ES2426389T3 - Método para la humectación de material particulado - Google Patents

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Abstract

Método para formar una dilución acuosa o disolución acuosa de un material hinchable o soluble en agua, en el que el material es un polímero hinchable en agua o soluble en agua con un tamaño de partícula promedio en peso de no más de 2000 μm, que comprende: proporcionar un aparato que comprende: una tubería (6) transportadora de tornillo sin fin que comprende un conducto (6A) definido por una pared y un transportador (6B) de tornillo sin fin dentro de dicho conducto, teniendo la tubería transportadora de tornillo sin fin una entrada (6D) a través de la cual entra material y una salida (6C) a través de la cual el material abandona la tubería transportadora de tornillo sin fin, y una tubería (3) transportadora de aire que comprende un conducto a través del cual una corriente de aire transporta 1el material a una unidad (18) de preparación en la cual se hidrata o se disuelve el material para formar una disolución acuosa o dilución acuosa uniforme, alimentar el material particulado al interior de la entrada (6A) de la tubería transportadora de tornillo sin fin, transferir el material a través de la tubería transportadora de tornillo sin fin a la salida (6C), permitir que el material entre en la tubería (3) transportadora de aire en la cual una corriente de aire transporta el material a una unidad (18) de preparación en la cual se hidrata o se disuelve el material para formar una disolución acuosa o dilución acuosa uniforme, caracterizado porque la tubería transportadora de aire está dotada de una presión de aire de al menos 20 milibares, en el que la tubería (6) transportadora de tornillo sin fin está dotada de medios para garantizar que el material llene sustancialmente el espacio entre el transportador de tornillo sin fin y la pared del conducto al menos en el extremo de salida de la tubería transportadora, en el que los medios se seleccionan de, (a) la tubería (6) transportadora de tornillo sin fin o la salida (6C) está en comunicación con un elemento que restringe el flujo de material desde la salida, y/o (b) la tubería (6) transportadora de tornillo sin fin está montada en un gradiente o una orientación sustancialmente vertical, de modo que la salida (6C) está colocada más alta que la entrada.

Description

Método para la humectación de material particulado
La presente invención se refiere a un método para formar una dilución acuosa o una disolución acuosa de un material soluble en agua, según el preámbulo de la reivindicación 1.
Los materiales particulados hinchables en agua o solubles en agua, incluyendo polvo de polielectrolito y otros polvos granulares similares de una naturaleza higroscópica, son notoriamente difíciles añadir al agua con el fin de mezclarlos en diluciones acuosas o disoluciones acuosas homogéneas. Tales materiales particulados, si se añaden de manera incorrecta al agua, pueden adherirse al equipo de preparación y/o formar grumos o aglomerados en la disolución o dilución acuosa que no se disuelven. Normalmente es importante que las disoluciones o diluciones sean sustancialmente homogéneas ya que de lo contrario en diversas aplicaciones de tratamiento químico en las que se aplican estas disoluciones o diluciones, el equipo de dosificación puede bloquearse o los grumos/aglomerados pueden afectar de manera adversa al procedimiento particular.
Normalmente los materiales hinchables en agua o solubles en agua serán polímeros hidrófilos, especialmente polímeros de alto peso molecular de monómeros etilénicamente insaturados.
Puesto que el material particulado hidrófilo absorbe fácilmente agua y se vuelve pegajoso, ha de tenerse cuidado en la transferencia del material y también en la humectación del material y el equipo de preparación. De manera deseada las partículas del material deben permanecer como entidades individuales e hidratarse por separado. Sin embargo, la humectación del material y el equipo de preparación pueden bloquearse debido a que el material particulado se hidrata de manera prematura. Esto puede pasar si las partículas se adhieren a superficies húmedas. A menudo esto puede pasar en la proximidad del equipo de humectación cuando se combina el agua con el material particulado, por ejemplo cuando se alimenta demasiado material particulado o material aglomerado en el equipo de mezclado. Esto a menudo da como resultado que esta parte del equipo se bloquee con gel o con capas de concreciones que pueden detener el procedimiento y/o provocar derrame del material particulado. Por consiguiente, el funcionamiento requerirá mantenimiento regular.
La mayoría de los sistemas de preparación de polvo disponibles comercialmente emplean un alimentador de tornillo para medir el polvo en el procedimiento de mezclado de polvo/agua. Esto consiste en una barrena de tipo tornillo de Arquímedes o tornillo sin fin conectado a un motor de accionamiento tal como se muestra en la figura 1.
