ES2310046T3 - Un dispositivo de arrastre para un separador centrifugo. - Google Patents
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Abstract
Un dispositivo de arrastre para un separador centrífugo que tiene un rotor rotativo alrededor de un eje rotacional, formando el rotor - una cámara de entrada (5), en la que un tubo de entrada (10) se abre para el suministro durante la operación de una mezcla de componentes a separar, teniendo la cámara de entrada (5) un agujero de salida (6) en una cierta posición axial en la cámara de entrada (5), - una cámara de separación (3), que comunica con el agujero de salida (6) de la cámara de entrada (5) mediante al menos un canal de flujo (7) pero de otro modo está separada de la cámara de entrada (5) por medio de una pared divisoria (4), que rodea el eje rotacional y tiene una extensión axial y cuyo interior delimita la cámara de entrada radialmente hacia fuera, y - al menos una salida (21) para un componente separado durante la operación, estando dispuesto el dispositivo de arrastre en la cámara de entrada (5) fijamente conectado a una parte que gira con el rotor y que se extiende axialmente a lo largo de sustancialmente toda la longitud axial de la cámara de entrada (5) e incluye al menos un elemento conductor de líquido que tiene dos superficies delimitadoras axiales (17, 18), de las que una (17) se gira axialmente hacia y la otra (18) se gira axialmente alejándose del agujero de salida (6) de la cámara de entrada (5), y que se extienden radial y circunferencialmente en la cámara de entrada (5) y están situadas al menos parcialmente en una parte de la cámara de entrada (5), que durante la operación se llena de líquido, teniendo el elemento conductor de líquido un borde radial interior (19), sobre el que puede fluir líquido durante la operación cuando el nivel de líquido en la cámara de entrada (5) está situado radialmente dentro de este borde (19), y al menos un paso de flujo (20) dispuesto en la cámara de entrada (5) cerca del interior radial de la pared divisoria (4), caracterizado porque una de las superficies delimitadoras que mira en dirección contraria al agujero de salida (6) de la cámara de entrada (5) incluye una porción superficial, que durante la operación está situada al menos parcialmente en una parte de la cámara de entrada (5) que se llena de líquido, y que en dirección circunferencial se extiende axialmente de tal forma que la porción superficial vista en la dirección rotacional se extienda hacia el agujero de salida (6) de la cámara de entrada (5).
Description
Un dispositivo de arrastre para un separador
centrífugo.
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La presente invención se refiere a un
dispositivo de arrastre para un separador centrífugo que tiene un
rotor rotativo alrededor de un eje rotacional, formando el rotor
una cámara de entrada, donde un tubo de entrada se abre para el
suministro durante la operación de una mezcla de componentes a
separar, teniendo la cámara de entrada un agujero de salida en una
cierta posición axial en la cámara de entrada. El rotor también
forma una cámara de separación, que comunica con el agujero de
salida de la cámara de entrada mediante al menos un canal de flujo,
pero de otro modo está separado de la cámara de entrada por medio de
una pared divisoria, que rodea el eje rotacional y tiene una
extensión axial y cuyo interior delimita la cámara de entrada
radialmente hacia fuera. Además, el rotor forma al menos una salida
para un componente separado durante la operación. El dispositivo de
arrastre está dispuesto en la cámara de entrada fijamente conectado
a una parte que gira con el rotor y se extiende axialmente a lo
largo de sustancialmente toda la longitud axial de la cámara de
entrada e incluye al menos un elemento conductor de líquido que
tiene dos superficies delimitadoras axiales, de las que una gira
axialmente hacia y de las que la otra gira axialmente alejándose del
agujero de salida de la cámara de entrada, y que se extienden
radial y circunferencialmente en la cámara de entrada y están
situadas al menos parcialmente en una parte de la cámara de entrada,
que durante la operación se llena de líquido, teniendo el elemento
conductor de líquido un borde radial interior, sobre el que puede
fluir líquido durante la operación cuando el nivel de líquido en la
cámara de entrada está situado radialmente dentro de este borde y al
menos un paso de flujo dispuesto en la cámara de entrada cerca del
interior radial de la pared divisoria.
