ES2353459T3 - Un método y un dispositivo para limpiar un separador centrífugo. - Google Patents

Abstract

Un método para limpiar un separador centrífugo que tiene por objeto separar una mezcla líquida que contiene partículas sólidas en una fase de líquido, que está sustancialmente libre de partículas sólidas y que tiene una viscosidad relativamente baja, y una fase de concentrado, que es rica en partículas sólidas y que tiene una viscosidad relativamente alta y una densidad mayor que la fase de líquido, cuyo separador centrífugo incluye un rotor (1, 2) que puede girar alrededor de un eje giratorio central (4) y que tiene una entrada (13) para dicha mezcla, una salida (32) para dicha fase de líquido y una salida (12) para dicha fase de concentrado, y en cuyo separador centrífugo - el rotor delimita un espacio de líquido de proceso que incluye al menos una cámara de separación (5), que tiene un espacio de liquido (6) para la fase de líquido separada y un espacio de concentrado (7) para la fase de concentrado separada, una cámara de salida de líquido (28), que se comunica con dicho espacio de líquido y una cámara de salida de concentrado (17), a través de la que al menos un paso de concentrado (19, 21, 23) se comunica con dicho espacio de concentrado (7), - dicho paso de concentrado (19, 21, 23) se extiende a través de un dispositivo de vórtice (20) que se adapta a una propia caída de presión sin modificación para admitir un mayor flujo pasante de la fase de concentrado que tiene una viscosidad relativamente mayor que la fase de concentrado que tiene una viscosidad relativamente baja, y - un miembro de salida de concentrado (12), que no se adapta para girar junto con el rotor (1, 2), que se extiende dentro de la cámara de salida de concentrado (17) para descargar la fase de concentrado separada fuera del rotor, caracterizado por que - el líquido de limpieza se introduce dentro del rotor hasta una parte del espacio de líquido de proceso del rotor distinto a dicha cámara de salida de concentrado (17), - el líquido de limpieza se transfiere desde dicha otra parte del espacio de líquido de proceso del rotor hasta la cámara de salida de concentrado (17) a través de una trayectoria distinta que atravesar dicho dispositivo de vórtice (20) y - el líquido de limpieza se retira de la cámara de salida de concentrado (17) y se conduce fuera del rotor a través de dicho miembro de salida de concentrado (12).

Description

El documento US-A-4.311.270 describe un separador centrífugo que tiene por objeto dividir una mezcla líquida que contiene sólidos en una fase de líquido, que está sustancialmente libre de sólidos y que tiene una viscosidad relativamente baja, y una fase de concentrado, que es rica en sólidos y que tiene una viscosidad relativamente alta. El separador centrífugo comprende un rotor, que puede girar alrededor de un eje giratorio central y que tiene una entrada para dicha mezcla, una salida para dicha fase de líquido y una salida para dicha fase de concentrado. La característica del separador centrífugo de acuerdo con el documento US-A-4.311.270 es que su rotor tiene en su salida para la fase de concentrado un dispositivo de vórtice, que tiene la propiedad de que puede mantener la viscosidad sustancialmente constante de la fase de concentrado que fluye a través del mismo y fuera del rotor. Por tanto, si la viscosidad de la fase de concentrado que fluye fuera tiende a aumentar, el dispositivo de vórtice saca automáticamente un mayor flujo de la fase de concentrado, y si la viscosidad tiende a disminuir, un menor flujo de la fase de concentrado se saca del rotor. Por lo que, el dispositivo de vórtice puede formarse de tal manera que se obtenga siempre una viscosidad deseada de la fase de concentrado separada dentro y fuera del rotor.

Una realización del separador centrífugo de acuerdo con el documento US-A-4.311.270, que se ha usado en la práctica, es aquella mostrada en la Figura 3 de dicho documento US-A-4.311.270. Este se usa por ejemplo, para la separación de levadura. En un separador centrífugo de este tipo la parte radialmente más externa de la cámara de separación de rotor, el denominado espacio de concentrado, en el que la levadura separada se acumula durante la operación del rotor, se comunica constantemente con una cámara central en el rotor, la denominada cámara de concentrado, desde donde la levadura se descarga fuera del rotor a través de un denominado miembro separador. Se coloca al menos uno del denominado tubo concentrado conecta el espacio de concentrado con la cámara de concentrado y en la parte radialmente más interna del tubo de concentrado un dispositivo de vórtice del tipo descrito previamente, de manera que la levadura puede pasar a través del mismo antes

de entrar a la cámara de concentrado.

Un problema que se ha divisado con respecto a un separador centrífugo de este tipo es que las partes del rotor y ciertos conductos del proceso fuera del rotor aguas abajo del mismo no se limpian suficientemente en una limpieza realizada de forma convencional del separador centrífugo durante el giro del rotor. Durante una limpieza de este tipo el líquido de limpieza se suministra continuamente a través de la entrada del rotor para la mezcla que tiene que tratarse dentro del rotor, descargándose el líquido de limpieza desde el rotor a través de las salidas del rotor ordinarias para la fase de líquido separada y para la fase de concentrado separada, respectivamente. El problema que se ha divisado tiene que ver con las trayectorias de flujo para la fase de concentrado separada, que no se han limpiado hasta una media deseada ni tampoco dentro del rotor ni aguas abajo del mismo.

La razón para el problema es que dicho dispositivo de vórtice tiene la propiedad de que se desea durante la separación normal pero no en conexión con la limpieza del separador centrífugo-que reduce un flujo pasante de líquido y la viscosidad del líquido disminuye. Puesto que el líquido de limpieza tiene una viscosidad sustancialmente menor que la fase de concentrado que pasa normalmente a través del dispositivo de vórtice, el flujo resultante del líquido de limpieza en las trayectorias de flujo de la fase de concentrado se vuelven indeseablemente bajas, lo que conlleva a una limpieza insuficiente de estas trayectorias de flujo. Se ha observado en algunos casos que el flujo del líquido de limpieza a través de las trayectorias de flujo relevantes sólo ha sido aproximadamente el 30% del flujo normal de la fase de concentrado durante la separación.

