado parcial del espacio de molienda (34) con cuerpos auxiliares de molienda (37) con un diámetro (b) que son móviles en un lecho de material molido y de cuerpos auxiliares de molienda en la dirección de un flujo (29) y -con un dispositivo (32) de aspiración de material molido y de separación de cuerpos auxiliares de molienda conducido hacia fuera del espacio de molienda (34) --que presenta un tubo de inmersión (33) con un diámetro interior (d), que penetra con una abertura de entrada inferior (35) en el lecho de material molido y de cuerpos auxiliares de molienda, del cual desemboca por encima del recipiente de molienda (1) una tubería de aspiración (39) con un dispositivo de aspiración (40) de material molido, caracterizado porque el tubo de inmersión (33) presenta en su abertura de entrada (35) una escotadura (42) que está configurada en relación con la dirección del flujo (29) en la parte de aguas abajo del tubo de inmersión (33) y porque una zona (44) del tubo de inmersión (33), que se encuentra en relación con la dirección del flujo (29) en la parte de aguas arriba del tubo de inmersión (33) inmediatamente colindante con la abertura de entrada (35), cubre la escotadura (42) en la dirección del flujo (29).
Description
Molino agitador con tubo de inmersión para la
aspiración y separación de material molido y cuerpos auxiliares de
molienda.
Un molino agitador del tipo genérico, conocido
por el documento EP 0 369 149 B1 (que corresponde a US 4,998,678),
presenta un recipiente de molienda accionable de forma giratoria
entre el cual y la cubierta, que sirve como tapa y está fijada de
forma no giratoria en el montante de máquina, está prevista una
junta que sirve como protector contra salpicaduras. No es posible
usar estos molinos agitadores con sobrepresión. La salida del
material molido funciona sin presión, es decir, contra la presión
atmosférica.
En la práctica se conocen y se han publicado
numerosas soluciones para separar los cuerpos auxiliares de molienda
del material molido después del proceso de molienda. Es conocido el
hecho de usar cribas o cartuchos de cribado, pero estos presentan
el peligro de atascarse y, además, la superficie de cribado es
limitada. Asimismo es conocido prever dispositivos de separación
giratorios que son relativamente complejos y muestran una tendencia
al desgaste en particular cuando el material a moler es
abrasivo.
Por el documento EP 1 323 476 A1 (que
corresponde a US 10/327,206) se conoce un molino agitador
configurado de manera similar al anteriormente descrito, estando
configurado el dispositivo de separación de material molido y de
cuerpos auxiliares de molienda de tal manera que un tubo de
inmersión está colocado sobre un disco agitador dejando libre un
intersticio a través del cual se aspira el material molido. También
una disposición de este tipo tiende a sufrir un desgaste
relativamente alto.
El objetivo de la invención consiste en
configurar un molino agitador del tipo genérico de tal manera que
se facilite la separación de los cuerpos auxiliares de molienda, con
un bajo coste de construcción y una ejecución muy robusta.
Este objetivo se consigue conforme a la
invención con las características de la parte distintiva de la
reivindicación 1. El núcleo de la invención consiste en que,
después del proceso de molienda, la mezcla de material molido y de
cuerpos auxiliares de molienda se aspira del molino agitador a
través de un tubo de inmersión, y la separación de los cuerpos
auxiliares de molienda se lleva a cabo en el interior del tubo de
inmersión por fuerzas de peso y de inercia. Los cuerpos auxiliares
de molienda vuelven directamente al espacio de molienda debido a la
fuerza de la gravedad y a causa del arrastre originado por el lecho
de cuerpos de molienda movido por debajo del tubo de inmersión. La
realización es muy sencilla y económica. Los componentes a emplear
pueden protegerse contra desgaste de manera muy sencilla y con
pocos gastos. Es posible separar incluso cuerpos auxiliares de
molienda pequeños.