En cada una de
US-A-4.701.158,
US-A4.721.505 y
WO-A-95/12082 se describe un
separador centrífugo, que tiene un dispositivo de arrastre de este
tipo en la cámara de entrada en forma de varios discos, que rodean
el eje rotacional y se extienden radialmente y en dirección
circunferencial y entre ellos forma interespacios, a través de los
que el líquido suministrado fluye radialmente hacia fuera.
Gracias al hecho de que los dispositivos de
arrastre en estos separadores centrífugos tienen grandes superficies
de contacto que, durante la operación arrastran la mezcla líquida
suministrada a la rotación del rotor, se extienden radialmente y en
dirección circunferencial, el arrastre tiene lugar suavemente a lo
largo de grandes superficies en estos separadores centrífugos.
Cuanto mayor es el flujo de la mezcla líquida suministrada al
separador centrífugo, más discos satisfacen automáticamente la mayor
necesidad de arrastre por el hecho de que el líquido rebosa por los
bordes radiales interiores de los elementos conductores de líquido y
radialmente hacia fuera en más interespacios.
Sin embargo, ante todo, cuando el flujo de la
mezcla líquida suministrada es bajo, no fluye líquido radialmente
hacia fuera en todos los interespacios, lo que significa que no hay
flujo axial a lo largo de una porción de los interiores de las
paredes divisorias, que delimita las cámaras de entrada radialmente
hacia fuera hacia las cámaras de separación en los separadores
centrífugos previamente conocidos. En muchos casos, esto significa
que se depositan partículas de lodo en los interiores de las paredes
divisorias. Debido al hecho de que no hay espacio en estos
separadores centrífugos para diseñar los interiores de las paredes
divisorias con un ángulo con el eje rotacional tan grande que estas
partículas de lodo puedan deslizar por la fuerza centrífuga a lo
largo de los interiores de las paredes divisorias en dirección hacia
los agujeros de salida de la cámara de entrada, las partículas de
lodo se acumularán en estas porciones de los interiores de las
paredes divisorias. Si se deja que esto continúe, las cámaras de
entrada se obstruirán eventualmente donde estas porciones de las
paredes divisorias están situadas y entonces la separación
centrífuga tiene que ser interrumpida para limpiar el separador
centrífugo.
En DE-C-30 41
210 y WO-A-97/17139 se describen
propuestas para limpiar el interior del separador centrífugo. Sin
embargo, en las dos propuestas la separación centrífuga tiene que
ser interrumpida y se perderá un tiempo de producción valioso. En
muchos casos el separador centrífugo no se puede limpiar lo
suficiente con los métodos propuestos, sino que el separador
centrífugo tiene que ser desmontado, limpiado y montado de nuevo,
que es una operación muy laboriosa y lenta.
El objeto de la presente invención es realizar
un dispositivo de arrastre para un separador centrífugo, que
arrastra la mezcla líquida suministrada, y que hace posible operar
el separador centrífugo durante largos períodos de tiempo sin que se
obstruya la cámara de entrada.
Según la presente invención esto se realiza
gracias al hecho de que una de las superficies delimitadoras girada
en dirección contraria al agujero de salida de la cámara de entrada
incluye una porción superficial que durante la operación está
situada al menos parcialmente en una parte de la cámara de entrada
que se llena de líquido, y que en dirección circunferencial se
extiende axialmente de tal forma que la porción superficial vista en
la dirección rotacional se extienda hacia el agujero de salida de
la cámara de entrada. En otros términos, la superficie
delimitadora, que se gira alejándose del agujero de salida de la
cámara de entrada, tiene una normalidad, que tiene un componente en
la dirección rotacional.
En una realización de la invención la extensión
axial en la dirección circunferencial es más 0,5 mm por revolución,
pero menos de 100 mm por revolución.
