ES2395195T3

ES2395195T3 - Distribuidor de flujo

Info

Publication number: ES2395195T3
Application number: ES06727087T
Authority: ES
Inventors: Abdelwahab Aroussi
Original assignee: Gaim Ltd
Current assignee: Gaim Ltd
Priority date: 2005-05-11
Filing date: 2006-05-11
Publication date: 2013-02-11
Anticipated expiration: 2026-05-11
Also published as: GB2425971B; US20080210325A1; ZA200710323B; CA2608204A1; GB0509554D0; EP1885635A1; ATE525317T1; PT1885635E; DK1885635T3; WO2006120457A1; EP1885635B1; PL1885635T3; CA2608204C; GB2425971A

Abstract

Un distribuidor de flujo (100; 120), para inserción en una tubería (22) que conduce un material en partículas (36) transportado por un fluido portador, que comprende una tubería (12) que incluye al menos una sección deflectora (102) que tiene un extremo de entrada (106), un extremo de salida (108), y que está conformada de manera que define un primer conducto hueco continuo (110), la forma de la sección transversal del primer conducto hueco (110) variando a lo largo de la longitud del primer conducto hueco (110) con el fin de mantener un área de sección transversal constante a lo largo de la longitud del primer conducto hueco (110), el primer conducto hueco (110) teniendo una superficie interna activa (104), en uso, con un ángulo respecto a la tubería (22) para de este modo instar a las partículas (40) del material particulado (36) hacia una región central (38) del distribuidor de flujo (100; 200), la superficie interna activa (104) teniendo un gradiente constante en una dirección longitudinal del distribuidor de flujo (100; 120), el distribuidor de flujo (100; 120) estando caracterizado porque la superficie interna activa (104) define una pared interna convexa del primer conducto hueco.

Description

0001 La presente invencion se refiere a un distribuidor de fluido para en particular, pero no exclusivamente, flujos de fluidos de dos fases cargados de particulas.

0002 Se utilizan redes de tuberias en diferentes industrias como un medio de transporte y distribucion de material en particulas conducido por un fluido portador a traves de la red. Ejemplos tipicos se encuentran en la industria de generacion de energia, industria quimica, industria del cemento y la industria alimentaria.

0003 Dado que las redes en muchas de estas aplicaciones tienen tuberias que se expanden a lo largo de vias largas y tortuosas, el material particulado a menudo se hace menos difuso en el fluido portador en el que es llevado de modo que el material particulado se concentra en una region de la tuberia. Esto conduce a una mezcla no homogenea del material particulado en todo el fluido portador. Esto puede conducir a problemas tales como erosion o mala distribucion en divisiones; en concreto, donde una tuberia se ramifica con el fin de dirigir el flujo de fluido a dos o mas salidas diferentes ya que, si el material particulado no se distribuye uniformemente en todo el fluido portador, el material particulado no se dividira en partes iguales entre las salidas.

0004 En las centrales electricas de carbon, por ejemplo, el carbon es pulverizado en molinos de carbon y luego transportado y distribuido neumaticamente a los quemadores de una caldera. Un molino de carbon normalmente suministra combustible pulverizado a 4 a 8 quemadores. Los quemadores estan distribuidos en filas en un frente de la caldera o en todas las esquinas de la caldera. Esto significa que la red de tuberias que conectan el molino de carbon con los quemadores incluye curvas y codos de varias formas, y divisores, con el fin de distribuir combustible pulverizado a cada quemador.

0005 La longitud de las tuberias en la red, junto con la tortuosa via que siguen, modifica la naturaleza del flujo de combustible pulverizado de forma importante. En particular, las fuerzas centrifugas que actuan sobre la materia particulada en las curvas de la red dan lugar a un efecto conocido como estriado donde el combustible pulverizado se concentra dentro de una region de la tuberia, ocupando solo una pequena proporcion del area de seccion transversal de la tuberia. El flujo de dos fases (aire/carbon) por tanto cambia de un flujo relativamente homogeneo que empieza en el molino de carbon a un flujo estriado despues de viajar a traves de un numero relativamente pequeno de curvas en la tuberia.

0006 Al llegar a los puntos de ramificacion o division en la red (ej., bifurcaciones, trifurcaciones, cuadrifurcaciones y sucesivamente) el flujo de combustible pulverizado no homogeneo se divide en proporciones combustible/aire desiguales para alimentar diferentes quemadores.

