ES2316069T3 - Disposicion controlable de soplado de gas para aparatos de lecho de chorro. - Google Patents
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Abstract
Disposición controlable de soplado de gas para aparatos de lecho de chorro con al menos una pared de entrada de chorro (3) y una pared de reflujo de chorro (4) opuesta a la pared de entrada de chorro (3), que consta de al menos un cilindro (5) dispuesto de forma giratoria en torno a un eje longitudinal (7) en la zona inferior de la cámara de fluidización (1) del aparato de lecho de chorro entre la pared de entrada de chorro (3) y la pared de reflujo de chorro (4), caracterizada porque el cilindro (5) tiene una superficie de base en forma de leva, en que el contorno perimetral de la superficie de base en forma de leva se presenta como una zona en forma de arco de circunferencia (6), orientada hacia la pared de reflujo de chorro (4), a través de cuyo centro de circunferencia discurre el eje longitudinal (7), y como una zona (8) que sobresale más allá del arco de circunferencia, orientada hacia la zona inferior de la pared de entrada de chorro (3), de tal modo que mediante giro del cilindro (5) en torno al eje longitudinal (7) se forma entre la zona prominente (8) del cilindro (5) y la zona inferior de la pared de entrada de chorro (3) una ranura de anchura modificable, mientras que la zona en forma de arco de circunferencia (6), orientada hacia la pared de reflujo de chorro (4), del cilindro (5) está situada sin huecos adyacentemente a la pared de reflujo de chorro (4).
Description
Disposición controlable de soplado de gas para
aparatos de lecho de chorro.
La invención se refiere a una disposición
controlable de soplado de gas para aparatos de lecho de chorro. Es
en particular aplicable en aparatos alargados rectangulares, cuya
zona de soplado está conformada en forma de acanaladura y que tienen
una pared de entrada de chorro inclinada lateralmente hacia fuera y
opuesta a ésta una pared de reflujo de chorro dado el caso también
inclinada lateralmente hacia fuera. La invención puede aplicarse
tanto en aparatos de lecho de chorro unilaterales como también
bilaterales.
A partir del documento DE 100 04 939 C1 es
conocida previamente una disposición de soplado de gas del tipo en
cuestión para aparatos de lecho de chorro para la fluidización de
materiales de estructura ampliamente arbitraria y diferentes en sus
dimensiones de partículas así como en sus masas de partículas. La
disposición controlable de soplado de gas consta de un cilindro
circular dotado de perforaciones para el paso de gas de
fluidización, cuyo cilindro está dispuesto, horizontalmente y de
forma giratoria en torno a su eje longitudinal, en la zona inferior
de la cámara de fluidización del aparato de lecho de chorro entre la
pared de entrada de chorro orientada hacia fuera respecto a la
vertical y la pared de reflujo de chorro opuesta a la pared de
entrada de chorro. Mediante giro del cilindro puede modificarse la
sección transversal efectiva de las perforaciones para el gas de
fluidización que entra en la cámara de fluidización y a través de
ello puede controlarse la cantidad de gas de fluidización que entra
en la cámara de fluidización. La disposición controlable de soplado
de gas conocida a partir del documento DE 100 04 939 C1 con un
cilindro circular dispuesto en la zona inferior de la cámara de
fluidización entre la pared de entrada de chorro y la pared de
reflujo de chorro, cuyo cilindro tiene perforaciones y puede girar
en torno a su eje longitudinal, se aplica para el control del gas
de fluidización que entra en un equipamiento de lecho de chorro
también para el aparato de lecho de chorro descrito en el documento
DE 101 62 781 A1 con al menos dos zonas de proceso así como para el
aparato de lecho de chorro descrito en el documento DE 103 22 062 A1
para la aplicación de líquidos en un flujo de material sólido.
Es desventajoso en la disposición controlable de
soplado de gas descrita que debido a la forma geométrica de bordes
agudos de las perforaciones, atravesadas por el gas de fluidización,
del cilindro aparecen desviaciones y turbulencias, ligadas a
pérdidas de presión, en el gas de fluidización, y que como
consecuencia de ello se llega a deposiciones de polvo producido
durante el proceso en la zona de la disposición controlable de
soplado de gas, a través de lo cual se obstaculiza el giro del
cilindro y queda perjudicado el funcionamiento de la disposición
controlable de soplado de gas.