En otra realización de la invención, la porción
superficial consta de toda la superficie delimitadora, que se gira
axialmente alejándose del agujero de salida de la cámara de entrada
y su extensión axial en la dirección circunferencial es la misma a
lo largo de toda esta superficie delimitadora.
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En otra realización de la invención, las dos
superficies delimitadoras son sustancialmente planas. Adecuadamente,
las dos superficies delimitadoras son paralelas.
En una realización preferida de la invención,
las superficies delimitadoras se extienden en la dirección
circunferencial en un recorrido de forma helicoidal al menos una
revolución alrededor del eje rotacional.
Preferiblemente, el paso de flujo es anular
rodeando el eje rotacional.
En una realización especial de la invención, la
cámara de entrada tiene un extremo axial, donde se abre el tubo de
entrada y donde se encuentra el agujero de salida.
La invención se describe a continuación con más
detalle con referencia al dibujo anexo, donde la figura representa
una realización de un dispositivo de arrastre según la invención en
un separador centrífugo.
La sección de una parte de un separador
centrífugo esquemáticamente representado en la figura tiene un
cuerpo de rotor 1, soportado por un eje de accionamiento 2. En su
interior el cuerpo de rotor forma una cámara de separación 3. En el
centro en el cuerpo de rotor 1 se ha dispuesto un elemento de pared,
que forma una pared divisoria 4 y conjuntamente con partes del
cuerpo de rotor delimita una cámara de entrada 5. La cámara de
entrada 5 tiene agujeros de salida 6 en su extremo axial inferior
representado en la figura y comunica con la cámara de separación 3
mediante canales de flujo 7, que están formados entre la pared
divisoria 4 y el cuerpo de rotor 1. En la cámara de separación 2 se
ha dispuesto una pila de discos frustocónicos de separación 8,
dividiendo los discos la cámara de separación 3 en varios
interespacios, donde tiene lugar la separación principal. Axialmente
a través de la pila de discos de separación 8 se extienden un número
de pasos 9 que están formados justo encima de otros agujeros
situados en los discos.
Desde arriba en la figura, un tubo estacionario
de entrada 10 con un canal de entrada interno 11 se extiende
axialmente a través de un agujero central en el cuerpo de rotor 1 al
rotor y también a través de un agujero central 12 en la pared
divisoria 4 a la cámara de entrada 5. El canal de entrada 11 tiene
un agujero 13, que está situado en el extremo inferior axial, en la
figura, de la cámara de entrada 5. En la cámara de entrada se ha
dispuesto un dispositivo de arrastre 14 según la presente invención
fijamente conectado a una parte que gira con el rotor, a la pared
divisoria 4 o al cuerpo de rotor 1, y que se extiende axialmente en
la cámara de entrada 5 a lo largo de sustancialmente toda su
longitud entre el agujero 13 del canal de entrada 11 y el extremo
axial opuesto de la cámara de entrada 5. Más cerca del agujero 13
del canal de entrada el dispositivo de arrastre 14 está provisto de
un disco anular 15, que rodea el tubo de entrada 10 dejando un
intervalo 16 entre él y el tubo de entrada.
La realización de un dispositivo de arrastre 14
según la invención representado como un ejemplo en la figura tiene
un elemento conductor de líquido, delimitado axialmente por dos
superficies delimitadoras 17 y 18, de las que una 17 se gira hacia
y la otra se gira desde el agujero de salida 6 de la cámara de
entrada 5. Las superficies delimitadoras 17 y 18 se extienden
radialmente y en la dirección circunferencial alrededor del tubo de
entrada 10 y el eje rotacional y están situadas durante la operación
al menos parcialmente en una parte de la cámara de entrada 5 que se
llena de líquido. El elemento conductor de líquido tiene un borde
radial interior girado hacia el tubo de entrada y rodeando el eje
rotacional que permite que durante la operación fluya líquido sobre
el borde cuando el nivel radial de líquido, que en la figura se
marca con un triángulo, en la cámara de entrada esté situado
radialmente dentro de este borde 19. Un paso anular
de flujo 20 que rodea el eje rotacional está dispuesto entre el elemento conductor de líquido y la pared divisoria.
de flujo 20 que rodea el eje rotacional está dispuesto entre el elemento conductor de líquido y la pared divisoria.