0007 La division del combustible de una tuberia principal de combustible pulverizado a tuberias subsiguientes, usando a menudo una serie de divisiones, con un reparto de masa de, por ejemplo, 60%:40% para una bifurcacion, puede tener un efecto significativo en el rendimiento de la caldera y la eficiencia de la central electrica.

0008 El control de combustion de la caldera a menudo no conoce la cantidad de combustible pulverizado suministrado a cada quemador individual, y es a veces dificil repartir con precision, entre los quemadores, el suministro comun de aire.

0009 Esto produce combustion irregular en los quemadores y un desequilibrio en la combustion de la caldera, particularmente para las calderas de pared. A su vez, esto incrementa los costes de combustible y los niveles de carbono en las cenizas, asi como la emision de contaminantes en los gases de combustion como oxido de nitrogeno, que es particularmente problematico ya que hay regulaciones cada vez mas estrictas para las emisiones contaminantes.

0010 Un metodo de combatir el problema de flujo no homogeneo en redes de tuberias es que cada quemador tenga su propio molino de carbon o tener una alimentacion directa y controlada desde un molino comun. Sin embargo, plantas industriales establecidas, como centrales electricas, usualmente tienen un sistema de transporte de combustible establecido. La provision de molinos de carbon individuales o alimentaciones directas de un molino comun requeriria el rediseno y reemplazo total del sistema de transporte de combustible a un costo considerable.

0011 Otra manera de producir una distribucion mas uniforme de material particulado en un fluido portador es instalar un venturi convencional en la tuberia. Un venturi incluye porciones respectivas de contraccion y expansion que contraen y expanden el flujo. Esto mueve las particulas del material particulado hacia una

region central de la tuberia a fin de crear una distribucion mas uniforme del material particulado en el fluido portador.

0012 Sin embargo, el area de seccion transversal del venturi varia a lo largo de su longitud. Esto resulta en una gran caida de presion en el fluido portador. Esto no es deseable porque reduce la eficiencia total del sistema de transporte.

0013 En adicion, el venturi tiende a forzar las particulas hacia la region central de una manera violenta, haciendo asi que las particulas colisionen entre si dificultando su control.

0014 Cada una de US 3,425,749, US 2004/134557, US 4,594,005, y EP 0 608 902 divulga un distribuidor de flujo que incluye una seccion deflectora que tiene un superficie interior que insta las particulas hacia una region central del distribuidor. US 3,425,749 divulga un distribuidor de flujo que corresponde al preambulo de la reivindicacion 1.

0015 Un objetivo de la presente invencion es producir una distribucion mas uniforme del material particulado en un fluido portador sin causar una caida de presion sustancial en el fluido portador.

0016 Segun la invencion se proporciona un distribuidor de flujo, para insercion en una tuberia que transporta un material particulado llevado por un fluido portador, que comprende una tuberia que incluye al menos una seccion deflectora con un extremo de entrada, un extremo de salida, y conformada con el fin de definir un primer conducto hueco continuo, la forma transversal del primer conducto hueco variando a lo largo de la longitud del conducto hueco con el fin de mantener un area transversal constante a lo largo de la longitud del primer conducto hueco, el primer conducto hueco teniendo una superficie interna activa, en uso, formando un angulo con relacion a la tuberia con el fin de instar las particulas en el material particulado hacia una region central del distribuidor de flujo, la superficie interna activa teniendo una pendiente constante en una direccion longitudinal del distribuidor de flujo, el distribuidor de flujo estando caracterizado porque la superficie interna activa define una pared interna convexa del primer conducto hueco.

0017 El impulso de las particulas del material particulado hacia una region central del distribuidor de flujo da lugar a que las particulas se distribuyen mas uniformemente en el fluido portador, permitiendo por ello una distribucion mas precisa de un flujo multi-fase en, ej., una division aguas abajo.

0018 En adicion, el impulso de las particulas hacia la region central imparte a las particulas la llamada "suspension neumatica". Esto hace que las particulas sean mas faciles de manejar.

0019 Ademas, la conformacion de la o de cada seccion deflectora de forma que defina un primer conducto hueco continuo con un area transversal basicamente constante da lugar a una obstruccion minima del fluido portador, minimizando asi la caida de presion a traves del distribuidor de flujo.