El molino agitador conforme a la invención se
emplea preferentemente para la molienda de materiales que originan
un elevado desgaste en el molino agitador. Se trata en particular de
masas cerámicas suspendidas en agua en forma de un material a moler
relativamente líquido, es decir poco viscoso. El valor de un
material a moler de este tipo es relativamente bajo, por lo que
también los gastos por unidad de peso del material a moler
originados por el desgaste deben ser bajos. Debido a la
configuración conforme a la invención, el molino agitador es seguro
en servicio con poco desgaste durante un periodo de tiempo
prolongado, lo que no es el caso de otros dispositivos de
separación de cuerpos auxiliares de molienda. La configuración según
la invención permite una sedimentación de los cuerpos auxiliares de
molienda y su separación del material molido en la zona del
dispositivo de aspiración de material molido y de separación de
cuerpos auxiliares de molienda. En el tubo de inmersión se forma
prácticamente una bolsa en el lecho de cuerpos auxiliares de
molienda en la que se encuentran sólo unos pocos cuerpos auxiliares
de molienda o ninguno en absoluto que podrían subir por el tubo de
inmersión junto con el material molido.
La invención puede aplicarse con particular
ventaja cuando según la reivindicación 2 también el recipiente de
molienda sea accionable de forma giratoria, por lo que se fuerza un
flujo de cuerpos auxiliares de molienda en el espacio de molienda.
La disposición excéntrica del tubo de inmersión según la
reivindicación 3 tiene como consecuencia que el lecho giratorio de
material molido y de cuerpos auxiliares de molienda arrastra los
cuerpos auxiliares de molienda que descienden por el tubo de
inmersión, ya que el tubo de inmersión desemboca en una zona en el
espacio de molienda donde el lecho de material molido y de cuerpos
auxiliares de molienda se mueve con particular intensidad. La
disposición excéntrica del por lo menos un mecanismo agitador según
la reivindicación 4 y en particular la disposición del tubo de
inmersión conforme a las reivindicaciones 5 y 6 favorece lo
anteriormente expuesto.
Las reivindicaciones dependientes restantes
comprenden numerosas variantes de la invención, en parte con
carácter inventivo.
Otros detalles, ventajas y características de la
invención se desprenden de la siguiente descripción de un ejemplo
de realización con referencia al dibujo. En las figuras se
muestran:
Fig. 1 Vista en corte longitudinal central a
través de un molino agitador.
Fig. 2 Vista en corte transversal horizontal a
través del molino agitador según la figura 1.
El molino agitador mostrado en las figuras 1 y 2
presenta un recipiente de molienda 1 en lo esencial circular
cilíndrico cuyo eje longitudinal central 2 discurre verticalmente,
es decir, el recipiente de molienda 1 se encuentra en posición
vertical. Está cerrado abajo mediante un fondo 3 que discurre
transversalmente al eje 2. Se apoya en un montante de máquina 5,
representado sólo de forma simbólica, mediante un apoyo de giro 4
dispuesto de forma concéntrica respecto al eje 2, es decir, el
recipiente de molienda 1 es giratorio alrededor de su eje
longitudinal central 2. Como accionamiento de giro para el
recipiente de molienda 1 está previsto un motor de accionamiento 6
del recipiente de molienda, apoyado en el montante de máquina 5,
cuyo eje 7 discurre en paralelo al eje 2 y mediante el cual se
acciona el recipiente de molienda 1 en la dirección de giro 10 a
través de un engranaje 8 y una corona dentada 9 fijada en el
perímetro exterior inferior del recipiente de molienda 1. Debido a
una relación de desmultiplicación apropiada del engranaje 8 en
relación con la corona dentada 9 es posible accionar el recipiente
de molienda con un número de revoluciones relativamente bajo. En
vez de un engranaje 8 puede emplearse naturalmente también un
accionamiento por rueda de fricción.