Algunos sistemas alimentan el polvo mediante una acción de tornillo a una velocidad controlada directamente en un aparato de humectación colocado directamente debajo del tubo de salida del alimentador de tornillo. Este tipo de sistema se describe en los documentos US 4531673, US5344619 y US 5660466. El documento US 5660 466 da a conocer un método para formar una dilución acuosa o disolución acuosa de un material hinchable o soluble en agua según el preámbulo de la reivindicación 1. El documento WO 2004/007894 describe un procedimiento para hidratar un polímero para formar una suspensión o gel de polímero de alta concentración para aplicaciones en pozo de petróleo. El polímero se alimenta con tornillo en un dispositivo de humectación previa de ciclón de tipo Venturi y se hace pasar la mezcla de agua con polvo humectado a través de una mezcladora de alta cizalladura y entonces en un mezclador. Este sistema tenderá a producir un gel de polímero de viscosidad muy alta que no está completamente hidratado.
En general cuando se alimenta el polvo mediante acción de tornillo directamente en un aparato de humectación un flujo de agua controlado introducido en el aparato de humectación forma remolinos y el polvo cae sobre el agua con remolinos. Entonces la mezcla de polvo y agua cae por gravedad en un recipiente de mezclado. En algunos casos la mezcla de polvo/agua se bombea desde la salida del aparato a un recipiente de mezclado. Tales sistemas son propensos al bloqueo en el aparato y también son propensos a una acumulación de polvo en el extremo del tornillo sin fin. Por consiguiente la dilución o disolución acuosa resultante es de mala calidad ya que puede contener grumos u ojos de pescado. Esto conducirá de manera inevitable a un uso ineficaz del producto y puede afectar de manera adversa a la eficiencia del procedimiento en el que se aplica la disolución o dilución. Esto es especialmente cierto cuando el polvo es un polímero hidrófilo, por ejemplo un floculante usado en un procedimiento de tipo floculación.
El documento US 5344619 describe un aparato para disolver polímero en agua en el que se alimenta polímero por medio de un alimentador de tornillo a partir de una tolva de almacenamiento directamente en la entrada de un cono de humectación colocado verticalmente debajo de la salida del alimentador de tornillo. Este dispositivo de humectación será normalmente de forma cónica o en forma de cuenco. Se alimenta agua en la parte superior del cono de tal manera que se logra un efecto de remolino alrededor de las superficies del cono. El polímero cae sobre la superficie líquida y se lleva a la salida inferior del cono, desde la cual se aspira en una tubería transportadora de líquidos mediante la acción de un efecto Venturi de agua. La mezcla de agua/polímero se transporta mediante el momento del transporte de agua a un tanque de mezclado, en el que se mezcla y se envejece antes de transferirse a un tanque de retención listo para la dosificación al procedimiento. Con esto equipo, la tolva de almacenamiento de polímero y el alimentador de tornillo están en una proximidad muy cercana a la superficie de contacto de agua. El polímero es extremamente higroscópico, y tales sistemas son propensos a problemas de aglomeración del producto, acumulación de recubrimientos pegajosos sobre el alimentador, acumulaciones y bloqueos en el cono de humectación. Esta referencia particular intenta tratar esto mediante la adición de una tubería de aire comprimido dirigida más allá de la salida del alimentador de tornillo para mantener la salida limpia. Puesto que el aire comprimido produce un efecto de enfriamiento, en atmósferas húmedas esto puede facilitar que se forme condensación sobre superficies metálicas con la consecuencia de que el polímero absorberá el agua y producirá aglomerados pegajosos.
Algunos sistemas superan los problemas resultantes de alimentar mediante tornillo polvo higroscópico directamente en el aparato de humectación colocando el alimentador de tornillo alejado de modo que el alimentador de tornillo permanece seco. Esto puede lograrse administrando el material particulado desde el alimentador de tornillo a una tubería de transferencia de aire en la que se transporta el material particulado al dispositivo de humectación de manera neumática. En este caso el alimentador de tornillo puede colocarse por encima de una tolva intermedia pequeña. En un ejemplo, la salida de la tolva conduce a una tobera eyectora de tipo Venturi y tubería transportadora. Un soplador de aire inyecta aire atmosférico a través de la tobera eyectora de tipo Venturi y esto crea succión en la salida de la tolva. Puesto que el polvo cae en la tolva mediante la acción de la gravedad, se aspira al interior de la tubería transportadora de aire y se transporta al dispositivo de humectación en el que se hidrata antes de caer en un recipiente con agitación.
Sin embargo, aunque el uso de una tobera eyectora de tipo Venturi con una tubería transportadora de aire evita los problemas mencionados anteriormente asociados con la alimentación con tornillo directamente en el aparato de humectación, no obstante hay desventajas con este tipo de sistema.