El problema que aquí respecta no surge, por supuesto, sólo en conexión con la realización de un separador centrífugo como se ha mencionado anteriormente. En cualquier separador centrífugo, cuyo rotor tiene un dispositivo de vórtice de un tipo u otro colocado en la trayectoria de flujo para una fase de concentrado líquida entre un denominado espacio de concentrado y una denominada cámara de concentrado, surgirá el problema, por tanto, también por ejemplo en un rotor provisto de un dispositivo de vórtice del tipo que puede observarse a partir de los documentos DE 36 13 335 C1 o DE 36 35 059 C1.

El documento US-A-5104371 describe un método y una disposición para limpiar un separador centrífugo diseñado para separar dos componentes líquidos, por ejemplo, cuando se limpian aguas que contienen aceites. El líquido de limpieza se bombea dentro de la cámara de separación del rotor del separador centrífugo y se retira de cada una de las dos cámaras de salida de líquido mediante dispositivos de descarga estacionarios con algo del líquido de limpieza descargado conduciéndose directamente de regreso a la entrada del rotor.

El objeto de la presente invención es solucionar el problema de la limpieza insuficiente de un separador centrífugo que tiene por objeto la división de una mezcla líquida que contiene sólidos en una fase de líquido, que está sustancialmente libre de sólidos y que tiene una viscosidad relativamente baja, y una fase de concentrado, que es rica en sólidos y que tiene una viscosidad relativamente alta y una densidad mayor que la fase de líquido, cuyo separador centrífugo comprende un rotor, que puede girar alrededor de un eje giratorio central y que tiene una entrada para dicha mezcla, una salida para dicha fase de líquido y una salida para dicha fase de concentrado, y en cuyo separador centrífugo

-

el rotor delimita un espacio líquido de proceso que comprende al menos

una cámara de separación, que tiene un espacio de liquido para separar

la fase de líquido y un espacio de concentrado para separar la fase de

concentrado, una cámara de salida de líquido, que se comunica con

dicho espacio de líquido y una cámara de salida de concentrado, a

través de la que se comunica al menos un paso de concentrado con

dicho espacio de concentrado,

-

dicho paso de concentrado se extiende a través de un dispositivo de

vórtice que se adapta tras la caída de presión no modificada a través del

mismo para admitir un mayor flujo pasante de la fase de concentrado

que

tiene una viscosidad relativamente mayor que la fase de

concentrado que tiene una viscosidad relativamente baja, y

-

un miembro de salida de concentrado, que no se adapta para girar junto

con el rotor, se extiende dentro de la cámara de salida de concentrado

para descargar la fase de concentrado separada del rotor.

El objeto de la presente invención puede conseguirse por que

-

el líquido de limpieza se introduce dentro del rotor hasta una parte de

dicho espacio líquido de proceso del rotor distinto a dicha cámara de

salida de concentrado,

-

el líquido de limpieza se transfiere desde dicha otra parte del espacio de

liquido de proceso del rotor hasta la cámara de salida de concentrado

por una trayectoria distinta a la de atravesar dicho dispositivo de vórtice,

y

-

el líquido de limpieza se retira de la cámara de salida de concentrado y

se descarga fuera del rotor a través de dicho miembro de salida de

concentrado.

De esta forma el líquido de limpieza en una cantidad suficiente por

unidad de tiempo puede suministrarse a la cámara de salida de concentrado y desde la cual se bombea más allá a través del miembro de salida de concentrado hasta las trayectorias de flujo para la fase de concentrado aguas abajo del separador centrífugo.

Si se desea, puede introducirse el líquido de limpieza dentro del rotor por medio de un miembro de suministro particular, pero preferiblemente la entrada del separador centrífugo normal para la mezcla que tiene que tratarse en el rotor se usa para este propósito.

El líquido de limpieza puede transferirse al miembro de salida de concentrado desde dicha otra parte del espacio de líquido de proceso en el rotor de distintas formas. Por ejemplo, un miembro separador o similar, que se coloca centralmente en el rotor y que puede moverse de forma radial, puede usarse para moverse durante una operación de limpieza para entrar en contacto con el líquido de limpieza que se ha introducido dentro de dicha otra parte del espacio de líquido de proceso de rotor. Una salida de un miembro separador de este tipo puede adaptarse para conducir el líquido de limpieza separado de esta manera dentro de la cámara de salida de concentrado. Como alternativa, un miembro separador puede usarse para la transferencia del líquido de limpieza, que se coloque dentro del rotor pero que no se pueda mover de forma radial, la superficie libre de líquidos del líquido de limpieza en la dicha otra parte del espacio líquido de proceso del rotor en lugar de moverse de forma radial internamente hacia en el rotor hasta un nivel radialmente en el interior que en el que el líquido de proceso está presente durante la operación normal de separador centrífugo, es decir, durante una operación de separación.

Si la superficie libre del líquido de limpieza se mueve radialmente hacia dentro de la forma que se acaba de mencionar, no es seguro que un miembro separador tenga que usarse para la transferencia del líquido de limpieza hasta la cámara de salida de concentrado. Sino que, ventajosamente, un paso de transferencia puede formarse en el propio rotor, adaptado para conducir el líquido de limpieza directamente dentro de la cámara de salida de concentrado desde dicha otra parte del espacio líquido de proceso de rotor, cuando el líquido de limpieza alcanza radialmente hacia dentro dicho paso de transferencia.

Preferiblemente, el separador centrífugo incluye:

-

un miembro de salida de líquido, que se adapta para no girar junto con el

rotor y que se extiende dentro de la cámara de salida de líquido para

descargar la fase de líquido separada fuera del rotor, y

-

medios adaptados durante la operación normal del separador centrífugo

para mantener el líquido de proceso, es decir, la mezcla, fase de líquido

separada y fase de líquido concentrada, a niveles radiales

predeterminados en dicho espacio de líquido de proceso.