0020 La inclusion de una superficie interna activa que tiene una inclinacion constante en una direccion longitudinal del distribuidor de flujo da lugar a un distribuidor de flujo que es relativamente facil de fabricar sin dejar de ofrecer las ventajas mencionadas, mientras la pared interna convexa actua para esparcir las particulas sobre la superficie activa, mejorando asi aun mas la creacion de una distribucion uniforme del material particulado.

0021 Preferiblemente el o cada seccion deflectora incluye una seccion de retorno conectada de forma fluida al extremo de salida de la misma, la o cada seccion de retorno estando conformada con el fin de definir un segundo conducto hueco con un area transversal a lo largo de la longitud del mismo que es sustancialmente igual a la del primer conducto hueco.

0022 La seccion de retorno que define un segundo conducto hueco con un area transversal que es igual a la del primer conducto hueco ayuda ademas a minimizar la caida de presion a traves del distribuidor de fluido.

0023 Convenientemente el distribuidor de flujo incluye un primer y segundo deflector y pares de secciones de retorno conectadas de forma fluida en serie. Esta disposicion mejora el grado total al que el material particulado es distribuido uniformemente en el fluido portador.

0024 Preferentemente el distribuidor de fluido incluye ademas un tercer deflector y par de secciones de retorno conectados de forma fluida en serie a uno del primer o segundo deflector y pares de secciones de retorno. Esta disposicion mejora aun mas el grado al que el material particulado es uniformemente distribuido.

0025 En otra realizacion preferida de la invencion el conducto hueco definido por la o cada seccion de retorno es una imagen espectacular del conducto hueco definido por la seccion deflectora a la que se conecta de forma fluida. Esta disposicion reduce la probabilidad de que la seccion de retorno cree remolinos de recirculacion indeseables.

0026 Convenientemente la o cada superficie activa incluye una o mas paletas guia que sobresalen de ella. La o cada paleta guia ayuda a guiar y esparcir las particulas, lo que ayuda aun mas a crear una distribucion uniforme de la materia particulada.

0027 En otra realizacion de la invencion el distribuidor de flujo incluye una brida giratoria en cada extremo del mismo para permitir al distribuidor de flujo girar respecto a la tuberia mientras permite a la tuberia continuar transportando el material particulado. La capacidad de girar el distribuidor de flujo respecto a la tuberia permite la optimizacion de la orientacion del distribuidor de flujo con el fin de distribuir mas uniformemente las particulas en el fluido portador.

0028 Opcionalmente el distribuidor de flujo incluye un sistema de control de flujo. La inclusion de un sistema de control de flujo ayuda a afinar y/o fomentar la distribucion del material particulado en la tuberia.

0029 Preferentemente el sistema de control de flujo incluye al menos una de una entrada de flujo o una o mas inserciones de tuberia.

0030 En una realizacion preferida de la invencion el o cada inserto de tuberia incluye:

(i): Un generador de vortice;

(ii): Una paleta en espiral;

(iii) Una union en cruz;

(iv): Un estabilizador de flujo;

(v): Un inyector de gas; o

(vi): Un puerto de sangrado de flujo.

0031 Las caracteristicas precedentes permiten la practica de afinar y/o fomentar la distribucion del material particulado en la tuberia.

0032 A continuacion se ofrece una breve descripcion de realizaciones preferidas de la invencion, por medio de ejemplos no limitativos, con referencia a los dibujos acompanantes en los que:

Figura 1 (a) muestra una vista en perspectiva de un distribuidor de flujo;

Figura 1 (b) muestra una vista en seccion transversal del distribuidor de flujo mostrado en la Figura

1 (a);

Figura 2 muestra una vista en alzado de un extremo del distribuidor de flujo mostrado en la Figura 1;

Figuras 3(a) y 3(b) muestran una vista en perspectiva esquematica de un distribuidor de flujo

adicional;

Figura 4 muestra una vista en alzado de un extremo del distribuidor de flujo mostrado en la Figura

3(b);

Figura 5 muestra una vista en alzado de un extremo de otro distribuidor de flujo; Figura 6 muestra una vista esquematica de un distribuidor mas de flujo;

Figura 7 muestra una vista esquematica de un distribuidor de flujo mas;

Figura 8 muestra una vista en alzado desde un extremo del distribuidor de flujo mostrado en la Fig. 7;