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El uso de una tobera eyectora de tipo Venturi consume mucha energía, y se requieren sopladores de aire grandes para la aplicación.
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Tanto el soplador de aire como la tobera eyectora de tipo Venturi crean un ruido excesivo.
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Las distancias de transporte están limitadas debido a la pérdida de energía en la tobera eyectora de tipo Venturi.
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La tobera eyectora de tipo Venturi también aspira aire atmosférico en la tolva pequeña y esto puede crear un efecto de enfriamiento y en atmósferas húmedas provocar que se forme condensación sobre superficies metálicas que se absorberá por el polvo higroscópico dando como resultado aglomeraciones. Esto puede pasar aunque se caliente la tolva ya que las aglomeraciones pueden formarse en el tornillo sin fin.
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La apertura de tipo Venturi a través de la cual pasan aire y polvo es pequeña y susceptible de bloqueos por grumos (una acumulación de polvo aglomerado que puede caer desde el tornillo sin fin) o material residual. Si se produce un bloqueo y no se detecta, esto puede hacer que se sople polvo hacia atrás desde la tolva pequeña y provoque un caos alrededor de la unidad.
También se conoce el uso de una válvula de soplado (válvula giratoria) en lugar de un sistema de tipo Venturi. Sin embargo, un sistema de ese tipo también puede presentar desventajas. En particular, las válvulas de soplado son difíciles de obtener para unidades de alimentación de polvo más pequeñas y en cualquier caso son caras. Además, a menudo es difícil calibrar la velocidad de alimentación de polvo y puede haber una variación en la velocidad de alimentación de polvo que depende de la presión en la tubería transportadora. Un problema adicional con un sistema de ese tipo es que grandes volúmenes de aire de transporte pueden escaparse hacia atrás a través de la válvula de soplado al interior de la tolva de almacenamiento de polvo lo que puede reducir la eficacia del transporte y crear un polvo fino que necesitará emplear un sistema de filtro de aire en la tolva.
Un objetivo de la presente invención es proporcionar un método mediante el cual se hidrate o se disuelva material particulado hinchable en agua o soluble en agua, en particular material polimérico, en agua y forme una dilución acuosa o disolución acuosa y que evite cualquiera de las desventajas mencionadas anteriormente. En particular, es deseable proporcionar un método que evite bloqueos y proporcione disoluciones o diluciones homogéneas sustancialmente sin grumos, aglomerados u ojos de pescado. Un objetivo particularmente preferido es que todo eso se logre de manera rentable y sin crear ningún problema de formación de polvo fino.
La invención se refiere a un método para formar una dilución acuosa o disolución acuosa de un material hinchable o soluble en agua según la reivindicación 1.
La figura 1 muestra una sección transversal vertical de una tubería transportadora de tornillo sin fin con tolva de almacenamiento de polvo montada sobre una caja de alimentador de tornillo en la entrada de la tubería transportadora de tornillo sin fin.
La figura 2 muestra una sección transversal vertical de la tubería transportadora de tornillo sin fin conectada a un pozo vertical que conduce a la tubería transportadora de aire en la que la tubería transportadora de tornillo sin fin está sin ningún medio para garantizar que el material particulado llena entre el tornillo sin fin y el conducto. También se muestra una ampliación de la salida de la tubería transportadora de tornillo sin fin.
La figura 3 muestra una sección transversal vertical del aparato que muestra la tubería transportadora de tornillo sin fin que conduce a través de un pozo vertical a una tubería transportadora de aire que conduce a una unidad de preparación. La salida a la tubería transportadora de tornillo sin fin contiene medios adecuados (no mostrados) para garantizar que el material particulado llena entre el tornillo sin fin y el conducto.
La figura 4 muestra una sección transversal vertical del aparato en el que los medios en comunicación con la salida de la tubería transportadora de tornillo sin fin son un rebosadero.
La figura 5 muestra una sección transversal vertical del aparato en el que los medios en comunicación con la salida de la tubería transportadora de tornillo sin fin son un elemento de compresión.
La figura 6 muestra una sección transversal vertical del aparato en el que los medios en comunicación con la salida de la tubería transportadora de tornillo sin fin son un elemento flexible.
La figura 7 muestra una sección transversal vertical del aparato en el que los medios en comunicación con la salida de la tubería transportadora de tornillo sin fin son una tapa abisagrada.
La figura 8 muestra una sección transversal vertical del aparato en el que los medio son que la tubería transportadora de tornillo sin fin está montada en un gradiente de modo que la salida está encima de la entrada.