Por lo tanto, la invención puede usarse de tal manera que

-

se evite o se proporcione un flujo de salida del líquido de limpieza a

través de dicho miembro de salida de líquido de tal forma que dicha otra

parte del espacio líquido de proceso del rotor contendrá el líquido de

limpieza también radialmente hacia dentro del nivel predeterminado, en

el que el líquido de proceso está presente en su interior durante la

operación normal de separador centrífugo, y

-

que el líquido de limpieza, que está presente en dicha otra parte del

espacio líquido de proceso del rotor radialmente hacia dentro de dicho

nivel predeterminado, en el que el proceso líquido está presente en su

interior durante la operación normal de separador centrifugo, se

conduzca en el interior de la cámara de salida de concentrado de forma

distinta a atravesar el dispositivo de vórtice, por ejemplo, a través de un

paso de transferencia en un miembro separador estacionario o un paso

de transferencia formado en el propio rotor.

Dichos miembros de salida para la fase de líquido separada y la fase de

concentrado separada pueden ser de diferentes tipos. Preferiblemente, no son giratorios, incluso si los mismos pueden adaptarse en teoría a la descarga de la fase de líquido y de la fase de concentrado, respectivamente, fuera de rotor si giraran a una velocidad diferente de la velocidad de giro del rotor.

En un caso particular estos pueden no ser giratorios pero radialmente ajustables, es decir, moverse hacia y/o lejos del eje de giro del rotor. Por lo tanto, las superficies libres de líquido en la cámara de salida de líquido y en la cámara de salida de concentrado, respectivamente, se pueden ajustar a un nivel radial deseado por medio de los miembros de salida. Por tanto, de acuerdo con una realización de la invención, el miembro de salida en la cámara de salida del líquido puede situarse a un primer nivel radial durante una operación de separación pero pueden moverse más cerca del eje de giro del rotor cuando el separador centrífugo tiene que limpiarse, de manera que una superficie libre de líquidos del líquido de limpieza se obtendrá en la cámara de salida de líquido radialmente hacia dentro del nivel radial, en el que la fase de líquido separada estaba presente en su interior durante la operación de separación.

Si se desea, un miembro de salida del tipo mostrado en el documento WO 97/27946 puede usarse en una o en ambas de las cámaras de salida. Un miembro de salida de este tipo puede permitirse que flote sobre la superficie libre de líquidos en una cámara de salida. Después, si el flujo de salida del líquido a través del miembro de salida se regula, de manera que el líquido se acumular en el rotor y la superficie libre de líquidos en su interior se mueve más cerca del eje de giro del rotor, el miembro de salida seguirá automáticamente a la superficie libre de líquidos radialmente hacia dentro.

Para uso de la invención es suficiente, sin embargo, utilizar miembros de salida estacionarios convencionales y, en conexión con la limpieza del separador centrífugo, proporcionar o regular el flujo de salida del líquido de limpieza a través del miembro de salida en la cámara de salida para la fase de líquido separada.

La invención tiene que ver también con un separador centrífugo de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 4 caracterizado por que para la limpieza del separador centrífugo -un miembro de transferencia delimita al menos un paso de transferencia

o de líquido de limpieza separado, que conecta la cámara de salida de concentrado con la cámara de separación a través de una trayectoria distinta que los dispositivos de vórtice y que se extiende al menos parcialmente a un nivel radialmente en el interior que en el que se presenta el líquido de proceso, de manera que no fluirá el liquido de proceso a través del paso del liquido de limpieza durante la operación normal del separador centrífugo, y

-el rotor tiene paredes limitantes, que se forman de tal forma que cuando una parte del espacio de líquido de proceso del rotor distinto a la cámara de salida de concentrado se descarga con el liquido de limpieza, esta otra parte se admite que contenga el líquido de limpieza también radialmente en el interior del nivel en el que está presente el líquido de proceso en su interior durante la operación normal del separador centrífugo, de manera que se permite que el flujo del líquido de limpieza entre a través del paso de líquido de limpieza dentro de la cámara de salida de concentrado. Dicho miembro de transferencia puede ser estacionario y puede

soportarse dentro del rotor bien sea mediante una tubería de entrada estacionaria, a través de la que se introduce la mezcla dentro del rotor durante la separación normal, o bien por cualquiera de los miembros de salida para la descarga de la fase de líquido separada y la fase de concentrado separado, respectivamente. El miembro de transferencia podría después operarse de la misma forma que un miembro de salida estacionario y podría adaptarse para mover el liquido de limpieza fuera de un primer espacio en el rotor, por ejemplo, la cámara de salida para la fase de líquido separada, dentro de un segundo espacio en el rotor, es decir, la cámara de salida para la fase de concentrado separada.

Sin embargo, el miembro de transferencia se conecta preferiblemente con o constituye parte del rotor, de manera que puede girar junto con el mismo. En este caso, el paso de líquido de limpieza puede formarse por uno o más orificios a través de una partición en el rotor, que separa la cámara de salida de concentrado de algunas otras partes del espacio líquido de proceso del rotor.

La invención se describe en más detalle a continuación con referencia a los dibujos adjuntos.

El dibujo muestra en una sección axial una mitad de un rotor incluido en un separador centrífugo. El rotor tiene una parte superior 1 y una parte inferior 2, cuyas partes se conectan entre sí por medio de un anillo de retención 3. El rotor puede girar alrededor de un eje giratorio central 4.

Dentro del rotor existe una cámara de separación anular 5 delimitada, que tiene un espacio de fase de líquido situada centralmente 6 un espacio de concentrado situado de forma periférica 7. Una pila de discos de separación truncados 8 se dispone en la cámara de separación 5.

Centralmente en el rotor existe dispuesto un denominado distribuidor, que consiste en un cuello distribuidor 9a y una extremidad de distribución 9b. El cuello distribuidor 9a delimita una cámara de entrada 10 para recibir una mezcla líquida que tiene que tratarse en el rotor. Desde la parte de arriba se extiende dentro del rotor y dentro de la cámara de entrada 10 una tubería de entrada estacionaria 11 para dicha mezcla. A través de la tubería de entrada 11 se extiende una tubería de salida 12, que deberá describirse en más detalle más adelante. Dentro de la tubería de entrada 11 se forma alrededor de la tubería de salida 12 un canal de entrada 13, que se abre dentro de la cámara de entrada 10 a través de una abertura 14.