Figura 9 muestra una vista esquematica de un distribuidor de flujo segun una primera realizacion de la invencion;

Figura 10 muestra una vista esquematica de una parte de un distribuidor de flujo segun una segunda realizacion de la invencion;

Figura 11(a) muestra una primera compuerta de flujo para su inclusion en un distribuidor de flujo segun la invencion;

Figura 11(b) muestra una segunda compuerta de flujo para su inclusion en un distribuidor de flujo segun la invencion;

Figura 12 muestra un primer inserto de tubo para su inclusion en un distribuidor de flujo segun la invencion; y

Figura 13 muestra un segundo inserto de tubo para su inclusion en un distribuidor de flujo segun la invencion.

0033 Un primer distribuidor de flujo es designado generalmente por el numero de referencia 10.

0034 El distribuidor de flujo 10 comprende una tuberia 12 con al menos una seccion deflectora 14. La seccion deflectora 14 tiene un extremo de entrada 16 y un extremo de salida 18. La seccion deflectora 14 ademas incluye una superficie interna activa 20 que forma un angulo respecto a la tuberia 22. En la realizacion mostrada, el angulo a formado entre la superficie activa 20 y la tuberia 22 es 30°. En otras disposiciones el angulo formado puede variar entre 1° y 30°. En disposiciones especialmente preferidas el angulo formado esta en el intervalo de 10° a 15°.

0035 La superficie interna activa 20 tiene un gradiente constante en una direccion longitudinal del distribuidor de flujo 10. En otras palabras, la forma en seccion transversal de la superficie interna activa 20 cuando se corta a lo largo de la direccion longitudinal del distribuidor de flujo 14 es esencialmente recta.

0036 En la disposicion mostrada la seccion deflectora 14 tiene por lo general una forma circular en seccion transversal que corresponde con la forma de la tuberia 22. En otras disposiciones son tambien posibles diferentes formas transversales.

0037 La forma en seccion transversal de la seccion deflectora 14 es constante a lo largo de la longitud de la misma. Como resultado la seccion deflectora 14 define un conducto hueco continuo 24 que tiene un area transversal sustancialmente constante a lo largo de la longitud del mismo. El conducto hueco 24 es continuo en sentido de que no esta interrumpido por orificios y/o otras entradas.

0038 La seccion de distribuidor 14 tambien incluye una seccion de retorno 26 que esta conectada de forma fluida al extremo de salida 18 de la seccion deflectora 14. En la disposicion mostrada la seccion de retorno 26 es una imagen especular de la seccion de distribuidor 14. En consecuencia la seccion de retorno 26 tiene una forma tal como para definir un segundo conducto hueco continuo 30, identico al primer conducto hueco 24, que tiene un area transversal sustancialmente constante a lo largo de la longitud del mismo.

0039 En otras disposiciones el angulo formado entre la seccion de retorno 26 y la tuberia 22 puede diferir del formado entre la seccion deflectora 14 y la tuberia 22. Preferentemente el angulo entre la seccion de retorno 26 y la tuberia 22 es menor que o igual a 60°. Un angulo mayor que 60° tiende a generar remolinos de recirculacion adyacentes a una interfaz 28 entre las secciones deflectora y de retorno 14, 26. 0040 En el disposicion mostrada el distribuidor 10 tambien incluye primera y segunda secciones de conexion de tuberia 32, 34. Las secciones de conexion de tuberia 32, 34 estan dispuestas de forma que comparten un eje comun, facilitando por ello la instalacion del distribuidor de flujo 10 en una tuberia existente 22.

0041 En uso, el distribuidor de flujo 10 se inserta en una tuberia 22 que transporta y distribuye un material en particulas en un fluido portador, normalmente un gas como el aire. Preferiblemente, el distribuidor de flujo 10 se inserta en una tuberia 22 inmediatamente aguas arriba de una division (no mostrada), ej., una bifurcacion, una trifurcacion, o una cuadrifurcacion, en la tuberia 22. De esta manera el distribuidor de flujo 10 produce una distribucion mas uniforme del material en particulas dentro del fluido portador, inmediatamente aguas arriba de la division.