La invención tiene por ello como base la tarea
de mejorar la disposición de soplado de gas para aparatos de lecho
de chorro descrita, en el sentido de evitar las desventajas de esta
solución.
Esta tarea es resuelta conforme a la invención
mediante una disposición controlable de soplado de gas que tiene
las características de la primera reivindicación. Perfeccionamientos
ventajosos de la disposición controlable de soplado de gas conforme
a la invención se describen en las reivindicaciones subordinadas. La
disposición controlable de soplado de gas tiene un cilindro
giratorio en torno a un eje longitudinal con una superficie de base
en forma de leva, cuyo cilindro está dispuesto en la zona inferior
de la cámara de fluidización de un aparato de lecho de chorro entre
la pared de entrada de chorro y la pared de reflujo de chorro. El
contorno perimetral de la superficie de base, en forma de leva, del
cilindro tiene una zona en forma de arco de circunferencia, a
través de cuyo centro de circunferencia discurre el eje longitudinal
en torno al que está dispuesto de forma giratoria el cilindro, y
una zona que sobresale más allá del arco de circunferencia. El
cilindro está dispuesto de forma que la zona en forma de arco de
circunferencia del contorno perimetral de la superficie de base del
cilindro, que en lo que sigue se denomina más brevemente zona en
forma de arco de circunferencia del cilindro, está orientada hacia
la pared de reflujo de chorro y está situada sin huecos
adyacentemente a ésta, mientras que la zona, que sobresale más allá
del arco de circunferencia, de la superficie de base del cilindro,
que en lo que sigue se denomina más brevemente zona prominente del
cilindro, está orientada en dirección a la zona inferior de la
pared de entrada de chorro, y mediante giro del cilindro en torno al
eje longitudinal se forma una ranura de anchura modificable entre
la zona prominente del cilindro y la zona inferior de la pared de
entrada de chorro. En este caso, la zona prominente del cilindro
debería estar situada, al menos en una posición de giro, sin huecos
adyacentemente a la zona inferior de la pared de entrada de chorro.
En esta posición de giro del cilindro, la aportación de gas de
fluidización a la cámara de fluidización está bloqueada. Mediante
giro del cilindro en torno al eje longitudinal, en que el sentido de
giro se escoge convenientemente de modo que la zona prominente del
cilindro se mueva en dirección a la cámara de fluidización, se forma
entre la zona prominente del cilindro y la zona inferior de la
pared de entrada de chorro una ranura para la entrada del gas de
fluidización en la cámara de fluidización. La anchura de la ranura y
con ello la cantidad de gas de fluidización que entra en la cámara
de fluidización depende del ángulo de giro. La zona en forma de arco
de circunferencia del cilindro está situada entonces sin huecos
adyacentemente a la pared de reflujo de chorro. La conformación
según la invención de la disposición de soplado de gas no tiene en
la zona de paso del gas de fluidización una forma geométrica con
bordes agudos, de modo que se evitan desviaciones de flujo abruptas
y turbulencias del gas de fluidización ligadas a pérdidas de
presión, como consecuencia de las cuales se llega a deposiciones de
polvo en la zona de la disposición de soplado de gas. El contorno
ampliamente redondeado de la disposición controlable de soplado de
gas permite también para velocidades altas de flujo del gas de
fluidización cambios de carga rápidos, sin que se provoquen con ello
oscilaciones del equipamiento.
Un perfeccionamiento preferido de la disposición
controlable de soplado de gas conforme a la invención consiste en
aplanar al menos por un lado el contorno perimetral de la superficie
de base en forma de leva del cilindro entre la zona en forma de
arco de circunferencia y la zona que sobresale más allá del arco de
circunferencia. A través de ello se consigue que al girar el
cilindro en torno al eje longitudinal el cilindro pueda adoptar al
menos una posición de giro en la que existe una ranura tanto entre
la zona inferior de la pared de entrada de chorro y el cilindro como
también entre la pared de reflujo de chorro y el cilindro. El
cilindro puede ser rodeado en esta posición de giro por todos lados
por gas y así ser limpiado en caso necesario.
La disposición controlable de soplado de gas
conforme a la invención garantiza así un funcionamiento largo y sin
perturbaciones, sin que se hagan necesarios trabajos de
mantenimiento laboriosos para la limpieza de la disposición de
soplado de gas. Adherencias de polvo de partículas al cilindro, que
se produzcan dado el caso, pueden ser retiradas rápidamente y sin
problemas.
