ES2305011T3 - Sistema y procedimiento de trituracion y de deshidratacion de dos etapas. - Google Patents
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Abstract
Un sistema de dos etapas (301) para triturar y deshidratar un material que comprende: (a) una primera estructura de ciclón (303) que tiene una primera salida de materiales; (b) una segunda estructura de ciclón (305); (c) una unidad de soplado (307); caracterizado por (d) un montaje de conducto (309) que forma una trayectoria de flujo de aire desde dicha unidad de soplado pasada dicha primera salida de materiales hasta dicha segunda estructura de ciclón y hasta dicha primera estructura de ciclón; y (e) un primer orificio de entrada de materiales (313) que se comunica con dicho montaje de conducto (309) entre dicha segunda estructura de ciclón (305) y dicha primera estructura de ciclón (303) por lo que el material recibido a través de dicho primer orificio de entrada de materiales se arrastra en el flujo de aire a través de dicho montaje de conducto, se transporta hasta dicha primera estructura de ciclón para una primera etapa de trituración y deshidratación en la misma, se arrastra de nuevo en el flujo de aire en dicho montaje de conducto, y se transporta hasta dicha segunda estructura de ciclón para una segunda etapa de trituración y de deshidratación en la misma.
Description
Sistema y procedimiento de trituración y de
deshidratación de dos etapas.
La presente invención se refiere en general a
sistemas de trituración o desintegración y, en particular, a un
sistema de trituración y de deshidratación de bucle cerrado de dos
etapas.
Los dispositivos de trituración y de
deshidratación son muy conocidos. Algunos ejemplos incluyen la
patente estadounidense número 5.236.132 concedida al cesionario de
la solicitud el 17 de agosto de 1993 y la patente estadounidense
número 5.598.979 concedida al cesionario de la solicitud el 4 de
febrero de 1997. Tales dispositivos de trituración y de
deshidratación de la técnica anterior comprenden una cámara de
ciclón montada en la parte superior de un cuerpo cónico, un
manguito coaxial ajustable para introducir el material que va a
procesarse, un regulador para reducir el flujo de aire a través del
manguito y un soplador. Una unidad de alimentación está interpuesta
entre el soplador y la cámara y el material también puede
introducirse en la cámara a través de un manguito coaxial. El
material procesado puede depositarse sobre una cinta transportadora,
un sistema de transporte neumático o recogerse en un contenedor
abierto. Tales dispositivos de trituración de ciclón son adecuados
para procesar materiales tales como minerales, plantas, productos
alimenticios, materiales reciclables y tierra.
Pueden emplearse para pulverizar y separar
minerales tales como oro, plata, cobre, caolín y aquellos
recuperados de formaciones rocosas que presentan una densidad o
estructura diferentes a la del mineral. También pueden emplearse
para pulverizar y deshidratar materiales tales como yeso, ceniza
volante, tabaco picado, carbón, coque, fosfatos y productos
residuales de procesos de refinado y de destilación, incluyendo
caparazones de animales y crustáceos, así como huesos, tierra de
diatomeas y estructuras del suelo. Pueden emplearse para
pulverizar, deshidratar y conservar productos alimenticios tales
como grano y componentes del grano tales como el gluten, y para el
fraccionamiento de la matriz de proteínas de féculas, así como para
mejorar el contenido de lípidos o de fibra para un procesado o una
reducción de grasas adicionales. Pueden emplearse para la
fragmentación y deshidratación de alimentos con fibra tales como
zanahorias, manzanas, judías y espinacas, y para la pulverización y
deshidratación de materiales de biomasa lignocelulósica tales como
árboles, algas, paja, musgo de turba, papel usado y residuos
animales. Tales unidades trituradoras deshidratadoras de ciclón
también pueden emplearse para reciclar vidrio pulverizado, metales,
materiales plásticos y orgánicos de manera que tales componentes
puedan clasificarse y separarse mecánicamente. Las unidades también
pueden usarse para pulverizar y deshidratar tierra y para separarla
de rocas, cenizas, boro, hidrocarburos y otros contaminantes, ya sea
ellas solas o junto con procesos de limpieza, térmicos, biológicos
u otros procesos de tratamiento.
Sin embargo, los sistemas y procedimientos
trituradores y deshidratadores de la técnica anterior no han sido
particularmente adecuados para procesar materiales viscosos tales
como tierra contaminada con petróleo o con otros derrames químicos
o residuos animales. Tales sistemas y procedimientos tampoco han
sido particularmente adecuados para suministrar partículas de un
tamaño predeterminado y un contenido de humedad seleccionado o para
preparar mezclas homogéneas uniformes con niveles de humedad
predeterminados consistentes.
La presente invención supera los problemas
expuestos anteriormente y proporciona un sistema de trituración y
de deshidratación de dos etapas muy mejorado que es eficaz,
respetuoso con el medio ambiente y particularmente bien adaptado
para procesar materiales líquidos o viscosos para conseguir un
tamaño de partícula y un contenido de humedad predeterminados.
El sistema incluye un par de dispositivos de
ciclón para la trituración y la deshidratación. Orificios de
inyección están colocados para la inyección de sustancias viscosas
directamente en el interior de la región de baja presión de cada
cono. El ciclón secundario está equipado con un orificio de salida
inferior. Un único soplador está acoplado a las estructuras de
ciclón para formar un bucle de flujo de aire desde la parte inferior
del cono primario hasta la parte superior del cono secundario y
desde la parte superior del cono secundario hasta la parte superior
del cono primario. El flujo de aire para hacer girar el material
entre los conos se controla mediante una retroalimentación a partir
de dispositivos de supervisión del tamaño de partículas y de la
humedad en una unidad colectora acoplada al cono secundario.
Objetos y ventajas de esta invención se harán
evidentes a partir de la siguiente descripción tomada junto con los
dibujos adjuntos en los que se muestran, a modo de ilustración y de
ejemplo, ciertas realizaciones de esta invención.
Los dibujos constituyen una parte de esta
memoria descriptiva y pueden incluir realizaciones ejemplares de la
presente invención e ilustrar varios objetos y características de la
misma.