El separador centrífugo esquemáticamente
representado en la figura está provisto de una salida 21 en forma de
una salida de rebosamiento para un componente específico más ligero
separado.
Las dos superficies delimitadoras 17 y 18 en la
realización representada en la figura tienen una porción
superficial, que durante la operación está situada, al menos
parcialmente, en una parte llena de líquido de la cámara de entrada
5, y que en la dirección circunferencial se extiende axialmente de
tal forma que la porción superficial vista en la dirección
rotacional se extienda en una dirección hacia el agujero de entrada
de la cámara de entrada. En el ejemplo representado, todas las
superficies delimitadoras 17 y 18 se extienden axialmente en la
dirección circunferencial de tal forma que, vistas en la dirección
rotacional, se extiendan hacia el agujero de salida 6 de la cámara
de entrada 5. Además, las dos superficies delimitadoras 17 y 18 son
sustancialmente planas y paralelas y se extienden en un recorrido de
forma helicoidal varias revoluciones alrededor del eje
rotacional.
El dispositivo de arrastre para un separador
centrífugo representado en la figura opera de la siguiente
manera:
Mientras el rotor está girando, la mezcla
líquida de componentes a separar es suministrada a través del canal
de entrada 11 a la cámara de entrada 5. El líquido entrante llena la
parte inferior de la cámara de entrada radialmente hacia dentro y
eventualmente fluye líquido a través del intervalo 16 entre el tubo
de entrada 10 y el disco anular 15 del dispositivo de arrastre,
donde entra en contacto con las superficies delimitadoras 17 y 18
del elemento conductor de líquido que gira con el rotor. Con ello,
las superficies delimitadoras 17 y 18 actúan arrastrando el
líquido. El líquido, que todavía no ha alcanzado la velocidad
rotacional del rotor, se mueve en contra de la dirección rotacional
con relación a las superficies delimitadoras 17 y 18, que tienen
una extensión axial, que vista en la dirección rotacional, se dirige
desde el agujero de salida 6 de la cámara de entrada 5. Con ello se
garantiza que al menos una porción del líquido que fluye a la cámara
de entrada, fluya a través de otra porción de la cámara de entrada 5
vista desde los agujeros de salida 6 y los pasos de flujo 20 antes
de fluir saliendo a la cámara de separación donde tiene lugar la
separación principal.
A un cierto flujo de la mezcla líquida
suministrada al separador centrífugo representado en la figura, la
superficie líquida libre del cuerpo líquido rotativo en la cámara de
entrada 5 se colocará como ilustra la línea continua y el triángulo
pequeño en la figura. Si aumenta el flujo de la mezcla suministrada,
la superficie del líquido se desplazará gradualmente de modo que el
líquido pase a través de cada vez más interespacios entre las
revoluciones del elemento conductor de líquido.
Diseñando un separador centrífugo de esta forma,
una mezcla líquida suministrada puede ser arrastrada eficiente y
suavemente al mismo tiempo que se puede reducir el peligro de tener
la cámara de entrada.
En la realización representada en la figura, el
dispositivo de arrastre está provisto de un solo elemento de
arrastre de líquido de forma helicoidal. Naturalmente, el
dispositivo de arrastre puede estar provisto de más elementos de
arrastre de líquido de forma helicoidal o estar compuesto por varios
elementos distribuidos axialmente y alrededor del eje rotacional.
Como sugerencia, podrían tener forma de paletas.
En el ejemplo representado, la extensión axial
de las superficies delimitadoras es constante, pero también se puede
variar la distancia al agujero de salida.
En el ejemplo representado, la invención se usa
en un separador centrífugo que tiene un eje vertical, pero,
naturalmente, también se puede usar en separadores centrífugos que
tienen un eje de accionamiento horizontal como en las
decantadoras.