En el recipiente de molienda 1 está dispuesto un
agitador 11 que se compone en lo esencial y de forma convencional
de un eje de agitador 12 y de útiles agitadores 13 dispuestos en
este y radialmente sobresalientes del mismo. Los útiles agitadores
13 son en el presente caso discos agitadores con aberturas de paso
14. El eje de agitador 12 está apoyado en su zona superior opuesta
al fondo 3 en un apoyo 15 de eje de agitador. Este apoyo 15 está
sujeto en una cubierta 16 frontal no giratoria y apoyada de forma no
representada en el montante de máquina 5. Entre la cubierta 16 y el
borde superior 17 del recipiente de molienda 1 se encuentra un
protector contra salpicaduras 18 dispuesto de forma concéntrica con
el eje longitudinal central 2 del recipiente de molienda 1. El
protector contra salpicaduras 18 no está unido con el borde 17 del
recipiente de molienda 1, ya que este es giratorio y la cubierta
16, que sirve como tapa, está dispuesta de forma fija y desmontable
en el montante de máquina 5. Debido a que la cubierta 16 con el
protector contra salpicaduras 18 no cierra el recipiente de
molienda 1 de forma estanca a la presión, en el recipiente de
molienda 1 existe la presión atmosférica y en el recipiente de
molienda 1 puede entrar aire.
El agitador 11 se acciona mediante un motor de
accionamiento 19 del agitador, unido con el montante de máquina 5,
cuyo eje 20 discurre en paralelo al eje de agitador 21 pero
desplazado respecto a este en una excentricidad e. El accionamiento
se transmite mediante una correa 22 al eje de agitador 12. El motor
de accionamiento 19 acciona el agitador 11 en la dirección de giro
23 que puede coincidir con la dirección de giro 10; no obstante,
las direcciones de giro 10 y 23 pueden ser también opuestas.
A través de la cubierta 16 no giratoria está
conducida y sujeta una tubería 24 de suministro de material a moler
cuya abertura de salida 25 se encuentra cerca del fondo 3 del
recipiente de molienda 1. Esta tubería 24 está configurada en el
ejemplo de realización representado como deflector de flujo 26. Este
deflector 26 puede presentar una superficie de deflexión 27 que
tiene como consecuencia que un flujo 29 incidente de material
molido y de cuerpos auxiliares de molienda, representado sólo en la
figura 2, se desvía radialmente hacia dentro. La tubería 24 está
dispuesta cerca de la pared 28 del espacio de molienda. A la tubería
24 de suministro de material a moler se suministra material a moler
mediante una bomba 31 de suministro de material a moler que entra a
través de una abertura de salida 25 en la zona inferior del
recipiente de molienda 1, es decir, cerca del fondo 3.
A través de la cubierta 16 está conducido desde
fuera además un dispositivo 32 de aspiración de material molido y
de separación de cuerpos auxiliares de molienda configurado de forma
estanca a la presión. Está configurado como tubo de inmersión 33
circular cilíndrico que penetra en el espacio de molienda 34 formado
en el recipiente de molienda 1. Presenta en su extremo inferior una
abertura de entrada 35 que se encuentra en el espacio de molienda
34. Esta abertura de entrada 35 penetra por el nivel 36 formado por
el llenado del espacio de molienda 34 con material molido y cuerpos
auxiliares de molienda 37. El tubo de inmersión penetra por lo tanto
en el lecho de material molido y de cuerpos auxiliares de molienda
limitado hacia arriba por el nivel 36. En el extremo superior fuera
del espacio de molienda 34, el dispositivo 32 presenta una sección
38 perimetralmente cerrada en forma de embudo que se estrecha hacia
arriba. De esta sección sale hacia arriba una tubería de aspiración
39 en la que se encuentra una bomba 40 de aspiración de material
molido. En la sección 38 que se estrecha está fijado además un
generador de vibraciones 41 que puede excitar vibraciones del
dispositivo 32.