La fig. 1 ilustra una vista en alzado lateral
fragmentada de un aparato triturador/deshidratador de fuerza de
gradiente según la presente invención, con partes omitidas para una
mayor claridad y con ciertas partes mostradas en líneas
discontinuas;
la fig. 2 es una vista fragmentada del
dispositivo de la figura 1, que muestra un regulador del mismo;
la fig. 3 es una vista en planta desde arriba
fragmentada del regulador de la figura 2;
la fig. 4 es una vista en planta desde arriba
fragmentada de una válvula de alimentación de materiales acoplada a
un soplador y a un colector del aparato;
la fig. 5 es una vista en sección ampliada
tomada generalmente a lo largo de la línea 5-5 de la
figura 3;
la fig. 6 es una vista en sección ampliada
tomada a lo largo de la línea 6-6 de la figura 1 que
muestra un mecanismo venturi del mismo;
la fig. 7 es una vista en planta desde arriba
fragmentada y ampliada de un mecanismo de compuerta del dispositivo
con partes omitidas para una mayor claridad, tomada a lo largo de la
línea 7-7 de la figura 5;
la fig. 8 es una vista en sección, ampliada,
fragmentada y parcialmente esquemática de una boquilla del
dispositivo de la figura 1, tomada a lo largo de la línea
8-8;
la fig. 9 es una vista en alzado lateral de una
primera realización alternativa de un sistema de trituración y de
deshidratación de fuerza de gradiente de bucle cerrado según la
presente invención, con un aparato de introducción de materiales
mostrado esquemáticamente;
la fig. 10 es una vista en sección, fragmentada
y ampliada tomada generalmente a lo largo de la línea
10-10 de la figura 9;
la fig. 11 es una vista en alzado lateral de una
primera realización alternativa de un sistema de trituración y de
deshidratación de fuerza de gradiente de bucle cerrado según la
presente invención;
la fig. 12 es una vista en alzado lateral
esquemática de una segunda realización alternativa que comprende un
sistema de trituración y de deshidratación de dos etapas que realiza
la presente invención;
la fig. 13 es una vista en alzado lateral,
esquemática, fragmentada y ampliada de un segmento del segundo
tramo del conducto mostrado en la figura 12 que muestra un flujo de
aire a través de un mecanismo venturi del mismo;
la fig. 14 es una vista en planta desde arriba,
esquemática, fragmentada y ampliada del mecanismo venturi de la
figura 13;
la fig. 15 es una vista lateral esquemática de
un montaje de desmenuzamiento/secado mostrado en posición para
suministrar material desmenuzado a una esclusa de aire primaria de
la realización de la figura 12;
\vskip1.000000\baselineskip
Tal como se requiere, se desvelan en este
documento realizaciones detalladas de la presente invención; sin
embargo, debe entenderse que las realizaciones desveladas son
meramente ejemplares de la invención, la cual puede realizarse de
diversas formas. Por lo tanto, los detalles estructurales y
funcionales específicos desvelados en este documento no deben
interpretarse como limitativos, sino simplemente como una base para
las reivindicaciones y como una base representativa para enseñar a
un experto en la materia a emplear de distintas maneras la presente
invención en prácticamente cualquier estructura detallada de manera
apropiada.
El número de referencia 1 se refiere en general
a un aparato triturador/deshidratador de fuerza de gradiente para
triturar una variedad de diferentes materiales que tienen diversos
tamaños y diversas características físicas, según la presente
invención, tal como se muestra en las figuras 1 a 8. El aparato 1
comprende una cámara cilíndrica 3, un cuerpo 5, medios de
presurización tal como un soplador 7 y medios de conducción 9,
medios de mejora de la velocidad del aire tal como un mecanismo
venturi 11, medios de introducción de materiales 13 para introducir
material que va a triturarse dentro del aparato 1, medios de control
de la velocidad de trituración y medios de control del tamaño de
grano para controlar la velocidad de trituración del material que
está triturándose y el tamaño de grano del material triturado, tales
como un manguito 15 junto con un regulador 17, y medios de descarga
gravitacional 19 que utilizan la gravedad para descargar el material
triturado desde el aparato 1.
La cámara cilíndrica 3 tiene una parte superior
cerrada en forma de anillo 21 que tiene un orificio 22 situado en
su centro, un lateral cerrado 23, un parte inferior abierta 25 y un
eje AA orientado generalmente en vertical, tal como se muestra en
la figura 1.
El cuerpo 5 tiene una cavidad invertida en forma
de cono 27 cuya base tiene unas dimensiones sustancialmente
similares a las dimensiones internas de la cámara 3. El cuerpo 5
tiene un extremo inferior truncado 29 y un eje orientado
generalmente en vertical que es sustancialmente colineal con el eje
de la cámara 3. El cuerpo 5 está conectado a y suspendido
generalmente debajo de la cámara 3. Para algunas aplicaciones, el
cuerpo 5 tiene una o más boquillas desmontables 31, cuya extracción
proporciona un mayor truncamiento del cuerpo en forma de cono 5.
Preferentemente, la cavidad en forma de cono 27 subtiende un ángulo,
tal como se indica mediante la flecha designada por el número 32 en
la figura 5, dentro del intervalo de 28º a 42º. Más preferentemente,
la cavidad 27 subtiende un ángulo de aproximadamente 36º.
El soplador 7, tal como un soplador de presión
modelo 602A proporcionado por Garden City Fan & Blower Company,
proporciona aire de alto volumen y de alta velocidad. Los expertos
en la materia apreciarán que el soplador 7 puede alimentarse
mediante electricidad, gasolina o cualquier combustible adecuado.
Los medios de conducción 9 incluyen un colector 33 para conectar el
soplador 7 con la cámara 3. En una aplicación de la presente
invención, el colector 33 tenía dimensiones con un ancho de 6
pulgadas y media (16,5 cm) y una altura de 9 pulgadas (22,8 cm). Por
ejemplo, puede usarse un flujo de aire de aproximadamente 1.000 a
80.000 cfm (28,3 a 2.265 m^{3}/min) mientras se mantenga una
presión estática de aproximadamente 3 a 150 pulgadas (7,6 a 381
cm).
El colector 33 está conectado a la cámara 3 de
manera que el aire que se hace pasar a través del mismo al interior
de la cámara 3 se dirige generalmente de manera tangencial al
interior de la cámara 3. Para mantener consistencia con las fuerzas
naturales, el aire se introduce dentro de la cámara 3 en el lado
izquierdo (hemisferio norte) de manera que el aire se mueve en
espiral en el sentido de las agujas del reloj tal como se ve hacia
abajo.
El mecanismo venturi 11 incluye generalmente un
par de placas laterales opuestas en forma de arco 34 separadas
dentro del colector 33 de manera que se forma una garganta 35 entre
las mismas. En una aplicación de la presente invención, la garganta
35 tenía un ancho de aproximadamente 3 pulgadas y media (8,5 cm). El
mecanismo venturi 11 está situado generalmente muy cerca de la
cámara 3.
Los medios de introducción de materiales 13
pueden incluir una válvula 37, tal como una válvula de esclusa de
aire modelo VJ8x6 proporcionada por Kice Industries, Inc. Un
orificio de entrada 39 de la válvula 37 está conectado al soplador
7 mediante una tubería aguas arriba 41 de manera que una parte del
aire presurizado que está transfiriéndose desde el soplador 7 hasta
la cámara 3 se hace pasar a través de la válvula 37. Un orificio de
salida 43 de la válvula 37 está conectado al colector 33 mediante
una tubería aguas abajo 45 de manera que el material que está
triturándose y deshidratándose mediante el aparato 1 se dirige
normalmente al interior del colector 33, ya sea en o aguas abajo
del mecanismo venturi 11. Una tolva 47 está montada sobre la
válvula 37 de manera que el material que está triturándose se
alimenta gravitacionalmente al interior de la válvula 37.
El manguito 15 tiene generalmente una forma
cilíndrica y tiene un diámetro exterior dimensionado ligeramente
más pequeño que las dimensiones del orificio 22. El manguito 15 se
extiende axialmente a través de la cámara 3 y se extiende hacia el
interior de la cavidad 27 situada debajo de la misma. El manguito 15
incluye un reborde truncado en forma de cono 49 que tiene un
extremo inferior abierto 51.
Medios de elevación, tales como un par de gatos
53 separados diametralmente a través del manguito 15 y generalmente
encima de la cámara 3, están adaptados para ajustar axial y
conjuntamente el manguito 15 con respecto a la cámara 3 y la
cavidad 27.