Claims (8)
1. Un dispositivo de arrastre para un separador
centrífugo que tiene un rotor rotativo alrededor de un eje
rotacional, formando el rotor
- una cámara de entrada (5), en la que un tubo
de entrada (10) se abre para el suministro durante la operación de
una mezcla de componentes a separar, teniendo la cámara de entrada
(5) un agujero de salida (6) en una cierta posición axial en la
cámara de entrada (5),
- una cámara de separación (3), que comunica con
el agujero de salida (6) de la cámara de entrada (5) mediante al
menos un canal de flujo (7) pero de otro modo está separada de la
cámara de entrada (5) por medio de una pared divisoria (4), que
rodea el eje rotacional y tiene una extensión axial y cuyo interior
delimita la cámara de entrada radialmente hacia fuera, y
- al menos una salida (21) para un componente
separado durante la operación,
estando dispuesto el dispositivo de arrastre en
la cámara de entrada (5) fijamente conectado a una parte que gira
con el rotor y que se extiende axialmente a lo largo de
sustancialmente toda la longitud axial de la cámara de entrada (5) e
incluye al menos un elemento conductor de líquido que tiene dos
superficies delimitadoras axiales (17, 18), de las que una (17) se
gira axialmente hacia y la otra (18) se gira axialmente alejándose
del agujero de salida (6) de la cámara de entrada (5), y que se
extienden radial y circunferencialmente en la cámara de entrada (5)
y están situadas al menos parcialmente en una parte de la cámara de
entrada (5), que durante la operación se llena de líquido, teniendo
el elemento conductor de líquido un borde radial interior (19),
sobre el que puede fluir líquido durante la operación cuando el
nivel de líquido en la cámara de entrada (5) está situado
radialmente dentro de este borde (19), y al menos un paso de flujo
(20) dispuesto en la cámara de entrada (5) cerca del interior
radial de la pared divisoria (4),
caracterizado
porque una de las superficies delimitadoras que
mira en dirección contraria al agujero de salida (6) de la cámara de
entrada (5) incluye una porción superficial, que durante la
operación está situada al menos parcialmente en una parte de la
cámara de entrada (5) que se llena de líquido, y que en dirección
circunferencial se extiende axialmente de tal forma que la porción
superficial vista en la dirección rotacional se extienda hacia el
agujero de salida (6) de la cámara de entrada (5).
2. Un dispositivo de arrastre según la
reivindicación 1, caracterizado porque la extensión axial en
la dirección circunferencial es más 0,5 mm por revolución, pero
menos de 100 mm por revolución.
3. Un dispositivo de arrastre según la
reivindicación 1 o 2, caracterizado porque dicha porción
superficial consta de toda la superficie delimitadora (18), que se
gira axialmente alejándose del agujero de salida (6) de la cámara de
entrada (5) y porque la extensión axial en la dirección
circunferencial es la misma a lo largo de toda esta superficie
delimitadora (18).
4. Un dispositivo de arrastre según la
reivindicación 3, caracterizado porque las dos superficies
delimitadoras (17, 18) son sustancialmente planas.
5. Un dispositivo de arrastre según cualquiera
de las reivindicaciones anteriores,
caracterizado porque las dos superficies
delimitadoras (17, 18) son paralelas.
6. Un dispositivo de arrastre según la
reivindicación 3, 4 o 5, caracterizado porque las superficies
delimitadoras (17, 18) se extienden en la dirección circunferencial
en un recorrido de forma helicoidal al menos una revolución
alrededor del eje rotacional.
7. Un dispositivo de arrastre según cualquiera
de las reivindicaciones anteriores,
caracterizado porque el paso de flujo es
anular y rodea el eje rotacional.
8. Un dispositivo de arrastre según cualquiera
de las reivindicaciones anteriores,
caracterizado porque está dispuesto para
arrastrar líquido en una cámara de entrada (5), que tiene un extremo
axial, en la que el tubo de entrada (10) se abre y en la que se
encuentra el agujero de salida (6).
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