Tal como se desprende de la figura 2, el tubo de
inmersión 33 está dispuesto entre el deflector 26 y el agitador 11
donde se produce una fuerte concentración del flujo en la dirección
de flujo 29. El tubo de inmersión 33 en lo esencial cilíndrico
presenta un diámetro interior d relativamente grande, tan grande
como lo permite la disposición del tubo de inmersión 33 en el lugar
indicado. Para la relación con el diámetro interior D del
recipiente de molienda 1 cilíndrico, es decir en relación con el
diámetro interior D del espacio de molienda 34 es válido: 10d
\geq D \geq 4d. En particular es válido: 8d \geq D \geq 5d.
El diámetro d del tubo de inmersión 33 es, tal como puede
apreciarse en la figura 1, claramente superior al diámetro "a"
de la tubería de aspiración 39. El diámetro d del tubo de inmersión
33, y de esta manera el diámetro de entrada d de la abertura de
entrada 35, es considerablemente más grande que el diámetro b de los
cuerpos auxiliares de molienda 37 mayores utilizados. Es válido:
10b \leq d y preferentemente 20b \leq d. Para el diámetro b de
los cuerpos auxiliares de molienda 37 es válido: b \geq 2,0 mm.
El diámetro b de los cuerpos auxiliares de molienda nuevos, es
decir no desgastados, se encuentra en el intervalo de 2 a 10 mm,
preferentemente en el intervalo de 4 a 7 mm. Se componen
regularmente de acero o, preferentemente, de cerámica como por
ejemplo Al_{2}O_{3} o ZrO_{2} o de otros materiales
apropiados.
El tubo de inmersión 33 presenta en su extremo
inferior, asignado a la abertura 35, una escotadura 42 que se
encuentra en el recorrido del flujo 29 de cuerpos auxiliares de
molienda 29 que sólo se muestra en la figura 2. En esta figura se
muestra también la escotadura 42 en su posición correcta en relación
con el flujo 29 mientras que en la figura 1 el tubo de inmersión 33
junto con su escotadura 42 se muestra por motivos de claridad en
una posición girada en 90º alrededor de su eje longitudinal. La
escotadura 42 se encuentra respecto a la dirección del flujo 29 en
el lado corriente abajo del tubo de inmersión 33, por lo que la
escotadura 42 está cubierta o apantallada por la zona inferior
trasera 44 del tubo de inmersión 33 que llega en relación con el
flujo 29 hasta el borde inferior trasero 43. En la escotadura 42 no
entran por lo tanto cuerpos auxiliares de molienda 37 o sólo muy
pocos. En la zona de la escotadura 42 se crea por lo tanto debajo
del nivel 36 cierta zona libre o zona de descarga en la que no se
encuentran cuerpos auxiliares de molienda 37 o sólo muy pocos.
Tal como se desprende de las figuras 1 y 2, el
tubo de inmersión 33 está inclinado en contra de la dirección del
flujo 29 del material molido y de los cuerpos auxiliares de molienda
37 de tal manera que, visto desde arriba hacia abajo, la abertura
de entrada 35 avanza en la dirección del flujo 29 con respecto al
extremo superior 38 adelgazado y la tubería de aspiración 39. El
borde inferior 43 con la zona 44 inferior trasera del tubo de
inmersión 33 penetra de esta manera aún más profundamente en el
lecho de material molido y de cuerpos auxiliares de molienda debajo
del nivel 36. La zona superior 45 de la escotadura 42 se encuentra a
la altura del nivel 36 por lo que, según la flecha 46 de dirección
de flujo, el aire que entra en el recipiente de molienda 1 puede
aspirarse también al tubo de inmersión 33 cuando el nivel 36
desciende por debajo del borde superior de la escotadura 42.