El regulador 17 está adaptado para limitar
selectivamente el aire que fluye a través del manguito 7 desde la
cavidad 27 hacia la atmósfera ambiental, tal como se indica mediante
las flechas designadas por el número 54 en la figura 1. El
regulador 17 está montado generalmente de manera roscable en una
varilla roscada orientada verticalmente 55 conectada a un elemento
de soporte 57 que está conectado con el manguito 15, tal como se
muestra en las figura 1 y 2, de manera que el regulador 17 puede
ajustarse hacia y desde el manguito 15. Preferentemente, el
regulador 17 está configurado como un cono invertido. En una
aplicación de la presente invención, el regulador en forma de cono
17 subtendía un ángulo de aproximadamente 70º.
El regulador 17 tiene generalmente ranuras 59
cerca de la extremidad inferior del mismo. Un mecanismo de compuerta
61 está adaptado para abrir y cerrar selectivamente las ranuras 59
de manera que el material seleccionado que está triturándose puede
pasar a través de las mismas. Un tubo de descarga 63 está conectado
de manera desmontable al regulador 17 de manera que el material que
cae a través de las ranuras 59 se introduce gravitacionalmente
dentro de la cavidad 27 tal como se describió anteriormente.
En una aplicación de la presente invención, el
aparato 1 incluye medios de mejora de turbulencias que comprenden
una pluralidad de salientes 65. Cada uno de los salientes 65 es
generalmente alargado, teniendo una longitud aproximadamente igual
a la longitud axial de la cámara 3 y teniendo una superficie rugosa.
Los salientes 65 están separados en paralelo a lo largo del
perímetro interior de la cámara 3. Se proporcionan medios de armazón
67 según se necesiten para mantener las diversas partes del aparato
1 en sus posiciones relativas y para montarse sobre un remolque (no
mostrado) para su portabilidad, si se desea.
En una aplicación de la presente invención, el
soplador 7 se activa de manera que aire de alto volumen y de alta
velocidad se introduce sustancialmente de manera tangencial dentro
de la cámara 3, por lo que ese aire se presuriza adicionalmente, de
manera ciclónica, en la cámara 3 y en la cavidad 27. Debido a las
fuerzas centrífugas presentes en el entorno ciclónico, la presión
más próxima a las extremidades exteriores de la cavidad 27 es
sustancialmente mayor que la presión atmosférica, mientras que la
presión más próxima al eje de la cavidad 27 es menor que la presión
atmosférica.
Una línea de contorno, designada mediante la
línea discontinua designada por el número 69 en la figura 5, indica
el límite aproximado entre la región de la cavidad 27 que tiene
presiones por encima de la presión atmosférica de la región de la
cavidad 27 que tiene presiones por debajo de la presión atmosférica.
La fuerza del gradiente de presión y la de coriolis y la
interacción por colisión entre las partículas contenidas en el aire
presurizado ciclónicamente de alta velocidad, son enormemente
disruptivas para la estructura física de estas partículas,
triturándolas y generalmente deshidratándolas en consecuencia.
A medida que el manguito 15 se baja ajustando
los gatos 53, tal como se indica mediante las líneas discontinuas
designadas por el número 70 en la figura 1, la línea de contorno 69
se mueve hacia fuera radialmente, proporcionando velocidades
ciclónicas y gradientes de fuerza mayores. Por tanto, el ajuste
vertical del manguito 15 permite que el aparato 1 se adapte para
alojar materiales que tengan características físicas muy
diferentes.
Cuanto más abajo esté situado el manguito 15 con
respecto a la cavidad 27, más tenderá el material que está
triturándose a distribuirse en el entorno ciclónico de la cavidad
27. Además, cuanto más hacia abajo sea la separación relativa del
manguito 15, mayor será la acción ciclónica dentro de la cavidad 27
y, posiblemente, mayor será la aspiración cerca del vórtice o del
centro del extremo inferior abierto 29, tal como se indica mediante
la flecha designada por el número 71 en la figura 8, provocando que
los patrones oscilatorios, en forma de concha y resonantes,
generalmente verticales en el flujo de aire que contiene el material
que está triturándose sean más violentos y afectando por lo tanto
al tamaño de granodel material triturado. Para algunas aplicaciones
y configuraciones del aparato 1, el flujo de aire indicado por el
número 71 puede ser sólo nominal.
De manera similar, ajustar el regulador 17 con
respecto al manguito 15, que controla el volumen de aire permitido
que puede escaparse de la región central de baja presión de la
cavidad 27 hacia la atmósfera ambiental, afecta a las velocidades
ciclónicas, a los gradientes de fuerza y a las oscilaciones
verticales puesto que el aparato 1 está ajustado para tratar varios
volúmenes de caudal de los materiales que están triturándose.
La velocidad del caudal para triturar el
material se controla ajustando la velocidad y la manera en la que
el material se alimenta al interior del aparato 1. Si el material va
a triturarse y a deshidratarse, entonces el material se alimenta
generalmente al interior del aparato 1 mediante la válvula 37. En
ese caso, el mecanismo de compuerta 61 puede usarse como un buen
control para los ajustes menos precisos del regulador 17 con
respecto al manguito 15.
Si el material es relativamente fino, tal como
trigo y similares, y va a triturarse en gran medida y sólo a
deshidratarse muy poco, entonces el material puede alimentarse al
interior del aparato 1 mediante el regulador 17 y mediante el
mecanismo de compuerta 61 en acción conjunta con las ranuras 59. En
ese caso, el material que está triturándose cae a través de las
ranuras 59 y desciende gravitacionalmente hacia abajo a través del
tubo de descarga 63 donde un tubo acodado 73 inyecta el material
directamente dentro de la región de alta presión ciclónica de la
cavidad 27.
A medida que el material se tritura, las
partículas más finas del mismo tienden a difundirse hacia el
perímetro cónico de la cavidad 27, tal como se indica por el número
75 en la figura 8. A medida que se acumulan esas partículas más
finas, tienden a moverse gravitacionalmente hacia abajo hasta el
extremo inferior abierto 29 donde las partículas salen del aparato
1, ayudadas por el escape de aire en forma de anillo de la región de
presión ciclónicamente superior a lo largo del perímetro de la
cavidad 27, tal como se indica mediante las flechas designadas por
el número 77 en la figura 8. Al alimentar continuamente materiales
al interior del aparato 1, se proporciona un caudal continuo de
material triturado.
Utilizando selectivamente el aparato 1 con y sin
la boquilla 31, se obtienen con el aparato 1 un mayor intervalo de
tamaños y de tipos de materiales y unas velocidades de caudal
mayores.
Un contenedor, una cinta transportadora u otra
disposición adecuada (no mostrada) situada por debajo del extremo
inferior 29 recibe el material triturado a medida que se descarga
gravitacionalmente desde el aparato 1.
Haciendo referencia ahora a las figuras 9, 10 y
11, un sistema de trituración y de deshidratación de bucle cerrado
100 incluye un aparato triturador/deshidratador primario 101 que es
sustancialmente similar al triturador/deshidratador 1 descrito
previamente. No se repetirá ni la numeración y ni la descripción de
todos los elementos comunes. Los elementos que se describieron
estarán numerados tal como se expuso en las figuras 1 a 8 sumados
con el número 100.