Entre la extremidad de distribución 9b y la porción más inferior de la parte del rotor 2 se disponen coaxialmente entre sí y con el rotor una partición superior truncada 15 y también una partición inferior trucada 16. Axialmente entre las particiones 15 y 16 se delimita una cámara de salida de concentrado anular 17, que se abre radialmente hacia dentro hacia el eje de giro del rotor. La tubería de salida mencionada anteriormente 12 se extiende desde el área del eje giratorio del rotor radialmente hacia fuera y dentro de la cámara de salida de concentrado 17. En la parte radialmente externa de la cámara de salida de concentrado la tubería de salida 12 se forma un denominado miembro separador que tiene una abertura 18, que se comunica con el interior de la tubería de salida y que en la cámara de salida de concentrado está orientado hacia una dirección opuesta a la dirección de giro del rotor.

Cada una de las varias tuberías de concentrado 19, que se distribuyen alrededor del eje de giro del rotor, se extiende desde el espacio de concentrado situado de forma periférica 7 a la cámara de separación radialmente hacia dentro y se abre dentro de un dispositivo de vórtice 20. Por tanto, existen tantos dispositivos de vórtices 20 como tuberías de concentrado 19, distribuidos alrededor del eje giratorio del rotor. Cada dispositivo de vórtice 20 delimita una cámara circular, cilíndrica 21, cuyo eje geométrico se extiende paralelo al eje de giro del rotor. La cámara 21 tiene una entrada 22, que se dirige tangencialmente a la cámara 21 y a la que se conecta la tubería del concentrado 19. La cámara 21 que se delimita axialmente por las dos paredes extremas, tiene adicionalmente una salida central 23 en forma de una abertura en una de estas paredes extremas, cuya salida 23 junto con una abertura en la partición 16 forma una conexión entre la cámara 21 y la cámara de salida de concentrado 17. El interior de una tubería de concentrado 19 y el interior del dispositivo de vórtice conectado a la misma, por tanto, forma un paso de concentrado que conecta el espacio de concentrado 7 con la cámara de concentrado 17.

Entre la extremidad de distribución 9b y dicha partición superior 15 existe un paso de entrada 24 formado para la mezcla que tiene que tratarse en la cámara de separación 5. El paso de entrada 24 se comunica en su parte radialmente interna con la cámara de entrada 10 y en la parte radialmente externa entre las tuberías de concentrado 19 con la cámara de separación 5. El paso de entrada 24 se comunica con la cámara de separación 5 también a través de varios orificios 25 en la extremidad de distribución 9b, distribuidos alrededor del eje giratorio 4 del rotor y situados axialmente opuestos a los denominados orificios de distribución 26 similares respectivos en los discos de separación 8.

El espacio de fase de líquido 6 situado centralmente en la cámara de separación se comunica a través del paso 27 con una cámara de salida de líquido 28. Entre el paso 27 y la cámara de salida 28 existe dispuesto un miembro anular 29, cuyo borde radialmente interno forma durante la operación del rotor una salida de desbordamiento para la fase liquida separada que fluye del paso 27 dentro de la cámara de salida 28.

Un miembro de salida de liquido estacionario 30 se extiende desde la parte de arriba dentro del rotor y radialmente hacia fuera dentro de la cámara de salida líquida 28 hasta un nivel radialmente fuera del nivel de la salida del desbordamiento, que se forma por el borde interno del miembro 29. En la cámara de salida 28 el miembro de salida 30 puede tener la forma de un denominado disco raspador, que en su periferia tiene varias aberturas de entrada distribuidas alrededor del eje giratorio del rotor.

La cámara de salida del líquido 48 está delimitada hacia arriba hasta el exterior del rotor por un miembro anular 31, cuyo borde radialmente interno se sitúa radialmente en el interior de la salida de desbordamiento formada por el borde interno del miembro 29. El miembro 31 hace así posible que una superficie libre de líquidos pueda mantenerse en la cámara de salida 28, cuando se hace girar el rotor, radialmente en el interior de dicha salida de desbordamiento entre el paso 27 y la cámara de salida 28. Esto puede obtenerse regulando o cerrando la salida de líquido a través del miembro de salida estacionario 30. En el dibujo se muestra esquemáticamente un conducto 32, que se conecta con el miembro de salida 30, y una válvula 33 dispuesta en este conducto, por medio de la cual un flujo a través del conducto puede regularse o detenerse completamente.

En la parte inferior del rotor la cámara de separación 5 se extiende radialmente hacia dentro, entre las tuberías del concentrado 19 y los dispositivos de vórtice 20 toda la trayectoria hasta un espacio axialmente por debajo de la partición inferior mencionada anteriormente 16. A través de la parte radialmente interna de la partición 16 se extiende un paso 34, que conecta la cámara de separación 5 con la cámara de salida de concentrado 17. El paso 34, que puede formarse por una o más aberturas, tiene por objeto el flujo pasante del líquido de limpieza en conexión con la limpieza del separador centrífugo mientras que el rotor se hace girar. La limpieza de este tipo se describirá más adelante.

En la parte radialmente más externa de la cámara de separación del rotor existe una salida adicional en forma de un número de canales de salida 35 que se extienden axialmente a través de la parte del rotor inferior 2 y se distribuyen alrededor del eje giratorio del rotor. Cada canal de salida 35 se cubre en su extremo sobre el exterior de la parte del rotor 2 por medio de un miembro de cierre 36, y una corredera de cierre anular que puede moverse axialmente 37 soporta tales miembros de cierre 36 opuesto a los respectivos canales de salida 35. La corredera 37 se mantiene en su posición, en la que los canales de salida 35 están cerrados por los medios de cierre 36, por medio de muelles 38 que se soportan por una placa 39, que se sujeta a la parte del rotor

2. Entre la corredera 37 y la parte de rotor 2 existe formada una denominada cámara de abertura 40, a través de la que un canal 41 puede cargarse con el líquido o con aire presurizado para mover la corredera 37 hasta una posición en la que se descubren los canales de salida. La cámara de abertura 40 en su periferia tiene al menos una abertura de drenaje fuertemente regulada 42.