0042 Al entrar a la seccion deflectora 14 la superficie activa 20 desvia las particulas 40 del material particulado 36. Al pasar el interfaz 28 entre las secciones deflectora y de retorno 14, 26, las particulas se encuentran en una nube difusa en una region central 38 del distribuidor de flujo 10. De esta manera la superficie activa 20 insta a las particulas 40 hacia una region central 38 del distribuidor de flujo 10 lo que da lugar a que las particulas 40 estan mas uniformemente distribuidas en el fluido portador.

0043 La seccion de retorno 14 proporciona un conducto para que las particulas 40 continuen a lo largo de la tuberia 22.

0044 La eleccion de la longitud y angulo a de la seccion deflectora 14 entre la seccion deflectora 14 y la tuberia 22 esta vinculada a las limitaciones fisicas de un entorno de instalacion dado.

0045 La superficie activa 20 impide el flujo del material particulado 36 en forma de una obstruccion en forma de luna creciente 42, como se muestra en la Fig. 2.

0046 El tamano de la obstruccion 42 es directamente proporcional al angulo a entre la seccion deflectora 14 y la tuberia 22.

0047 El aumento del angulo a crea un mayor obstaculo el cual, a su vez, aumenta la caida de presion a traves de la seccion deflectora 14 para un efecto de distribucion dado.

0048 Sin embargo, la caida de presion a traves de la seccion deflectora 14 no aumenta en proporcion con el aumento en el angulo a. Esto es debido a que el area transversal del primer conducto hueco 24 permanece sustancialmente constante a lo largo de la longitud de la seccion deflectora 14. Como resultado, el cambio de presion creado por la seccion deflectora 14 es minimo, garantizando asi que cualquier caida en la presion general en el fluido portador es minimizada.

0049 La seccion de retorno 26 es una imagen especular de la seccion deflectora 14 y por tanto tambien minimiza cualquier caida en la presion del fluido portador.

0050 Por otro lado, la reduccion del angulo a, mientras minimiza aun mas la caida de presion, da lugar a una seccion deflectora mas larga 14 para un efecto de distribucion dado. Aumentar la longitud de la seccion deflectora 14 aumenta los costes de material y de produccion. En adicion una seccion deflectora mas larga 14 puede ser inadecuada para un lugar de instalacion dado.

0051 El flujo que se acerca a una division de tuberia puede contener una pluralidad de estrias debido al regimen de flujo imperante o las caracteristicas del material particulado. En adicion una estria puede ser altamente arremolinada.

0052 Un segundo distribuidor de flujo 50 se adapta bien a este tipo de situaciones.

0053 El segundo distribuidor de flujo 50 incluye primer y segundo pares de secciones deflectoras 52, 54 y de retorno 14, 26, como se muestran en las Figuras 3(a) y 3(b). Los pares 52, 53 estan conectados de forma fluida en serie.

0054 Cada una de las secciones deflectora y de retorno 14, 26 tiene la misma forma circular transversal que dichos elementos en el primer distribuidor de flujo 10.

0055 El primer y segundo pares 52, 54 pueden sobresalir en direcciones opuestas en el mismo plano, como se muestra en las Figuras 3(b) y 4. Alternativamente los primer y segundo pares 52, 54 pueden estar en planos perpendiculares entre si, como se muestra en la Figura 3(a).

0056 En uso, el efecto de cada par de las secciones deflectoras 52, 54 y de retorno 14, 26 es el mismo que el descrito en conexion con la primera realizacion de la invencion. Los pares 52, 54 se combinan para distribuir mas uniformemente el material particulado 36 en el fluido portador.

0057 Un tercer distribuidor de flujo, designado generalmente por el numero de referencia 60, comprende un primer, segundo y tercer par 52, 54, 62 de secciones deflectoras y de retorno 14, 26 conectados de forma fluida en serie. Cada una de las secciones deflectora y de retorno 14, 26 tiene la misma forma circular transversal que esos elementos en el primer distribuidor de flujo 10.

0058 Cada par 52, 54, 62 sobresale en un plano inclinado en un angulo de 120° respecto a cada uno de los otros planos en los que sobresale un par 52, 54, 62, como se muestra en la Figura 5.

0059 Cada par de secciones deflectora y de retorno 14, 26 distribuye el material particulado 36 en el fluido portador de la misma manera que se describio anteriormente.

0060 Una disposicion adicional preferida (no mostrada en los dibujos) incluye cuatro pares de secciones deflectoras y de retorno 14, 26, cada una teniendo la misma forma circular transversal que las secciones deflectoras y de retorno 14, 26 en el primer distribuidor de flujo 10.