El sistema 100 también incluye un aparato
triturador/deshidratador secundario 179, un conducto 181 que acopla
remotamente la unidad primaria con la secundaria, un sistema de
contención 183, una estructura de igualación de presión 185, un
sistema de filtrado 187, y un mecanismo de reducción del ruido
189.
Tanto la unidad trituradora/deshidratadora
primaria como la secundaria 101, 179 incluyen un orificio de
introducción de materiales 191 colocado en la parte inferior del
cuerpo 105, generalmente adyacente a la zona de baja presión del
ciclón. Tal como se muestra mejor en la figura 10, el orificio 191 y
el cuerpo 105 subtienden un ángulo agudo 193, de manera que los
materiales líquidos o viscosos pueden introducirse de manera
cooperativa por gravedad y vacío directamente dentro de la zona de
baja presión donde el producto es rodeado inmediatamente por una
envoltura de aire y se lleva hacia arriba al interior de la cámara
103. De esta manera, se eliminan los problemas de apelmazamiento
asociados anteriormente con el procesado de materiales líquidos y
viscosos.
En determinadas realizaciones preferidas una
extrusora puede acoplarse al orificio 191 para dosificar tal
material líquido o viscoso. Las superficies interiores del cuerpo
105 pueden cubrirse con un material "no pegajoso", tal como un
polímero de fluorocarbono, para impedir adicionalmente la adhesión
de materiales a las superficies internas del cuerpo.
Un gato 194 está acoplado a una varilla de
regulador 155 para permitir un ajuste remoto del regulador 117. El
gato 194 puede accionarse manualmente o puede emplearse un cilindro
hidráulico o un tornillo eléctrico. En determinadas realizaciones
preferidas, tanto los gatos de manguito 153 como el sistema 100
pueden estar dotados de uno o más dispositivos detectores de
presión en las cámaras 103 para permitir un control
informatizado.
Un conducto 181 acopla la unidad
trituradora/deshidratadora primaria 101 con la secundaria 179. El
conducto 181 se monta sobre el manguito 115 y el regulador 117 de
la unidad trituradora/deshidratadora primaria en relación de
estanqueidad y se extiende en orientación generalmente horizontal
para acoplarse lateralmente con la cámara 103 de la unidad
secundaria 179. El flujo de aire que pasa a través del conducto 181
y hacia el interior de la cámara 103 es sustancialmente tangencial,
tal como se describió previamente con respecto a la unidad primaria
101. Un conducto similar 182 acopla la unidad
trituradora/deshidratadora secundaria 179 con el aparato de filtrado
187.
El conducto 181 forma un tubo acodado en la
región generalmente por encima del triturador/deshidratador 101 al
que está acoplado un dispositivo de introducción de materiales 195,
representado esquemáticamente en la figura 9. El dispositivo 195
incluye una tolva 197 para permitir una alimentación gravitacional
de materiales a través del manguito 115 y al interior de la cámara
103. El dispositivo también puede estar equipado con una válvula de
esclusa de aire 199. De manera similar, el conducto 182 forma un
tubo acodado encima del triturador/deshidratador 179 al que está
acoplado un dispositivo de introducción de materiales 201, que tiene
una tolva (no mostrada), y que también puede estar equipado con una
válvula de esclusa de aire 203. El conducto 181, generalmente
adyacente al triturador/deshidratador secundario 179, está acoplado
a un dispositivo de introducción de materiales 205, equipado con una
esclusa de aire 207 y con una tolva 209.
El conducto 181, 182 puede construirse a partir
de una tubería de revestimiento de metal laminado o de acero
inoxidable donde van a procesarse los materiales alimenticios. En
realizaciones especialmente preferidas, el conducto está construido
a partir de una tubería de revestimiento flexible acanalada para
permitir un montaje y desmontaje fácil del sistema para su
portabilidad. La esclusa de aire 207 puede hacerse funcionar
eléctricamente o mediante un sistema hidráulico donde el soplador
107 funciona con combustible fósil.
El sistema de contención 183 incluye un par de
unidades colectoras generalmente cilindrocónicas 211, 213. La
unidad primaria 211 esta acoplada en relación de estanqueidad con un
extremo inferior 129 de la unidad trituradora/deshidratadora. Un
conducto 215 se emplea para acoplar la unidad secundaria elevada 179
con la unidad colectora 213. El vértice cónico de cada unidad puede
estar equipado con un dispositivo de esclusa de aire (no mostrado)
para permitir un procesado adicional del material triturado y
deshidratado. Las unidades colectoras 211, 213 están equipadas con
orificios de extracción de materiales 217, 219, cada uno de los
cuales puede estar acoplado a una barrena o a un dispositivo de
vacío (no mostrado) para la extracción del material procesado.
El sistema de igualación de presión 185 incluye
un conducto 221 y un par de válvulas de control 223, 225. Un
extremo del conducto 221 está acoplado al lateral de entrada de la
unidad de soplado 107 y el otro extremo se bifurca para acoplarse
con la parte superior de cada unidad colectora 211, 213.
El sistema de filtrado 187 incluye un par de
filtros 227, 229. El aire se proporciona a través del filtro 227,
al interior del conducto 228, al interior del soplador 107 y
finalmente pasa a través de la unidad trituradora/deshidratadora
secundaria 179 y sale a la atmósfera a través del filtro 229. Los
filtros 227, 229 pueden estar construidos a partir de fibras,
carbón vegetal o a partir de cualquier otro material adecuado.
Pueden ser electrostáticos para usos de remediación del suelo o
adaptados para la extracción de ozono o de otros gases. Cuando el
sistema se emplea para procesar productos alimenticios, tales como
trigo y similares, el material de filtrado debería poder extraer
esporas de moho. En realizaciones preferidas, cada filtro 227,229
comprende un espacio o una "cámara de filtro de mangas".
La parte de entrada del soplador 197 está
acoplada a un mecanismo de reducción de ruido 189, representado en
la figura 11 comprendiendo un atenuador 223. El atenuador 233
silencia el ruido producido por el flujo de aire de alta velocidad
que pasa a través de la entrada del soplador. Como alternativa, tal
como se muestra en la figura 9, cuando se emplea un espacio de
filtrado 227 para purificar el flujo de entrada de aire, el ruido
se atenúa por lo que puede no necesitarse un atenuador. En todavía
otras realizaciones preferidas, pueden emplearse tanto el atenuador
233 como el espacio de filtrado 227.
Los expertos en la materia apreciarán que el
sistema de bucle cerrado 100 descrito en este documento puede
comprender más de dos unidades trituradoras/deshidratadoras
acopladas en serie, con un flujo de aire producido por una única
unidad de soplado. En determinadas realizaciones preferidas se
emplea una única unidad trituradora/deshidratadora. En tales
realizaciones, el extremo de salida del conducto 181 puede estar
acoplado a un espacio de filtrado o a un colector de polvo o a otro
equipo para un procesado adicional del material tal como se muestra
esquemáticamente en 231. Para su portabilidad, el sistema 100 puede
montarse sobre un armazón que tenga ruedas de agarre al suelo. En
tales aplicaciones, los conductos 181, 182, 228 pueden estar
desacoplados para el transporte.