El dibujo muestra tres líneas discontinuas verticales A, B y C que representan tres niveles radiales en el rotor. Durante la operación normal de separador centrífugo, es decir, durante una operación de separación, una superficie libre de líquidos está presente en le paso de líquido 37 en el nivel A, es decir, en el nivel radial de la salida de desbordamiento formada por el miembro anular 29. En la parte de la cámara de separación 5, que se sitúa axialmente por debajo de la partición 16 radialmente en el interior de los dispositivos de vórtice 20, existe situado durante una operación de separación una superficie libre de líquidos en el nivel radial B. Durante una operación de limpieza puede situarse una superficie libre de líquidos en la cámara de salida 28 así como en la parte de la cámara de separación 5, que se sitúa en la partición 16, en el nivel radial C, sino o solo una pequeña cantidad de líquido se conduce fuera de la cámara de salida 28 a través del miembro de salida estacionaria 30.

El separador centrífugo descrito anteriormente funciona de la siguiente manera durante una operación de separación, en la que una mezcla líquida que contiene sólido se divide en una fase de líquido, que está sustancialmente libre de sólidos y que tiene una viscosidad relativamente baja y una fase de concentrado, que es rica en sólidos y que tiene una viscosidad relativamente alta. Los sólidos tienen una densidad que es mayor que aquella del líquido en el que están suspendidos.

El líquido que tiene que tratarse en el rotor después de que se ha girado se dirige dentro del rotor a través del canal de entrada 13 y fluye a través de la abertura 14 dentro de la cámara de entrada 10. Desde la cual la mezcla fluye también a través del paso de entrada 24 y de los orificios 25 dentro de la cámara de separación 5. La mezcla se distribuye entre los discos de separación 8 fluyendo axialmente hacia los orificios de distribución 26 en su interior.

Entre los discos de separación 8 los componentes de la mezcla se accionan por la fuerza centrífuga, moviéndose los sólidos lejos del eje de giro 4 del rotor y acumulándose en el espacio de concentrado 7, mientras que el líquido libre de partículas se mueve hacia el eje giratorio del espacio de fase de líquido 6.

La fase de líquido fluye también a través del paso de líquido 27 y a través de la salida de desbordamiento en el miembro 29 hasta la cámara de salida 28. A través del miembro de salida estacionario 30 se bombea líquido fuera de la cámara de salida 28 y también a través del conducto 32 fuera del rotor. El miembro de salida 30 tiene una capacidad de tal manera que puede descargar de forma segura toda la fase de líquido separada que entra a la cámara de salida 28 y mantiene una superficie libre de líquido en su interior, en la que se sitúa radialmente fuera de la salida de desbordamiento formada por el miembro anular 29.

Como una consecuencia del mismo se mantendrá una superficie libre de líquidos en el paso de líquido 27 por la salida de desbordamiento que se acaba de mencionar en el nivel radial A mencionado anteriormente.

Al igual que el paso del líquido 27 también el espacio en el rotor situado axialmente por debajo de la partición inferior 16 se comunica con la cámara de separación 5. En este espacio por debajo de la partición 16 existe también formado una superficie libre de líquido, pero esta se mantendrá en el nivel radial B mencionado anteriormente, es decir, de alguna forma más cercano al eje de giro del rotor que la superficie de líquido en el nivel A. La razón para esto es que, durante la separación, el líquido en todo momento fluirá radialmente hacia dentro en los interespacios entre los discos de separación 8 y surgirá una resistencia de flujo para este flujo. No existirá tal resistencia de flujo correspondiente en la trayectoria entre la parte radialmente externa de la cámara de separación 5 y dicho espacio por debajo de la partición 16, puesto que ningún líquido surgirá en esta trayectoria durante la separación.

Las partículas acumuladas en el espacio de fase de concentrado 7 forman junto con una pequeña cantidad de líquido una fase de concentrado que tiene una viscosidad relativamente elevada, que fluye a través de las tuberías del concentrado 19 hasta y dentro de los dispositivos de vórtice 20.

La fase de concentrado entra tangencialmente a cada cámara 21 de un dispositivo de vórtice respectivo, en el que un giro veloz llega a alcanzar el eje central de la cámara 21. La fase de concentrado se fuerza durante este giro hacia el centro de la cámara 21 y la abandona a través de la salida 23 y entra a la cámara de salida de concentrado 17.

La fase de concentrado que ha entrado a la cámara de salida 17 desde los diferentes dispositivos de vórtice se conduce fuera de la cámara de salida 17 por medio del miembro de salida de concentrado estacionario 12. La fase de concentrado forma una superficie libre de líquidos en la cámara de salida 17 en un nivel radial que se determina por la resistencia de flujo para la fase de concentrado en el miembro de salida 12 y en el conducto (no mostrado) al que el miembro de salida se conecta fuera del rotor. Normalmente, se mantiene una contrapresión para el flujo de salida de la fase de concentrado a través del miembro de salida 12 de tal manera que la superficie libre de líquidos en la cámara de salida 17 se mantendrá sólo a una pequeña distancia radialmente en el interior de la abertura de entrada 18 en el miembro de salida 17. De manera que un flujo suficientemente grande del concentrado puede llegar a través de las tuberías del concentrado 19 y de los dispositivos de vórtice 20, la superficie de líquido en la cámara de salida 17 se mantiene a una distancia sustancialmente radial hacia fuera de los niveles A y B.

En cuanto a la función de los dispositivos de vórtice 20, se hace referencia a la explicación detallada de los mismos en el documento US-A

4.311.270. Sólo la función principal de los dispositivos de vórtice tiene que mencionarse brevemente en la presente memoria.