0061 Pares adyacentes pueden sobresalir en direcciones opuestas en el mismo plano, o pares adyacentes pueden estar en planos perpendiculares entre si.

0062 Un cuarto distribuidor de flujo 70 incluye una segunda seccion deflectora 72 en la cual el extremo de entrada 74 tiene una forma transversal circular y el extremo de salida 76 tiene una forma transversal ovalada. El area transversal de cada uno de los extremos de entrada y salida 74, 76 es sustancialmente la misma, la transicion entre ellos siendo esencialmente uniforme con el fin de definir un tercer conducto hueco 78 con un area transversal sustancialmente constante a lo largo de la longitud del mismo.

0063 Los extremos de entrada y salida 74, 76 comparten un eje comun. Como resultado el tercer conducto hueco 78 crea un par de superficies internas activas opuestas 80 que tienen una gradiente constante en la direccion longitudinal del distribuidor de flujo 70 y forman un angulo en relacion a la tuberia de un valor a.

0064 El cuarto distribuidor de flujo 70 incluye una segunda seccion de retorno 82 que es una imagen especular de la segunda seccion deflectora 72.

0065 En uso las superficies internas activas opuestas 80 del cuarto distribuidor de flujo 70 detecta particulas 40 de material particulado 36, haciendo por ello que se encuentren en una nube difusa en una region central 38 del distribuidor de flujo 70. Esto da lugar a que las particulas 40 se distribuyan mas uniformemente en el fluido portador.

0066 El efecto de distribucion del cuarto distribuidor de flujo 70 es aproximadamente igual al del segundo distribuidor de flujo 50 el cual incluye dos pares 52, 54 de secciones deflectora y de retorno 14, 16.

0067 La caida de presion a traves del cuarto distribuidor de flujo 70 se minimiza ya que el area transversal permanece sustancialmente constante a lo largo de su longitud.

0068 Un quinto distribuidor de flujo (mostrado en la Figura 7) se designa generalmente por el numero de referencia 90.

0069 El quinto distribuidor de flujo 90 incluye un tercer y cuarto 92, 94 segundo par de secciones deflectoras y de retorno 72, 82 que estan conectados de forma fluida en serie.

0070 En la disposicion mostrada, el extremo de salida de forma ovalada 76 de cada seccion deflectora 72 esta girado 90° en relacion al otro.

0071 En la practica, cada par 92, 94 de las segundas secciones deflectoras y de retorno 72, 82 opera de la misma manera que la indicada en conexion con el cuarto distribuidor de flujo 70. Los pares se combinan para distribuir mas uniformemente el material particulado en el fluido portador, como se muestra en la Figura

8. El efecto de distribucion del quinto distribuidor de flujo 90 es aproximadamente igual al de los dos segundos distribuidores de flujo 50.

0072 La figura 9 muestra un distribuidor de flujo 100 segun una primera realizacion de la invencion.

0073 Este distribuidor de flujo 100 incluye una tercera seccion deflectora 102 que tiene una tercera superficie interna activa 104 que forma un angulo con una tuberia (no mostrada en los dibujos). La tercera superficie interna activa 104 tiene un gradiente constante en la direccion longitudinal del distribuidor de flujo 100, pero un perfil transversal convexo. El ancho de la tercera superficie interna activa 104 aumenta desde un extremo de entrada 106 de la tercera seccion deflectora 102 hasta un extremo de salida 108 del mismo.

0074 La tercera seccion deflectora 102 esta conformada de forma que defina un cuarto conducto hueco 110 que tiene un area transversal sustancialmente constante a lo largo de su longitud (no mostrada en los dibujos).

0075 El distribuidor de flujo 100 incluye una tercera seccion de retorno 112 que es una imagen especular de la tercera seccion deflectora 102. En otras realizaciones de la invencion son tambien posibles diferentes disposiciones y numeros de terceras secciones deflectoras 102 y de retorno 112.

0076 En uso, la tercera superficie interna activa 104 insta a las particulas de material particulado hacia una region central del sexto distribuidor de flujo 100. En adicion, el perfil transversal actua para esparcir las particulas sobre la tercera superficie interna activa 104, mejorando asi aun mas la creacion de una distribucion uniforme del material particulado.