En funcionamiento, el aire de alta velocidad se
proporciona a través de un espacio de filtrado 227 y se introduce
dentro del sistema de bucle cerrado 100 mediante un único soplador
107 de la manera descrita previamente. El flujo de aire en las
estructuras de ciclón 101, 179 se regula mediante el ajuste del
manguito y de los gatos de regulador 153, 194 para producir un
gradiente de fuerza adaptado para triturar y deshidratar el material
que va a procesarse.
El material puede alimentarse al interior de un
ciclón primario 101 mediante la tolva 147, a través de la válvula
de esclusa de aire 137 y al interior del conducto 109. El material
se transporta al interior del ciclón 101 mediante el aire de alta
velocidad generado por el soplador 107. Puede introducirse material
adicional dentro del ciclón 101 mediante la tolva 197, a través de
la esclusa de aire 199 y al interior del conducto 181. El material
cae por la gravedad a través del regulador 117 y del tubo de
descarga 163 al interior de la región de alta presión ciclónica de
la cavidad 127. Materiales líquidos o viscosos, tales como suero de
la leche, huevos y gluten de trigo, materiales que se han sometido
previamente a un lavado, tales como lechadas de minerales, y
composiciones aditivas líquidas o viscosas pueden introducirse a
través del orificio 191 directamente al interior de la región de
baja presión del ciclón, donde son inmediatamente envueltos por aire
de deshidratación de alta velocidad. De esta manera, el material
puede deshidratarse antes de hacer contacto con los laterales de la
cavidad 127, y el apelmazamiento se minimiza.
Los materiales triturados más finos se asientan
mediante la gravedad dentro de la unidad colectora 211. El ajuste
de la válvula de control 223 iguala la presión en la unidad
colectora 211 de manera que el material procesado puede asentarse
fácilmente. El material se extrae a través del orificio 217 para
permitir un caudal continuo.
Dependiendo del ajuste del manguito y de los
gatos de regulador 153, 194, el aire presurizado transporta el
material de un tamaño de partícula predeterminado hacia arriba a
través del manguito 115, pasado el regulador 117 y al interior del
conducto 181. El material se lleva a lo largo del conducto 181
mediante el aire de alta velocidad generado por el soplador 107 y
al interior de la unidad trituradora secundaria 179 para una
trituración y deshidratación adicionales. El material puede
alimentarse al interior del ciclón secundario 179 mediante
dispositivos de introducción de materiales 201, 205 sustancialmente
tal como se describió previamente. El material cae por la gravedad
a través del regulador 117 y del tubo de descarga 163 al interior de
la región de alta presión ciclónica de la cavidad 127. Los
materiales líquidos o viscosos también pueden introducirse dentro
del triturador secundario 179 a través del orificio 191.
El material triturado se asienta por gravedad
dentro de la unidad colectora 213, que se iguala por presión
ajustando la válvula de control 225. El material procesado se extrae
a través del orificio 219 para permitir un caudal continuo.
El aire presurizado que contiene partículas
demasiado finas para asentarse dentro de la unidad colectora 213
pasa hacia arriba desde la unidad 179 y al hacia el interior del
conducto 182, a través de un espacio de filtrado 227 y hacia la
atmósfera.
En otras realizaciones preferidas mostradas
esquemáticamente en la figura 11, el material pasa al interior de
un colector de polvo para la clasificación del material.
De esta manera, el sistema de bucle cerrado 100
emplea el aire gastado de un ciclón primario para accionar un
ciclón secundario o una unidad colectora de polvo en un proceso de
uso eficiente de la energía que protege el medio ambiente y que
está adaptado para una amplia gama de materiales incluyendo
materiales líquidos o viscosos anteriormente inadecuados para un
procesado ciclónico.
Haciendo referencia ahora a las figuras 12 a 15,
un sistema de trituración y de deshidratación de dos etapas 301
incluye una unidad trituradora/deshidratadora primaria 303 y otra
secundaria 305 que son sustancialmente similares a las unidades
trituradoras/deshidratadoras 1, 101 y 179 descritas previamente. El
sistema 301 también incluye una unidad de soplado 307, un conducto
de suministro de aire 309, un mecanismo venturi 311 (figuras 13 y
14), un montaje de desmenuzamiento 312 (figura 15), orificios de
entrada o de introducción de materiales 313 y 315, reguladores
controladores de la velocidad 317 y 319, un conducto de control de
la presión 312 y una unidad colectora de materiales 323.
Las unidades trituradoras/deshidratadoras
primaria y secundaria 303 y 305 incluyen cada una una cámara
superior generalmente cilíndrica 325, un cuerpo inferior cónico 327
que termina en una salida de materiales 308 y un orificio de
introducción de materiales viscosos 329 ubicado adyacente a la zona
de baja presión de la unidad en un ángulo tal como se describió
previamente.
La unidad de soplado 307 proporciona aire a
través de un espacio de filtrado de entrada, tal como se describió
y se mostró previamente, o el aire puede proporcionarse directamente
de la atmósfera. La unidad de soplado 307 está acoplada a un
conducto 309 para transportar el aire de salida en una corriente
continua hasta las cámaras 325 de las unidades
trituradoras/deshidratadoras 303 y 305.
El conducto 309 incluye un primer tramo 331 que
se extiende lateralmente por debajo del triturador primario 303
para acoplarse con la cámara superior 325 de la unidad
trituradora/deshidratadora secundaria 305. Una esclusa de aire u
orificio secundario de introducción de materiales 315 se comunica
entre el cuerpo inferior 327 del triturador primario y el primer
tramo de conducto 331. Un segundo tramo de conducto 333 está
acoplado a la cámara superior 325 de la estructura de ciclón
secundaria 305. El segundo tramo de conducto 333 se extiende
generalmente hacia arriba a través de un regulador 317 y forma un
tubo acodado para el acoplamiento con la cámara superior 325 de la
estructura de ciclón primaria 303. La parte de retorno del segundo
tramo de conducto 333 incluye el orificio primario de introducción
de materiales 313 para la introducción de los materiales que van a
procesarse. Un tramo de conducto de descarga de aire gastado 335 se
extiende hacia arriba a través de un regulador 319 desde la cámara
superior 325 del triturador/deshidratador primario 303. Este
conducto de descarga 335 puede estar acoplado a una cámara de
filtros de mangas o a otro filtro adecuado tal como se mostró, se
describió y se designó previamente mediante el número de referencia
229.
Cada orificio de esclusa de aire de introducción
de materiales 313 y 315 está acoplado a un mecanismo venturi 311,
representado en las figuras 13 y 14. El mecanismo venturi 311
incluye un tubo deflector expandido lateralmente 337, que tiene una
placa o superficie superior generalmente plana 339 para alojar un
orificio de esclusa de aire respectivo 313 ó 315, que se mantiene
en su sitio mediante elementos de fijación, tales como pernos. La
placa 339 está construida para incluir una abertura central 341 para
el paso de materiales desde el orificio de esclusa de aire 313 ó
315 al interior del conducto 333 ó 331. Un deflector 343 se extiende
hacia abajo desde la placa 339 al interior del tubo deflector 337
en el margen interior de un extremo de la abertura 341. El
deflector 343 subtiende un ángulo con respecto a la placa 339 de
aproximadamente 30º a aproximadamente 60º, con un ángulo preferido
de aproximadamente 45º.