Es conveniente disponer una acanaladura debajo
de la pared de entrada de chorro. La zona prominente del cilindro
forma entonces en unión activa con esta acanaladura mediante giro
del cilindro la ranura para el paso del gas de fluidización a la
cámara de fluidización. Una posibilidad para la conformación de la
acanaladura consiste en dejar que la zona inferior de la pared de
entrada de gas termine en esta acanaladura.
Para actuar de forma selectiva sobre la
conformación del lecho de chorro, para generar por ejemplo un lecho
de chorro estable en forma de rodillo sobre toda la longitud de la
cámara de fluidización del aparato de lecho de chorro, puede ser
conveniente conformar de modo diferente la aportación de gas de
fluidización a la cámara de fluidización sobre la longitud de la
cámara de fluidización. Esto puede conseguirse por ejemplo mediante
una ranura, de anchura diferente sobre la longitud de la cámara de
fluidización, para la entrada del gas de fluidización en la cámara
de fluidización entre la pared de entrada de chorro y la zona
prominente del cilindro. Una posibilidad de realizar esto consiste
en dotar a la acanaladura, dispuesta debajo de la pared de entrada
de chorro, en dirección a la cámara de fluidización de un borde de
terminación, y conformar este borde de terminación en forma de arco
con relación al eje longitudinal del cilindro. A través de ello se
produce mediante giro del cilindro en dirección a la cámara de
fluidización, entre la zona prominente del cilindro y el borde de
terminación, conformado en forma de arco, de la acanaladura una
ranura de diferente anchura con respecto al eje longitudinal del
aparato de lecho de chorro, para el paso del medio de
fluidización.
Puede ser conveniente además para determinados
casos de aplicación asignar de forma diferente, por ejemplo por
segmentos, la altura de la zona, que sobresale más allá del arco de
circunferencia, de la superficie de base del cilindro en la
dirección del eje longitudinal. También a través de ello puede
generarse en unión activa con una acanaladura adaptada a esta
conformación del cilindro una ranura, de diferente anchura sobre la
longitud del aparato de lecho de chorro, para el paso del medio de
fluidización al girar el cilindro. En este contexto puede ser
también ventajoso que la longitud del cilindro sea mayor que la
longitud de la cámara de fluidización y que el cilindro esté
dispuesto de forma desplazable en dirección longitudinal dentro del
aparato de lecho de chorro.
La invención se explicará a continuación más
detalladamente con ayuda de un ejemplo de realización.
Los dibujos asociados muestran en
la figura 1 el corte transversal de un aparato
de lecho de chorro esquemático con una disposición de soplado de gas
conforme a la invención, en
la figura 2 el corte transversal de una
disposición de soplado de gas conforme a la invención durante el
funcionamiento de lecho de chorro, en
la figura 3 el corte transversal de una
disposición de soplado de gas conforme a la invención con un lado
aplanado de cilindro durante el funcionamiento de lecho de chorro,
en
la figura 4 el corte transversal de una
disposición de soplado de gas conforme a la invención con un lado
aplanado de cilindro en posición de cierre, en
la figura 5 el corte transversal de una
disposición de soplado de gas conforme a la invención con un lado
aplanado de cilindro en una posición de giro para la limpieza de la
disposición de soplado de gas y en
la figura 6 el corte transversal de un aparato
de lecho de chorro bilateral esquemático con una disposición de
soplado de gas conforme a la invención.