0077 �antener un area transversal uniforme a lo largo de la longitud del sexto distribuidor de flujo 100 minimiza la caida de presion a su traves.

0078 Un distribuidor de flujo 120 segun otra realizacion de la invencion comparte caracteristicas comunes con el sexto distribuidor de flujo 100. �denticos numeros de referencias se usan para estas caracteristicas comunes.

0079 La figura 10 muestra la tercera seccion deflectora 102 del septimo distribuidor de flujo 120. El septimo distribuidor de flujo 120 tambien incluye una tercera seccion de retorno 112 (no mostrada) la cual define un quinto conducto hueco que es una imagen especular del cuarto conducto hueco 110 definido por la tercera seccion deflectora 102.

0080 Ademas, la tercera seccion deflectora 102 incluye cuatro paletas guia 122 que sobresalen de la tercera superficie interna activa 104 de la misma. En otras realizaciones de la invencion diferentes numeros de paletas guia son tambien posibles.

0081 Ademas, las paletas guia 122 pueden tambien estar incluidas en las otras secciones deflectora 14, 72 mencionados anteriormente.

0082 En uso las paletas guia 120 ayudan a guiar y esparcir las particulas por la tercera superficie interna activa 104, lo que ayuda aun mas a crear una distribucion uniforme del material particulado.

0083 Cualquiera de los distribuidores de flujo 10, 50, 60, 70, 90, 100, 120 mencionados anteriormente puede incluir una brida giratoria en los extremos de los mismos. Un ejemplo de una brida giratoria adecuada es una brida de aire purgado. La inclusion de una brida giratoria permite a un operador girar el distribuidor de flujo 10, 50, 60, 70, 90, 100, 120 en relacion a la tuberia 22 con el fin de tener una orientacion giratoria deseada respecto a la misma sin tener que retirar el distribuidor de fluido 10, 50, 60, 70, 90, 100, 120 de la tuberia 22. De esta manera la optimizacion de la distribucion del material particulado puede tener lugar sin interrumpir el flujo del material particulado en la tuberia.

0084 Los distribuidores de flujo mencionados 10, 50, 60, 70, 90, 100, 120 pueden tambien incluir una primera compuerta de flujo 130 en conexion fluida con ellos.

0085 La primera compuerta de flujo 130 incluye una pluralidad de paletas movibles 132. En la realizacion mostrada en la Figura 11(a), la primera compuerta de flujo 130 incluye tres paletas planas 132 separadas entre si 120°. Cada paleta 132 es movible con el fin de afinar la distribucion del material particulado en la tuberia 12 instando al material particulado en una direccion perpendicular al plano de la paleta 132.

0086 La primera compuerta de flujo 130 mostrada, que tiene tres paletas movibles 132, se usa aguas arriba de una trifurcacion.

0087 En otras disposiciones la primera compuerta de flujo 130 puede tener geometria similar a la de, ej., una bifurcacion o una cuadrifurcacion. Por ejemplo, una compuerta de flujo para uso con una bifurcacion puede incluir una sola paleta dispuesta paralelamente a la division de la bifurcacion. Una compuerta de flujo para uso con una cuadrifurcacion puede incluir cuatro paletas espaciadas 90° entre si.

0088 Una segunda compuerta de flujo 130, como se muestra en la Figura 11(b), incluye paletas perfiladas movibles 133 espaciadas entre si 120°. Los lados de cada paleta 133 estan conformados para definir un perfil deseado. Las paletas 133 son movibles con el fin de afinar la distribucion del material particulado en la tuberia 12 instando al material particulado en una direccion tanto perpendicular como paralela respecto al plano de la paleta 133, permitiendo por ello una aun mayor optimizacion de la distribucion de particulas en el fluido portador.

0089 La disposicion de la segunda compuerta de flujo 130 puede incluir cualquiera de las distintas configuraciones descritas en conexion con la primera compuerta de flujo 130.

0090 Un distribuidor de flujo 10, 50, 60, 70, 90, 100, 120 pueden tambien incluir uno o mas insertos de tuberia.

0091 Un tipo de inserto de tuberia es un generador de vortice 134. La Figura 12 muestra un distribuidor de flujo 10 que incluye una pluralidad de generadores de vortice 134 en el primer y segundo conductos huecos 24, 30 del mismo.