El tubo deflector 337 y el deflector 343 actúan
conjuntamente para formar una garganta 345, la cual crea una zona
de baja presión, provocando una forma de concha o un remolino del
flujo de aire bajo el orificio de esclusa de aire 313 ó 315, tal
como se representa en la figura 13. La zona de baja presión también
sirve para reducir el reflujo de polvo ascendente a través de los
orificios de esclusa de aire 313 y 315. El flujo de aire en forma
de concha arrastra el material introducido, lo que facilita la
mezcla del material con aire gaseoso, haciendo el mecanismo venturi
311 particularmente muy adecuado para su uso con materiales húmedos
o voluminosos. Debido a la configuración expandida lateralmente del
tubo deflector 337, su diámetro neto supera al del tramo de
conducto respectivo 331 ó 333. Por tanto, aunque el deflector
dependiente 343 ocluya una parte del tubo deflector 337, no hay una
disminución neta en el área de sección transversal del conducto 331
ó 333. Esta construcción da como resultado un mecanismo venturi 311
que facilita la introducción de materiales dentro del sistema 301 a
través de una zona de baja presión sin disminuir la capacidad del
caudal.
Un conducto de control 321 se comunica con el
primer tramo de conducto de flujo de aire 331 a través de una
válvula 351. El conducto de control también se comunica con el
extremo inferior de la unidad trituradora/deshidratadora primaria
303 y con la unidad colectora de materiales 323. El flujo de aire
que pasa a través del conducto de control 312 se regula mediante un
par de válvulas de control 347 que están en comunicación eléctrica
con equipos de control 349 de contenido de humedad y de tamaño de
partículas ubicados en una unidad colectora de materiales 323. Las
válvulas 347 pueden accionarse de manera eléctrica, hidráulica,
neumática o manual.
De manera similar, los reguladores 317 y 319
pueden ajustarse manualmente mediante gatos manuales, como en
realizaciones anteriores, o ajustarse remotamente de manera
neumática, mediante arietes hidráulicos o mediante tornillos
niveladores accionados por motores eléctricos 353. Se prevé que el
sistema pueda controlarse mediante una única unidad de procesado
informático que reciba datos de entrada desde los equipos de control
349, accione las válvulas 347 de los conductos de control y que
suba y baje los reguladores 317 y 319 para equilibrar el flujo de
aire y los gradientes de presión con el fin de conseguir un tamaño
de partícula y un contenido de humedad preseleccionados del
material de salida. Como alternativa, el sistema puede controlarse
por cualquier combinación adecuada de sistemas de control y
operarios humanos.
Una unidad colectora 323 está acoplada al
extremo inferior de la unidad trituradora/deshidratadora secundaria
305. La unidad colectora 323 está equipada con un orificio de
extracción de materiales 355 que puede acoplarse a una barrena o a
dispositivo de vacío para transportar el material descargado para su
procesado adicional, transporte o eliminación.
Se emplea un montaje de desmenuzamiento/secado
312 (figura 15) para una pulverización, dimensionamiento y mezcla
preliminares y para una deshidratación parcial de los materiales que
van a procesarse en el sistema 301 e incluye una estructura para el
suministro de los materiales al interior de la esclusa de aire
primaria 313. El montaje 312 incluye un desmenuzador primario 357,
tal como, por ejemplo, un desmenuzador de baja velocidad, acoplado
a un conducto 359 equipado con una barrena 361 para transportar el
material desmenuzado hasta un desmenuzador secundario 363, por
ejemplo, un desmenuzador de cadena. El desmenuzador secundario 363
incluye una unidad de soplado 365 adyacente a la entrada para
suministrar un flujo de aire continuo sobre el material a medida
que se desmenuza. El desmenuzador secundario 363 está acoplado a un
conducto elevador 369, que tiene una salida adyacente 367 para
permitir la extracción de objetos densos tales como piedras. El
elevador 369 se extiende ascendentemente en un ángulo y termina en
un vertedor inclinado de descarga dependiente 371, que puede estar
colocado en la parte superior del orificio primario de introducción
de materiales 313 y puede incluir una barrena (no mostrada) para
alimentar material predesmenuzado y seco al interior del sistema de
trituración/deshidratación 301 para su procesado.
En funcionamiento, un material desmenuzable o
mezclable tal como residuos de madera, residuos animales, residuos
de marisco y un absorbente se introducen dentro del desmenuzador de
baja velocidad 357. A medida que gira el desmenuzador 357, el
material cae por la gravedad dentro del conducto 359, donde se
transporta mediante la barrena 361 al interior del
desmenuzador-mezclador de cadena/cuchilla 363 para
una reducción adicional de tamaño. El material se deshidrata
parcialmente mediante una corriente de aire continua producida por
la unidad de soplado 365. El material desmenuzado y mezclado se
transporta desde la unidad desmenuzadora-mezcladora
363 mediante el elevador 369. Se permite que las partículas densas
se asienten fuera a través de la salida 367. El elevador 369
transporta el material premezclado y semideshidratado hasta el
orificio primario de introducción de materiales 313 del sistema
triturador/deshidratador 301.
La unidad de soplado 307 proporciona aire al
interior del sistema 301 para su circulación a alta velocidad. El
flujo de aire dentro de las unidades trituradoras/deshidratadoras
303 y 305 se regula mediante el ajuste de un sistema de manguitos
(no mostrado en la figura 12) tal como se describió, se mostró y se
designó previamente mediante los números de referencia 15 y 115, y
de reguladores 317 y 319, ya sea manualmente o mediante arietes
hidráulicos (no mostrados) o tornillos accionados por motores
eléctricos 353.
Los materiales no viscosos se introducen dentro
de la estructura de ciclón primaria 303 a través del orificio
primario de esclusa de aire de introducción de materiales 313. La
corriente de aire de alta velocidad generada por la unidad de
soplado 307 lleva los materiales al interior de la cámara superior
325 de la estructura de ciclón primaria 303. El material comienza a
tomar forma de concha en la cámara 325 y se mueve en espiral hacia
abajo al interior del cono 327. Los materiales viscosos y líquidos
pueden preprocesarse en el montaje de desmenuzamiento/secado 312 o
pueden introducirse a través del orificio de viscosidad 329
directamente al interior de la región de baja presión de la
estructura de ciclón 303. Se permite que una cantidad de aire de
escape presurizado que contiene partículas extremadamente finas
pase ascendentemente a través del conducto de descarga de aire
gastado 335, pase el regulador 319, a través de un espacio de
filtrado (no mostrado) y llegue a la atmósfera.