El funcionamiento es como se describe a
continuación:
El material a moler se suministra en estado
transportable por una bomba, regularmente como suspensión, mediante
la bomba 31 de suministro de material a moler a través de la tubería
24 de suministro de material a moler. Por lo tanto, se lleva a cabo
una llamada molienda en húmedo. En el espacio de molienda 34 se
encuentra un lecho formado por cuerpos auxiliares de molienda 37 en
forma de un llenado parcial del espacio de molienda 34 con cuerpos
auxiliares de molienda 37 limitado hacia arriba por el nivel 36. El
agitador 11 se acciona en la dirección de giro 23, el recipiente de
molienda 1 se acciona en la dirección de giro 10. Los números de
revoluciones se seleccionan de tal manera que el lecho de cuerpos
auxiliares de molienda 37 se mantenga como lecho compacto, por lo
que los cuerpos auxiliares de molienda no se fluidizan en el
material molido. En el espacio de molienda 34 se establece un
movimiento de cuerpos auxiliares de molienda en la dirección del
flujo 29 que conlleva una solicitación intensa del material a moler
con una trituración y dispersión simultánea del material a moler.
En el estado estacionario del molino agitador se aspira material
molido a través del dispositivo 32 de aspiración de material molido
y de separación de cuerpos auxiliares de molienda, es decir, en el
dispositivo 32 se aspira material molido mediante la bomba de
aspiración 40, usándose la bomba 40 siempre con su carga nominal.
Cuando la capacidad de aspiración de la bomba de aspiración 40 es
superior a la capacidad de suministro de la bomba 31 de suministro
de material a moler, el nivel 36 se ajusta automáticamente en el
borde superior de la escotadura 42. Cuando el nivel 36 desciende por
debajo del borde superior de la escotadura 42, se aspira también
aire por lo que disminuye la capacidad de aspiración de líquido de
la bomba de aspiración 40. Con una capacidad de aspiración
disminuida de la bomba de aspiración 40, el nivel 36 sube nuevamente
por encima del borde superior de la escotadura 42 y la cierra de
forma estanca al aire. Debido a que en la bomba de aspiración 40 ya
no entra aire, esta trabaja de nuevo con la capacidad nominal hasta
que el nivel 36 descienda nuevamente por debajo del borde superior
de la escotadura 42. De esta manera se lleva a cabo una regulación
del nivel de llenado en el espacio de molienda 34. Debido a que en
la zona del tubo de inmersión 33, que se encuentra en el lecho de
material molido y de cuerpos auxiliares de molienda, sólo penetran
como máximo unos pocos cuerpos auxiliares de molienda 37, estos
pocos cuerpos auxiliares de molienda 37 no suben hacia arriba con
el flujo de material molido aspirado sino que se sedimentan de nuevo
hacia abajo. Esto se favorece por el hecho de que la velocidad de
flujo del material molido bombeado en el tubo de inmersión 33 es muy
baja debido al gran diámetro d del mismo y porque la densidad de
los cuerpos auxiliares de molienda 37 es relativamente grande en
comparación con la densidad del material molido. Adicionalmente, el
material molido tiene una viscosidad muy baja, similar a la del
agua. Como material a moler se usan preferentemente masas cerámicas
suspendidas en agua que tienen por lo tanto una viscosidad
relativamente baja. Es decir, no se muelen líquidos pastosos o
altamente viscosos.
Claims (15)
-
\global\parskip0.950000\baselineskip
1. Molino agitador- -
- con un recipiente de molienda (1) que
- - -
- encierra un espacio de molienda (34) con un diámetro (D),
- - -
- está cerrado hacia abajo mediante un fondo (3),
- - -
- presenta una cubierta superior (16) y
- - -
- presenta un eje central longitudinal (2) vertical,
- -
- con un mecanismo agitador (11) que
- - -
- presenta un eje (21) de agitador en paralelo al eje longitudinal central (2) y
- - -
- está provisto de útiles agitadores (13) en el espacio de molienda (34),
- -
- con un accionamiento (19) de agitador para el accionamiento giratorio del agitador (11) alrededor de su eje (21) de agitador,
- -
- con una entrada (24) de material a moler que desemboca en el espacio de molienda (34),
- -
- con un llenado parcial del espacio de molienda (34) con cuerpos auxiliares de molienda (37) con un diámetro (b) que son móviles en un lecho de material molido y de cuerpos auxiliares de molienda en la dirección de un flujo (29) y
- -
- con un dispositivo (32) de aspiración de material molido y de separación de cuerpos auxiliares de molienda conducido hacia fuera del espacio de molienda (34)
- - -
- que presenta un tubo de inmersión (33) con un diámetro interior (d), que penetra con una abertura de entrada inferior (35) en el lecho de material molido y de cuerpos auxiliares de molienda, del cual desemboca por encima del recipiente de molienda (1) una tubería de aspiración (39) con un dispositivo de aspiración (40) de material molido,
caracterizado porque el tubo de inmersión (33) presenta en su abertura de entrada (35) una escotadura (42) que está configurada en relación con la dirección del flujo (29) en la parte de aguas abajo del tubo de inmersión (33) y porque una zona (44) del tubo de inmersión (33), que se encuentra en relación con la dirección del flujo (29) en la parte de aguas arriba del tubo de inmersión (33) inmediatamente colindante con la abertura de entrada (35), cubre la escotadura (42) en la dirección del flujo (29). - 2. Molino agitador de acuerdo con la reivindicación 1 caracterizado porque el recipiente de molienda (1) es accionable de forma giratoria mediante un accionamiento (6) de recipiente de molienda.