La magnitud del flujo de un líquido que puede conseguirse a través de un dispositivo de vórtice del tipo descrito en este documento depende de la caída de presión, que se consigue a través de los dispositivos de vórtice y a la viscosidad de dicho líquido. Dentro de ciertos límites, que pueden determinarse para cada dispositivo de vórtice relevante, el dispositivo de vórtice a una cierta caída de presión a través de la cual admitirá a través de los mismos un gran flujo de un líquido que tiene una viscosidad relativamente mayor que un líquido que tiene una viscosidad relativamente menor. Estos significa que la si la viscosidad del liquido aumenta de alguna forma, el flujo pasante del líquido aumenta. Cuando la viscosidad del líquido disminuye después, también el flujo pasante del dispositivo de vórtice disminuye. El dispositivo de vórtice como se usa en el separador centrífugo descrito en la presente memoria constituye de esta manera un medio de autorregulación, a través del cual una viscosidad deseada puede mantenerse automáticamente durante una operación de separación de la fase de concentrado, que se separa en la cámara de separación de rotor y que deja al rotor después de haber pasado a través de dispositivo de vórtice.

Después de que haya finalizado una operación de separación el separador centrífugo puede limpiarse de la siguiente forma.

Después que se ha interrumpido el suministro de la mezcla al rotor, los canales de salida periféricos 35 del rotor se abren mediante el movimiento axial de la corredera 37, de manera que todo el contenido del rotor se vacía a través de estos canales de salida. Después de que estos canales de salida 35 se cierran nuevamente y se introduce el liquido de limpieza dentro del rotor a través del canal de entrada 13 en la tubería de entrada 11. El líquido de limpieza entra a la cámara de separación 5 a través de la cámara de entrada 10 y el paso de entrada 24. Parte del líquido de limpieza fluye a través de las tuberías del concentrado 19 y de los dispositivos de vórtice 20 dentro de la cámara de salida de concentrado 17, y otra parte fluye a través del paso de salida 27 hasta la cámara de salida 28. El líquido de limpieza se bombea fuera del rotor a través de las cámaras de salida 17 y 28 a través de los miembros de salida estacionarios 12 y 30, respectivamente. En esta etapa de la operación de limpieza las superficies libres de líquidos del líquido de limpieza se forman en el nivel A en el paso de salida 27 y en el nivel B en la parte de la cámara de separación situada axialmente por debajo de la partición 16. Las superficies libres de líquidos en las cámaras de salida 17 y 28 se forman sustancialmente en los mismos niveles que durante una operación de separación normal. Sin embargo, el flujo del líquido de limpieza dentro de la cámara de salida de concentrado 17 es sustancialmente menor que el flujo de la fase de concentrado separado durante una operación de separación normal. La razón para esto es que la viscosidad del líquido de limpieza es sustancialmente menor que aquella de la fase de concentrado separada y que, por lo tanto, los dispositivos de vórtice admiten a través de los mismos sólo un flujo bastante limitado del líquido de limpieza. En cuanto a la función de los dispositivos de vórtice se hace referencia a la descripción hecha anteriormente de los mismos. La consecuencia de esto es que la cámara de salida de concentrado 17 y las trayectorias de flujo para la fase de concentrado aguas abajo de las mismas, es decir, la tubería de salida 12 así como los conductos y equipos de proceso adicionales aguas abajo del rotor, se limpiarán relativamente de forma ineficaz. En contraste a esto, sin embargo, el miembro de salida 30 y las trayectorias de flujo para la fase de líquido separada se limpiarán muy eficazmente, puesto que la mayoría de la parte del líquido de limpieza suministrado dejará al rotor a través del miembro de salida 30.

Después de que el miembro de salida 30 y que el conducto de salida 32 se han limpiado por medio del flujo del líquido de limpieza a través del mismo, este flujo se regula por medio de la válvula 33. Según se necesite, la válvula 33 se cierra totalmente. Por lo tanto, la superficie libre de líquidos en la cámara de salida 28 se moverá radialmente hacia dentro en la cámara de salida 28 así como en el paso de salida 27 la superficie libre de líquidos se moverá a nivel C.

Más próximo que este al eje de giro 4 del rotor la superficie de líquido en la cámara de salida 28 no puede moverse, puesto que después este líquido de limpieza dejará al rotor a través del borde radialmente interno del miembro 31.

Cuando el flujo de salida del líquido de limpieza a través del conducto de salida 32 se regula o se interrumpe, la superficie libre del líquido de limpieza en la parte de la cámara de separación que está situado axialmente por debajo de la partición 16 se mueve también radialmente hacia dentro desde el nivel B hasta el nivel C. Por lo tanto, el líquido de limpieza fluirá dentro de la cámara de salida de concentrado 17 también a través del paso 34. Esto significa que ahora toda la cantidad del líquido de limpieza suministrado, si se desea, se suministra a la cámara de salida de concentrado 17 y puede bombearse fuera a través de la tubería de salida 12 y adicionalmente a través de los conductos y de los equipos del proceso aguas abajo del rotor. Por tanto, una limpieza eficaz puede conseguirse así de tales conductos y equipos de proceso.

También, el rotor se limpiará de forma eficaz internamente mediante la operación de limpieza descrita. En primer lugar, contribuyendo a esto está el movimiento de la superficie de líquido que ocurre en la cámara de salida 28 y el paso de salida 27, cuando el flujo de salida del líquido de limpieza se regula o se interrumpe por medio de la válvula 33. También una gran parte del exterior del miembro de salida 30 se limpiará de esta manera. En segundo lugar, contribuyendo a la limpieza del rotor internamente existirá el flujo de entrada del líquido de limpieza dentro de la cámara del concentrado 17 a través del paso 34. Por lo que, en concreto, el líquido de limpieza salpicará de forma eficaz en la cámara de salida y por lo tanto limpiará las paredes de la misma.

Si se desea, el flujo de salida líquido de limpieza a través del miembro de salida 12 puede regularse de forma ocasional, por ejemplo, por medio de una válvula similar a la válvula 33, de manera que la cámara de salida se carga durante un periodo corto de tiempo con un líquido de limpieza. Por lo tanto, incluso una gran parte del exterior del miembro de salida en la cámara de salida se limpiará de forma eficaz.