El material triturado del cuerpo inferior 327 de
la estructura de ciclón primaria 303 pasa a través del orificio
secundario de esclusa de aire de introducción de materiales 315 al
interior de la unidad venturi 311, que arrastra el material en una
corriente de aire de alta velocidad y de baja presión, y después al
interior del tramo de conducto 331, donde el aire de alta velocidad
del soplador 307 transporta el material al interior de la cámara
superior 325 de la estructura de ciclón secundaria 305. En la
estructura de ciclón secundaria 305, el material pasa tal como se
describió previamente hasta el cuerpo de ciclón inferior 327, donde
la región de baja presión de la estructura de ciclón somete de
nuevo al material a aire de alta velocidad. El material triturado
cae en una corriente dentro de una unidad colectora 323, donde el
contenido de humedad y el tamaño de las partículas de la corriente
se evalúan continuamente mediante equipos de control 349. Los datos
se usan para equilibrar el flujo de aire y controlar la velocidad
de la introducción de materiales a través de la esclusa de aire
secundaria 315. Si se superan los parámetros seleccionados, los
reguladores 317 y 319
y las válvulas 347 del conducto de control 321 pueden ajustarse para una trituración y secado adicional del material.
y las válvulas 347 del conducto de control 321 pueden ajustarse para una trituración y secado adicional del material.
También se prevé que el material pueda
transferirse desde la unidad colectora a través del orificio de
extracción 355, pasando sobre una criba para separar la ganga (no
mostrada), y que un material más grande se retroalimente al sistema
301 a través del orificio primario de esclusa de aire de
introducción de materiales 313. Los expertos en la materia
apreciarán que el material puede hacerse girar a través del sistema
301 cualquier número de veces y que, aunque se ha descrito un
sistema de dos etapas 301 en este documento, pueden acoplarse juntas
estructuras de ciclón adicionales tal como se describió para
proporcionar un procesado de los materiales a través de tres o más
estructuras de ciclón.
El material procesado completamente que se ha
extraído a través del orificio 355 y que ha pasado a través de una
criba para separar la ganga se transporta mediante una barrena, una
cinta transportadora u otros medios hasta un sistema de
clasificación (no mostrado), y después a una unidad colectora (no
mostrada) con el fin de permitir un caudal continuo.
De esta manera, el sistema
triturador/deshidratador de dos etapas emplea la única unidad de
soplado 307 para hacer girar materiales sólidos y viscosos a través
de un par de estructuras de ciclón 303 y 305 hasta que se consigan
un tamaño de partícula predeterminado y un contenido de humedad
uniforme en un proceso de uso eficiente de la energía.
Tales unidades trituradoras deshidratadoras
ciclónicas están particularmente muy bien adaptadas para procesar
gas metano producido por los productos de residuos animales, a
partir de operaciones de engorde en corral, tales como estiércol,
residuos animales a partir de operaciones de extracción de grasa y
manipulación del pescado tales como emulsiones del pescado, para la
biorremediación mediante la incorporación de minerales y microbios
en las mezclas de suelos, para la remediación de petróleo y de suelo
altamente contaminado por metales, para la remediación de
vertederos de basura, para el procesado de hierbas y medicinas, y
para mejorar el paramagnetismo en las materias primas. Se cree que
una susceptibilidad paramagnética aumentada aumenta las cosechas y
mejora los programas de aplicación de fertilizantes, herbicidas e
insecticidas.
Un procedimiento para triturar y deshidratar un
material según la presente invención incluye en general las etapas
de (a) proporcionar un sistema de trituración/deshidratación que
tenga un par de estructuras de ciclón acopladas a una unidad de
soplado mediante un conducto para formar un bucle de flujo de aire
desde la parte inferior del cono primario hasta la parte superior
del cono secundario y desde la parte superior del cono secundario
hasta la parte superior del cono primario, con un flujo de aire para
hacer girar el material entre los conos controlado mediante
retroalimentación a partir de dispositivos de supervisión del tamaño
de las partículas y de la humedad, (b) provocar que el flujo de
aire del soplador fluya a través del aparato, (c) alimentar
material al interior de la estructura de ciclón primaria a través de
una válvula de esclusa de aire para la trituración y la
deshidratación, (d) regular el flujo de aire en el sistema ajustando
un sistema de reguladores y de manguitos.
El sistema 301 y procedimiento
triturador/deshidratador pueden emplearse para mejorar las
propiedades de absorción en determinados materiales tales como la
glauconita o arena verde siguiendo el procesado. La glauconita
procesada en el presente sistema 301 se ha mostrado para demostrar
la capacidad aumentada para la absorción de hierro, manganeso,
ácido sulfhídrico, radio, arsénico y plomo a partir de suministros
de agua de pozo. Las rocas procesadas y otras sustancias densas
también han demostrado una susceptibilidad magnética aumentada.
El sistema también puede emplearse para
descontaminar materiales contaminados con metales pesados. La
adición de una mezcla de zeolita y glauconita a los materiales
triturados/deshidratados parece encapsular los metales pesados.
Al procesar suelo contaminado por hidrocarburos
en el sistema triturador/deshidratador 301 aumenta la zona de
superficie de las partículas por unidad de masa y las partículas se
someten a aire evaporativo en la zona de baja presión de las
estructuras de ciclón 303 y 305.
Los materiales de minería tales como rocas,
minerales o carbón que contiene minerales, pueden someterse a
fuerzas de aplastamiento mediante una machacadora de mandíbulas (no
mostrada) para un tamaño de partícula de una media pulgada o menos.
El material aplastado pasa por una criba de tambor (no mostrada)
para clasificar y extraer el material extraño. El material cribado
se alimenta a continuación al interior de un sistema de
trituración/deshidratación de dos etapas 301 a través de la esclusa
de aire primaria. El material pasa a través de las estructuras de
ciclón primaria y secundaria 303 y 305, paso durante el cual el
flujo de aire que pasa a través de la unidad se ajusta para
producir un tamaño de malla de criba de partículas de 50 a 600 que
se deshidrata a un nivel de humedad uniforme. El material procesado
es adecuado para su uso como una enmienda del suelo
remineralizante.
El sistema 301 está particularmente bien
adaptado para procesar líquidos o lechadas que consisten en
emulsiones de pescado y/o en residuos animales. La emulsión de
residuos se mezcla primero con una cantidad predeterminada de una
zeolita u otro material absorbente para formar un aditivo. Se deja
reposar el material de 24 a 48 horas aproximadamente para permitir
que la zeolita absorba parte del olor y el contenido de humedad. El
material premezclado se introduce después dentro del desmenuzador
de baja velocidad 357. La mezcla resultante se introduce después
dentro del sistema de trituración/deshidratación de dos etapas 301 y
se procesa hasta que el contenido de humedad se reduzca hasta
aproximadamente un 8% y aproximadamente un 10%. El producto
particulado sustancialmente seco puede cribarse después para su uso
como una enmienda del suelo.
El sistema 301 puede usarse para mezclar
diversos materiales para la remineralización del suelo. Por ejemplo,
puede formularse un material de abono de la superficie del suelo de
un campo de golf mezclando 300 libras de arena verde, 300 libras de
barro de basalto con 400 libras de arena de río de 40 mallas y 500
libras de estiércol y 500 libras de abono vegetal gastado. Después
del procesado a través del sistema triturador/deshidratador de dos
etapas 301, el material forma una mezcla homogénea que tiene un
nivel de humedad predeterminado consistente y puede ser de y
cribarse a un tamaño predeterminado.