- 3. Molino agitador de acuerdo con la reivindicación 1 caracterizado porque el tubo de inmersión (33) está dispuesto de forma excéntrica respecto al eje longitudinal central (2).
- 4. Molino agitador de acuerdo con la reivindicación 1 caracterizado porque el agitador (11) está dispuesto de forma excéntrica respecto al eje longitudinal central (2).
- 5. Molino agitador de acuerdo con la reivindicación 1 caracterizado porque el dispositivo de suministro de material a moler está configurado como tubería (24) de suministro de material a moler que penetra en el espacio de molienda (34).
- 6. Molino agitador de acuerdo con la reivindicación 5 caracterizado porque el tubo de inmersión (33) está dispuesto entre el agitador (11) y la tubería (24) de suministro de material a moler.
- 7. Molino agitador de acuerdo con la reivindicación 5 caracterizado porque la tubería (24) de suministro de material a moler está configurada como deflector de flujo (26).
- 8. Molino agitador de acuerdo con la reivindicación 1 caracterizado porque el diámetro interior (d) del tubo de inmersión (33) es grande en relación con el diámetro (b) de los cuerpos auxiliares de molienda (37) más grandes.
- 9. Molino agitador de acuerdo con la reivindicación 8 caracterizado porque para el diámetro (d) del tubo de inmersión (33) en relación con el diámetro (b) de los cuerpos auxiliares de molienda (37) es válido: d \geq 10b y preferentemente d \geq 20b.
\global\parskip1.000000\baselineskip
- 10. Molino agitador de acuerdo con la reivindicación 1 caracterizado porque para el diámetro (D) del espacio de molienda (34) en relación con el diámetro (d) del tubo de inmersión (33) es válido: 10d \geq D \geq 4d y preferentemente 8d \geq D \geq 5d.
- 11. Molino agitador de acuerdo con la reivindicación 1 caracterizado porque el tubo de inmersión (33) está configurado de forma cilíndrica en toda su longitud.
- 12. Molino agitador de acuerdo con la reivindicación 1 caracterizado porque el tubo de inmersión (33) presenta en la zona de la abertura de entrada (35) un borde (43) que asciende hacia arriba en la dirección del flujo (29).
- 13. Molino agitador de acuerdo con la reivindicación 1 caracterizado porque una zona superior (45) de la escotadura (42) se encuentra en la zona de un nivel superior (36) del lecho de material molido y de cuerpos auxiliares de molienda.
- 14. Molino agitador de acuerdo con la reivindicación 1 caracterizado porque el tubo de inmersión (33) está dispuesto de forma inclinada respecto a la vertical.
- 15. Molino agitador de acuerdo con la reivindicación 1 caracterizado porque el dispositivo de suministro de material a moler está configurado como tubería (24) de suministro de material a moler que llega hasta la proximidad del fondo (3) del espacio de molienda (34).
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