Puede observare que un flujo de entrada del líquido de limpieza dentro de la cámara seria el concentrado 17 a través del paso 34 no requiera necesariamente que el paso 34 se sitúe en un nivel radialmente fuera del nivel del borde radialmente interno del miembro 31, que delimita hacia arriba la cámara de salida 28. Si, en concreto, un cierto flujo del líquido de limpieza se mantiene fuera del rotor a través del miembro de salida 30, es posible suministrar una cierta cantidad del líquido de limpieza a la cámara de entrada 10 para desplazar la superficie libre de líquidos en el espacio por debajo de la partición 16 radialmente en el interior del nivel radial de dicho borde interno del miembro 31. La razón para esto es que un flujo de líquido radialmente hacia dentro en los interespacios entre los discos de separación 8 alcanza una resistencia de flujo que es mayor que aquella que alcanza un flujo desde la cámara de entrada 10 a través del paso de entrada 24 hasta y a través del espacio por debajo de la partición 16.

Se ha descrito anteriormente cómo la cámara de salida de concentrado 17 puede cargarse con el líquido de limpieza a través de un paso adicional 34 desde la cámara de separación del rotor. Esto es sólo una de las varias posibles realizaciones de la presente invención. Un paso correspondiente puede, en vez de, disponerse entre la cámara de salida de concentrado y alguna otra parte del espacio líquido de proceso del rotor. Por ejemplo, un paso

o canal de este tipo en vez de disponerse entre la cámara de salida de concentrado y la cámara de entrada 10 o la cámara de salida 28 para la fase de líquido separada.

También es posible adicionalmente dentro del alcance de la invención conseguir un paso para el líquido de limpieza por medio de un miembro de transferencia del líquido estacionario, que se soporte dentro del rotor por ejemplo, por medio del miembro de salida de concentrado 12 o de la tubería de entrada 12 o del miembro de salida de fase de líquido 30. Un paso que forma el miembro de transferencia de líquido estacionario de este tipo se adapta adecuadamente para tener que situarse radialmente en el interior de una superficie libre de líquido formada en el rotor durante una operación de separación normal, por ejemplo, en la cámara de entrada 10, pero tiene que situarse en un nivel radial de tal manera que se sumergirá en el líquido de limpieza cuando se suministre tal líquido de limpieza al rotor y se mueva radialmente hacia dentro la superficie libre de líquidos, como se ha descrito anteriormente en conexión con el movimiento de la superficie de líquido en el paso de salida 27 desde el nivel A hasta el nivel C. El miembro de transferencia de líquido de esta forma, similar a un miembro de salida, similar a los miembros de salida 12 y 30, puede conducir el líquido de limpieza desde el cuerpo del líquido giratorio relevante en el rotor a la cámara de salida de concentrado y

suministrarlo en el interior de la misma.

Claims (10)

1. REIVINDICACIONES

   1. Un método para limpiar un separador centrífugo que tiene por objeto separar una mezcla líquida que contiene partículas sólidas en una fase de líquido, que está sustancialmente libre de partículas sólidas y que tiene una viscosidad relativamente baja, y una fase de concentrado, que es rica en partículas sólidas y que tiene una viscosidad relativamente alta y una densidad mayor que la fase de líquido, cuyo separador centrífugo incluye un rotor (1, 2) que puede girar alrededor de un eje giratorio central (4) y que tiene una entrada

   (13)

   para dicha mezcla, una salida (32) para dicha fase de líquido y una salida

   (12)

   para dicha fase de concentrado, y en cuyo separador centrífugo -el rotor delimita un espacio de líquido de proceso que incluye al menos una cámara de separación (5), que tiene un espacio de liquido (6) para la fase de líquido separada y un espacio de concentrado (7) para la fase de concentrado separada, una cámara de salida de líquido (28), que se comunica con dicho espacio de líquido y una cámara de salida de concentrado (17), a través de la que al menos un paso de concentrado (19, 21, 23) se comunica con dicho espacio de concentrado (7), -dicho paso de concentrado (19, 21, 23) se extiende a través de un dispositivo de vórtice (20) que se adapta a una propia caída de presión sin modificación para admitir un mayor flujo pasante de la fase de concentrado que tiene una viscosidad relativamente mayor que la fase de concentrado que tiene una viscosidad relativamente baja, y -un miembro de salida de concentrado (12), que no se adapta para girar junto con el rotor (1, 2), que se extiende dentro de la cámara de salida de concentrado (17) para descargar la fase de concentrado separada fuera del rotor, caracterizado por que -el líquido de limpieza se introduce dentro del rotor hasta una parte del espacio de líquido de proceso del rotor distinto a dicha cámara de salida de concentrado (17), -el líquido de limpieza se transfiere desde dicha otra parte del espacio de líquido de proceso del rotor hasta la cámara de salida de concentrado (17) a través de una trayectoria distinta que atravesar dicho dispositivo de vórtice (20) y

   -el líquido de limpieza se retira de la cámara de salida de concentrado (17) y se conduce fuera del rotor a través de dicho miembro de salida de concentrado (12).

2. 2.

   Un método de acuerdo con la reivindicación 1 para limpiar un separador centrífugo, que incluye también -un miembro de salida del líquido (30), que no se adapta para girar junto con el rotor (1, 2) y que se extiende dentro de la cámara de salida de líquido (28) para descargar la fase de líquido separada fuera del rotor, y -medios adaptados durante la operación normal del separador centrífugo para mantener el líquido de proceso, es decir, mezcla de fase de líquido separada y la fase de concentrado separada, a niveles radiales predeterminados (A, B) en dicho espacio de líquido de proceso. caracterizado por que -se evita o se controla un flujo de salida de líquido a través de dicho miembro de salida de líquido (30) de tal forma que dicha otra parte del espacio de líquido de proceso del rotor contendrá el líquido de limpieza también radialmente en el interior del nivel predeterminado, en el que el líquido de proceso se presenta en su interior durante la operación normal de separador centrífugo, y -el líquido de limpieza, que está presente en dicha otra parte del espacio de líquido de proceso del rotor radialmente en el interior del nivel predeterminado, en el que dicho líquido de proceso está presente en su interior durante la operación normal del separador centrífugo, se conduce dentro de la cámara de salida de concentrado (17) una trayectoria (34) distinta a la de atravesar dicho dispositivo de vórtice (20).

3. 3.