El aparato de lecho de chorro mostrado en la
figura 1 tiene una cámara de fluidización 1 y una cámara de
distribución de gas 2 situada debajo. La cámara de fluidización 1
está limitada respecto a la cámara de distribución de gas 2 por una
pared de entrada de chorro 3, una pared de reflujo de chorro 4 y la
disposición de soplado de gas conforme a la invención. La pared de
entrada de chorro 3 y la pared de reflujo de chorro 4 están
inclinadas respecto a la vertical. La pared de entrada de chorro 3
termina hacia abajo en forma de acanaladura. La disposición
controlable de soplado de gas tiene la forma de un cilindro 5 con
superficie de base en forma de leva. El contorno perimetral de la
superficie de base en forma de leva del cilindro 5 tiene una zona en
forma de arco de circunferencia 6, a través de cuyo centro de
circunferencia discurre el eje longitudinal 7, en torno al cual
está dispuesto el cilindro de forma giratoria, y tiene una zona 8
que sobresale más allá del arco de circunferencia, en lo que sigue
denominada más brevemente zona prominente 8. El cilindro 5 está
dispuesto de tal modo que la zona en forma de arco de
circunferencia 6 del contorno perimetral de la superficie de base
del cilindro 5 está orientada hacia la pared de reflujo de chorro 4
y está situada sin huecos adyacentemente a ésta, mientras que la
zona prominente 8 de la superficie de base del cilindro 5 está
orientada en dirección a la zona inferior de la pared de entrada de
chorro 3. Mediante giro del cilindro 5 en torno al eje longitudinal
7 se produce en función del ángulo de giro una ranura de anchura
modificable, entre la zona prominente 8 del cilindro 5 y la pared
de entrada de chorro 3 que termina en forma de acanaladura. Al menos
en una posición de ángulo de giro del cilindro 5, el lado en forma
de leva 8 del cilindro 5 está situado de forma estrechamente
adyacente por una línea a la pared de entrada de chorro 3, como
muestra la figura 4. Junto a la pared de reflujo de chorro 4 está
colocada una disposición de guía 9 para el gas, cuya disposición
rodea parcialmente la zona en forma de arco de circunferencia 6 del
cilindro 5.
La pared de entrada de chorro 3, la pared de
reflujo de chorro 4 y el cilindro 5 están dispuestos de tal modo
que se produce una entrada lateral del gas de fluidización 10 en la
cámara de fluidización 1. El gas de fluidización 10 sale de la
cámara de distribución de gas 2 a través de la ranura entre la zona
prominente 8 del cilindro 5 y la pared de entrada de chorro 3,
hacia la cámara de fluidización 1. Mediante giro del cilindro 5 en
torno al eje longitudinal 7 puede modificarse la anchura de la
ranura entre la zona prominente 8 del cilindro 5 y la pared de
entrada de chorro 3 para el flujo de paso del gas de fluidización
10. La velocidad de flujo y la cantidad del gas de fluidización 10
que entra en la cámara de fluidización 1 pueden controlarse con ello
de tal modo que se produzca un lecho de chorro estable en forma de
rodillo dentro de la cámara de fluidización 1. La acción sobre el
flujo de gas de fluidización 10 mediante giro del cilindro 5 es en
este caso tan efectiva que también pueden eliminarse por regulación
pequeñas perturbaciones del lecho de chorro.
Las partículas del material a fluidizar, que
como consecuencia de oscilaciones de presión caen hacia abajo, se
acumulan en la pared de entrada de chorro 3 que termina hacia abajo
en forma de acanaladura, y son devueltas al lecho de chorro por el
gas de fluidización 10. La conformación de la disposición de soplado
de gas conforme a la invención impide, al evitar consecuentemente
contornos de borde agudo en el recorrido de flujo del gas de
fluidización 10, ampliamente la aparición de deposiciones que
impiden la entrada de gas en la cámara de fluidización o
respectivamente perjudican el funcionamiento de la disposición
controlable de soplado de gas.
En las figuras 3, 4 y 5 se muestra un
perfeccionamiento ventajoso de la disposición controlable de soplado
de gas conforme a la invención. En este perfeccionamiento, el
contorno de la superficie de base del cilindro 5 tiene un segmento
aplanado II entre la zona en forma de arco de circunferencia 6 y la
zona prominente 8. Mediante giro del cilindro 5 en torno al eje
longitudinal 7, el cilindro 5 puede ser llevado a una posición en la
que existe una ranura tanto entre la zona inferior de la pared de
entrada de chorro 3 y el cilindro 5 como también entre la pared de
reflujo de chorro 4 y el cilindro 5. El cilindro 5 puede ser rodeado
por todos lados por gas en esta posición de giro y limpiado así en
caso necesario. En la figura 5 se muestra esta posición de ángulo de
giro del cilindro 5.
La figura 6 muestra un aparato de lecho de
chorro realizado bilateralmente con una disposición de soplado de
gas conforme a la invención.