Diversos materiales se desmenuzaron o aplastaron
para conseguir un tamaño de partícula que pueda cribarse de
una/media pulgada. Cada material se probó usando un medidor de
susceptibilidad paramagnética obtenido por Pike
Agri-Lab Supplies, Inc., Strong, Maine. El material
se alimentó a continuación al interior de un sistema de
trituración/deshidratación de dos etapas a través de la esclusa de
aire primaria. El material pasó a través de las estructuras de
ciclón primera y secundaria, paso durante el cual el flujo de aire
que pasa a través de la unidad se ajustó para producir un tamaño de
partícula que pudiera pasar a través de una criba de 50 a 600
mallas que se deshidrató a un nivel de humedad uniforme. El material
procesado se probó usando el medidor de susceptibilidad
paramagnética. Los resultados se resumen a continuación.
Debe entenderse que aunque ciertas formas de la
presente invención se han ilustrado y descrito en este documento,
la invención no debe limitarse a las formas específicas o a la
disposición de las partes descritas y mostradas.
Lo que se reivindica y se desea proteger
mediante la patente se define en las reivindicaciones adjuntas.
Claims (17)
1. Un sistema de dos etapas (301) para triturar
y deshidratar un material que comprende:
(a) una primera estructura de ciclón (303) que
tiene una primera salida de materiales;
(b) una segunda estructura de ciclón (305);
(c) una unidad de soplado (307);
caracterizado por
(d) un montaje de conducto (309) que forma una
trayectoria de flujo de aire desde dicha unidad de soplado pasada
dicha primera salida de materiales hasta dicha segunda estructura de
ciclón y hasta dicha primera estructura de ciclón; y
(e) un primer orificio de entrada de materiales
(313) que se comunica con dicho montaje de conducto (309) entre
dicha segunda estructura de ciclón (305) y dicha primera estructura
de ciclón (303) por lo que el material recibido a través de dicho
primer orificio de entrada de materiales se arrastra en el flujo de
aire a través de dicho montaje de conducto, se trasporta hasta
dicha primera estructura de ciclón para una primera etapa de
trituración y deshidratación en la misma, se arrastra de nuevo en el
flujo de aire en dicho montaje de conducto, y se transporta hasta
dicha segunda estructura de ciclón para una segunda etapa de
trituración y de deshidratación en la misma.
2. Un sistema según la reivindicación 1, en el
que la dicha unidad de soplado (307) comprende un único
soplador.
3. Un sistema según la reivindicación 1, en el
que dicha primera estructura de ciclón (303) tiene una primera
salida de materiales y dicha segunda estructura de ciclón (305)
tiene una segunda salida de materiales (308).
4. Un sistema según la reivindicación 1, en el
que cada una de dichas estructuras de ciclón (303, 305) incluye
además una cámara superior (325) y un cuerpo inferior (327).
5. Un sistema según la reivindicación 4, que
comprende un segundo orificio de entrada de materiales (315) que
está acoplado a dicha primera salida de materiales para introducir
material triturado y deshidratado por dicha primera estructura de
ciclón (303) en dicha cámara (325) de dicha segunda estructura de
ciclón (305);
6. Un sistema según la reivindicación 5, en el
que el montaje de conducto (309) forma una trayectoria de flujo de
aire desde dicha unidad de soplado (307) pasado dicho segundo
orificio de entrada de materiales (315) hasta dicha segunda
estructura de ciclón (305) y después hasta dicha primera estructura
de ciclón (303).
7. Un sistema según la reivindicación 4, en el
que la cámara superior (325) es cilíndrica y presenta un
diámetro.
8. Un sistema según la reivindicación 4, en el
que el cuerpo inferior (327) tiene una cavidad invertida en forma
de cono que presenta un extremo inferior truncado abierto; estando
acoplado dicho cuerpo a dicha cámara superior (325) en una relación
suspendida; teniendo dicha cavidad una base acoplada a dicha cámara;
presentando dicha base un diámetro sustancialmente igual al
diámetro de dicha cámara.
9. Un sistema según la reivindicación 3, que
comprende una unidad colectora (323) que está acoplada a la dicha
segunda salida de materiales (308).
10. Un sistema según la reivindicación 1, en el
que dicha unidad colectora (323) incluye un detector de humedad
(349).
11. Un sistema según la reivindicación 10, que
comprende un conducto de control (321) que acopla dicho conducto
(309) con dichas primera y segunda salidas de ciclón de materiales
(308).
12. Un sistema según la reivindicación 11, en el
que dicho detector de humedad (349) está acoplado de manera
operativa a dicho conducto de control (321) para controlar
selectivamente el suministro de aire a dichas salidas de materiales
(308).
13. Un sistema según la reivindicación 1, que
comprende un montaje venturi (311) colocado entre dicha primera
estructura de ciclón (303) y dicho montaje de conducto (309) y entre
dicho montaje de conducto (309) y dicho primer orificio de entrada
de materiales (313).
14. Un sistema según la reivindicación 13, en el
que el montaje venturi (311) incluye además:
(a) un tubo deflector extensible lateralmente
(337);
(b) un deflector (343) acoplado de manera
dependiente a dicho tubo deflector;
(c) formando de manera conjunta dicho deflector
y dicho tubo deflector una garganta (345) que tiene una zona de
baja presión; y
(d) presentando dicha garganta (345) un área de
sección transversal al menos aproximadamente igual a un área de
sección transversal al menos aproximadamente igual a un área de
sección transversal de dicho montaje de conducto, para permitir un
paso rápido de material a través de dicha zona de baja presión.
15. Un sistema según la reivindicación 1, en el
que cada una de dichas estructuras de ciclón (303, 305) incluye
además un orificio de entrada de materiales viscosos (329) para
permitir la adición de material viscoso que va a triturarse y
deshidratarse.
16. Un sistema según la reivindicación 1, en el
que dicho sistema incluye además un montaje de desmenuzamiento y
secado (312) que tiene:
(a) un primer desmenuzador (357) que tiene una
salida;
(b) un segundo desmenuzador (363) que tiene una
entrada y una salida; y
(c) un conducto (359) que acopla dicha primera
salida del desmenuzador con dicha segunda entrada del desmenuzador
y dicha segunda entrada del desmenuzador y la segunda salida del
desmenuzador con dicho orificio de entrada de materiales (313).
17. Un procedimiento para triturar y deshidratar
materiales que comprende las siguientes etapas:
(a) proporcionar un aparato que tiene:
- (1)
- una primera estructura de ciclón (303) que tiene una primera salida de materiales;
- (2)
- una segunda estructura de ciclón (305);
- (3)
- una unidad de soplado (307); caracterizado por
- (4)
- un montaje de conducto (309) que forma una trayectoria de flujo de aire desde dicha unidad de soplado (307) pasada dicha primera salida de materiales hasta dicha segunda estructura de ciclón (305) y hasta dicha primera estructura de ciclón (303);
- (5)
- un orificio de entrada de materiales (313) que se comunica con dicho montaje de conducto (309) entre dicha segunda estructura de ciclón (305) y dicha primera estructura de ciclón (303);
(b) provocar que el flujo de aire de dicha
unidad de soplado (307) fluya a través del aparato; e
(c) introducir material a través de dicho
orificio de entrada de materiales (313) para arrastrase en el flujo
de aire a través de dicho montaje de conducto (309) hasta dicha
primera estructura de ciclón (303) para una primera etapa de
trituración y deshidratación en la misma, arrastrarse en el flujo de
aire en dicho montaje de conducto hasta dicha segunda estructura de
ciclón (305) para una segunda etapa de trituración y deshidratación
en la misma.
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