   Un método de acuerdo con la reivindicación 2, en el que se impide un flujo de salida de líquido a través de dicho miembro de salida de líquido (3) hasta un grado de tal manera que dicha otra parte del espacio de líquido de proceso del rotor contendrá el líquido de limpieza también radialmente en el interior del nivel predeterminado, en el que está presente el líquido de proceso en su interior durante la operación normal del separador centrífugo.

4. 4.

   Un separador centrífugo que tiene por objeto dividir una mezcla líquida que contiene partículas sólidas en una fase de líquido, que está

   sustancialmente libre de partículas sólidas y que tiene una viscosidad relativamente baja, y una fase de concentrado, que es rica en partículas sólidas y que tiene una viscosidad relativamente alta, cuyo separador centrífugo comprende un rotor (1, 2), que puede girar alrededor de un eje de giro central

   (4)

   y que tiene una entrada (11) para dicha mezcla, una salida (32) para dicha fase de líquido y una salida (12) para dicha fase de concentrado, y en cuyo separador centrífugo -el rotor delimita un espacio de líquido de proceso que incluye al menos una cámara de separación (5), que tiene un espacio de liquido (6) para la fase de líquido separada y un espacio de concentrado (7) para la fase de concentrado separada, una cámara de salida de líquido (28), que se comunica con dicho espacio de líquido y una cámara de salida de concentrado (17), a través de la que al menos un paso de concentrado (19, 21, 23) se comunica con dicho espacio de concentrado (7), -cada uno de dichos pasos de concentrado (19, 21, 23) se extienden a través de un dispositivo de vórtice (20), que se adapta a una propia caída de presión sin modificación para admitir un mayor flujo pasante de la fase de concentrado que tiene una viscosidad relativamente mayor que la fase de concentrado que tiene una viscosidad relativamente baja, -varios dispositivos de vórtice (20) se distribuyen alrededor del eje de giro (4) del rotor, abriendo tangencialmente cada paso de concentrado (19, 21, 23) dentro de un dispositivo de vórtice, -un miembro de salida de líquido (30) que no se adapta para girar junto con el rotor (1, 2), que se extiende dentro de la cámara de salida del líquido (28) para descargar la fase de líquido concentrada, -un miembro de salida de concentrado (12), que no se adapta para girar junto con rotor (1, 2), que se extiende dentro de la cámara de salida de concentrado

   (17)

   para descargar la fase de concentrado separada, y -se disponen medios durante la operación normal del separador centrífugo para mantener el líquido de proceso, es decir, la mezcla de fase de líquido separada y fase de concentrado separada, a niveles radiales predeterminado en dicho espacio de líquido de proceso, caracterizado por que para limpiar el separador centrífugo -un miembro de transferencia (16) delimita al menos un paso de líquido de limpieza separado (34), que conecta el miembro de salida de concentrado (17)

   con la cámara de separación (5) a través de una trayectoria distinta a la que atraviesa los dispositivos de vórtice (20) y que se extiende al menos parcialmente a un nivel (C) radialmente en el interior en el que está presente el líquido de proceso, de manera que no ocurrirá el flujo del liquido de proceso a través del paso del liquido de limpieza (34) durante la operación normal del separador centrífugo, y -el rotor tiene paredes limitantes (32), que se forman de tal forma que cuando una parte del espacio de líquido de proceso del rotor distinto a la cámara de salida de concentrado (17) se carga con el liquido de limpieza, se admite que esta otra parte contenga el líquido de limpieza incluso radialmente en el interior del nivel, en el que está presente el líquido de proceso en su interior durante la operación normal del separador centrífugo, de manera que se permite que entre un flujo de salida del líquido de limpieza a través del paso del líquido de limpieza (34) dentro de la cámara de salida (17).

5. 5.

   Un separador centrífugo de acuerdo con la reivindicación 4, en el que dicho miembro de transferencia (16) se conecta con o se constituye por una parte del rotor (1, 2), de manera que puede girar junto con el mismo.

6. 6.

   Un separador centrífugo de acuerdo con la reivindicación 4 ó 5, en el que dicho espacio de concentrado (7) se sitúa en la parte radialmente externa de la cámara de separación (5) y una parte de cada paso de concentrado se forma de un tubo del concentrado (19), que se extiende dentro del espacio de concentrado (7) hasta una entrada de dicho dispositivo de vórtice (20), una salida (23) del dispositivo de vórtice comunicándose con dicha cámara de salida de concentrado (17).

7. 7.

   Un separador centrífugo de acuerdo con la reivindicación 6, en el que el espacio de concentrado (7) se sitúa en un nivel radialmente fuera de dicho espacio líquido (6) en la cámara de separación y cada tubo del concentrado

   (19) se extiende hacia el eje de giro (4) del rotor desde el espacio de concentrado (7).
8. 8. Un separador centrífugo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 4-7, en el que -la cámara de salida de concentrado (17) se delimita en el rotor radialmente en el interior del espacio de concentrado (7) en la cámara de separación, -la cámara de separación (5) tiene una entrada (24) para la mezcla que está presente axialmente entre la cámara de salida de concentrado (17) y la cámara

   5 de salida del liquido (28), y -el paso del líquido de limpieza (34) se comunica con la cámara de salida de concentrado (17) en un lado axial de la misma que está orientado lejos de la entrada (24) de la cámara de separación para la mezcla.

   10 9. Un separador centrífugo de acuerdo con la reivindicación 4, en el que dicho miembro de salida del liquido (30) forma un canal de salida (32), y una válvula (33) se adapta para reducir el flujo de salida del líquido a través de este canal de salida (32) cuando el separador centrífugo tiene que limpiarse, de manera que el líquido de limpieza que se suministra al rotor se fuerza para

   15 cargar el espacio de proceso en el rotor hasta un nivel (C) radialmente en el interior de los niveles en los que está presente el líquido de proceso durante la operación normal de separador centrífugo.
9. 10. Un separador centrífugo de acuerdo con la reivindicación 9, en el que el 20 miembro de salida de líquido (30) es estacionario.
10. 11. Un separador centrífugo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 4 a 20, en el que el miembro de salida de concentrado (12) es estacionario.

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