Claims (9)
1. Disposición controlable de soplado de gas
para aparatos de lecho de chorro con al menos una pared de entrada
de chorro (3) y una pared de reflujo de chorro (4) opuesta a la
pared de entrada de chorro (3), que consta de al menos un cilindro
(5) dispuesto de forma giratoria en torno a un eje longitudinal (7)
en la zona inferior de la cámara de fluidización (1) del aparato de
lecho de chorro entre la pared de entrada de chorro (3) y la pared
de reflujo de chorro (4), caracterizada porque el cilindro
(5) tiene una superficie de base en forma de leva, en que el
contorno perimetral de la superficie de base en forma de leva se
presenta como una zona en forma de arco de circunferencia (6),
orientada hacia la pared de reflujo de chorro (4), a través de cuyo
centro de circunferencia discurre el eje longitudinal (7), y como
una zona (8) que sobresale más allá del arco de circunferencia,
orientada hacia la zona inferior de la pared de entrada de chorro
(3), de tal modo que mediante giro del cilindro (5) en torno al eje
longitudinal (7) se forma entre la zona prominente (8) del cilindro
(5) y la zona inferior de la pared de entrada de chorro (3) una
ranura de anchura modificable, mientras que la zona en forma de arco
de circunferencia (6), orientada hacia la pared de reflujo de chorro
(4), del cilindro (5) está situada sin huecos adyacentemente a la
pared de reflujo de chorro (4).
2. Disposición controlable de soplado de gas
según la reivindicación 1, caracterizada porque al menos una
de las zonas laterales (11) del contorno perimetral de la superficie
de base en forma de leva está aplanada, de modo que al girar el
cilindro (5) existe al menos una posición del cilindro (5) en la que
hay una ranura tanto entre la zona inferior de la pared de entrada
de chorro (3) y el cilindro (5) como también entre la pared de
reflujo de chorro (4) y el cilindro (5).
3. Disposición controlable de soplado de gas
según la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque en torno
a la zona en forma de arco de circunferencia (6), orientada hacia la
pared de reflujo de chorro (4), del cilindro (5) están dispuestas
una o más disposiciones de guía (9) para el gas de fluidización.
4. Disposición controlable de soplado de gas
según la reivindicación 3, caracterizada porque al menos una
disposición de guía (9) para el gas de fluidización está situada en
dirección longitudinal sin huecos adyacentemente a la zona en forma
de arco de circunferencia (6) del cilindro (5).
5. Disposición controlable de soplado de gas
según una de las reivindicaciones 1 hasta 4, caracterizada
porque la zona prominente (8) del cilindro (5) está en unión activa
con la pared interior de una acanaladura dispuesta debajo del
cilindro (5) de tal modo que al menos en una posición del cilindro
(5) giratorio la zona prominente (8) del cilindro (5) está situada
de forma estrechamente adyacente al menos por una línea a la pared
interior de la acanaladura y mediante giro del cilindro (5) en torno
al eje longitudinal (7) se forma una ranura de anchura modificable
entre la zona prominente (8) del cilindro (5) y la pared interior de
la acanaladura.
6. Disposición controlable de soplado de gas
según la reivindicación 5, caracterizada porque la pared de
entrada de chorro (3) termina hacia abajo en la acanaladura
dispuesta debajo del cilindro (5).
7. Disposición controlable de soplado de gas
según la reivindicación 5 ó 6, caracterizada porque el borde
de terminación, situado en dirección a la pared de entrada de chorro
(3), de la acanaladura, por encima de la línea de contacto a lo
largo de la cual la zona prominente (8) del cilindro (5) está
situada de forma estrechamente adyacente por una línea a la pared
interior de la acanaladura, está conformado en forma de arco con
relación al eje longitudinal (7) del cilindro (5), de tal modo que
mediante giro del cilindro (5) en torno al eje longitudinal (7) se
forma una ranura, de anchura diferente a lo largo del eje
longitudinal (7) del cilindro (5), entre la zona prominente (8) del
cilindro (5) y el borde de terminación de la acanaladura.
8. Disposición controlable de soplado de gas
según una de las reivindicaciones 1, 2, 3 ó 4, caracterizada
porque la altura de la zona (8), que sobresale más allá del arco de
circunferencia, del contorno de la superficie de base del cilindro
(5) es variable en la dirección del eje longitudinal (7) del
cilindro (5).
9. Disposición controlable de soplado de gas
según la reivindicación 8, caracterizada porque la longitud
del cilindro (5) es mayor que la longitud de la cámara de
fluidización (1) del aparato de lecho de chorro y el cilindro (5)
está dispuesto en el aparato de lecho de chorro de forma desplazable
en dirección longitudinal.
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