0092 En uso los generadores de vortice 134 alteran el remolino del fluido portador y promueven la mezcla del material particulado con el mismo. De esta manera los generadores de vortice 134 mejoran la distribucion uniforme del material particulado en el fluido portador.

0093 Otro inserto incluye una paleta en espiral 136, como se muestra en la Figura 13. Cada paleta en espiral 136 ayuda a mejorar la distribucion uniforme del material particulado en el fluido portador.

0094 Otros posibles insertos incluyen una union en cruz, un estabilizador de flujo, un inyector de gas y un puerto de sangrado de flujo.

0095 Cada inserto puede ser posicionado en cualquier lugar en los conductos huecos respectivos del distribuidor de flujo 10, 50, 60, 70, 100, 120.

0096 Cada inserto ayuda a controlar el grado de desviacion y ruptura de una estria junto con la distribucion uniforme del material particulado en el fluido portador.

Claims

REIVINDICACIONES

1.

Un distribuidor de flujo (100; 120), para insercion en una tuberia (22) que conduce un material en particulas (36) transportado por un fluido portador, que comprende una tuberia (12) que incluye al menos una seccion deflectora (102) que tiene un extremo de entrada (106), un extremo de salida (108), y que esta conformada de manera que define un primer conducto hueco continuo (110), la forma de la seccion transversal del primer conducto hueco (110) variando a lo largo de la longitud del primer conducto hueco (110) con el fin de mantener un area de seccion transversal constante a lo largo de la longitud del primer conducto hueco (110), el primer conducto hueco (110) teniendo una superficie interna activa (104), en uso, con un angulo respecto a la tuberia (22) para de este modo instar a las particulas (40) del material particulado (36) hacia una region central (38) del distribuidor de flujo (100; 200), la superficie interna activa (104) teniendo un gradiente constante en una direccion longitudinal del distribuidor de flujo (100; 120), el distribuidor de flujo (100; 120) estando caracterizado porque la superficie interna activa (104) define una pared interna convexa del primer conducto hueco.
2.

Un distribuidor de flujo (100; 120) segun la Reivindicacion 1 donde la o cada seccion deflectora

(102) incluye una seccion de retorno (112) conectada de forma fluida al extremo de salida (108) de la misma, la o cada seccion de retorno (112) estando conformada con el fin de definir un segundo conducto hueco (30) que tiene un area de seccion transversal a lo largo de la longitud del mismo que es sustancialmente igual a la del primer conducto hueco (110).
3.

Un distribuidor de flujo (100; 120) segun la Reivindicacion 2 que incluye un primer y segundo pares de secciones deflectoras y de retorno (102; 112) conectados de forma fluida en serie.
4.

Un distribuidor de flujo (100; 120) segun la Reivindicacion 3 que incluye ademas un tercer par de secciones deflectoras y de retorno conectado de forma fluida en serie a uno del primer o segundo pares de secciones deflectoras y de retorno.
5.

Un distribuidor de flujo (100, 120) segun cualquiera de las Reivindicaciones 2 a 4 en el que el conducto hueco definido por la o cada seccion de retorno (112) es una imagen especular del conducto hueco (110) definido por la seccion deflectora al que esta conectado de forma fluida.
6.

Un distribuidor de flujo (100; 120) segun cualquier reivindicacion precedente en el que la o cada superficie activa (104) incluye uno o mas paletas guia (122) que sobresalen de ella.
7.

Un distribuidor de flujo (100; 120) segun cualquier reivindicacion precedente que incluye un brida giratoria en los extremos del mismo para permitir al distribuidor de flujo girar respecto a la tuberia permitiendo al mismo tiempo a la tuberia seguir conduciendo el material en particulas.
8.

Un distribuidor de flujo (100; 120) segun cualquier reivindicacion precedente que incluye un sistema de control de flujo.
9.

Un distribuidor de flujo segun la Reivindicacion 8 en el que el sistema de control de flujo incluye al menos uno de una compuerta de flujo (130) o uno o mas insertos de tuberia.
10.

Un distribuidor de flujo segun la Reivindicacion 9 donde la o cada inserto de tuberia incluye:

(i)

Un generador de vortice (134);

(ii)

Una paleta en espiral (136);

(iii) Una union en cruz;

(iv)

Un estabilizador de flujo;

(v)

Un inyector de gas; o

(vi)

Un puerto de sangrado de flujo.