La figura 9 muestra una sección transversal vertical del aparato en el que ha entrado un flujo de aire en el pozo (en el caso ilustrado los medios en comunicación con la salida de la tubería transportadora de tornillo sin fin son un rebosadero).
La figura 10 muestra una sección transversal vertical del aparato en el que un deflector está situado en el extremo inferior del pozo en el que se evita que entre un flujo de aire en el pozo (en el caso ilustrado los medios en comunicación con la salida de la tubería transportadora de tornillo sin fin son un rebosadero).
La salida de la tubería transportadora de tornillo sin fin puede abrirse directamente en la tubería transportadora de aire. Sin embargo, en una forma de la invención se prefiere si la salida de aire transportador de tornillo sin fin se abre en un pozo que se conecta con la tubería transportadora de aire. Más preferiblemente el pozo está orientado de modo que el material puede fluir hacia abajo y al interior de la tubería transportadora de aire. Todavía más preferiblemente el pozo es sustancialmente vertical. En general el pozo sólo contendrá dos aberturas, concretamente la salida de la tubería transportadora de tornillo sin fin y la abertura en la que el extremo inferior del pozo se conecta con la tubería transportadora de aire. Con respecto a esto el pozo puede considerarse como un sistema cerrado.
La tubería transportadora de tornillo sin fin puede estar situada en cualquier orientación alrededor de un eje vertical con respecto a la tubería transportadora de aire. En una forma la tubería transportadora de tornillo sin fin está en línea con la tubería transportadora de aire. En una forma alternativa la tubería transportadora de tornillo sin fin puede estar dispuesta de manera conveniente de modo que esté sustancialmente a 90 grados alrededor de un eje vertical con respecto a la tubería transportadora de aire.
Los medios para garantizar que el material particulado llene sustancialmente el espacio entre el transportador de tornillo sin fin y la pared del conducto al menos en el extremo de salida de la tubería transportadora pueden ser cualquier medio adecuado seleccionado de o bien (a) emplear un elemento que está en comunicación con la tubería
(6) transportadora de tornillo sin fin o la salida (6C) y restringe el flujo del material o bien (b) montar la tubería transportadora de tornillo sin fin en un gradiente o en una orientación sustancialmente vertical, de modo que la salida (6C) está colocada más alta que la entrada (6A).
Los medios para restringir el flujo de material serán normalmente un miembro de constricción que proporciona a la tubería transportadora de tornillo sin fin o a la salida un área de sección transversal inferior al área de sección transversal de la tubería transportadora de tornillo sin fin o salida sin el miembro de constricción. El miembro de constricción puede reducir el área de sección transversal en una cantidad significativa. En general este miembro de concentración obstruirá al menos el 5 o el 10% del área de sección transversal y normalmente más. El miembro de constricción puede cubrir hasta el 80 o el 85% o más del área de la tubería transportadora de tornillo sin fin o salida. Normalmente esto puede ser de entre el 15 y el 75%, por ejemplo entre el 20 y el 70%.
Estos medios tienden a prevenir que el aire de la tubería transportadora de aire escape a través de la tubería transportadora de tornillo sin fin y salga a través de la entrada. Además, parece que estos medios también inducen la compresión de una acción del material particulado dentro de al menos el extremo de salida de la tubería transportadora de tornillo sin fin.
Esto parecer tener la ventaja de que el material se transporta de manera más eficaz al aparato de humectación sin ninguna pérdida de presión de aire y además no se sopla material, por ejemplo materiales finos, desde la entrada hasta la tubería transportadora de tornillo sin fin y, cuando está equipado, un depósito de suministro de material (por ejemplo una tolva) lo que crearía un problema de formación de polvo fino y tendería a soplar material de tamaño incluso más grande fuera del aparato. Además, el material higroscópico se transporta satisfactoriamente al aparato de humectación sin experimentar los problemas de formación de aglomeración y/o bloqueo del aparato. El aparato también permite la formación de disoluciones o diluciones acuosas que son sustancialmente homogéneas y sustancialmente libres de grumos, aglomerados u ojos de pescado.
La figura 2 demuestra que cuando la tubería transportadora de tornillo sin fin no tiene medios para inducir el llenado del espacio entre el tornillo sin fin y una pared del conducto, permite el escape de aire (6E) a través de la tubería transportadora de tornillo sin fin y a través de la tolva de almacenamiento de polvo creando un problema de formación de polvo fino (6F).
La tubería transportadora de aire estará dotada de manera deseada de una velocidad de flujo de aire y presión que se consideran adaptadas a la aplicación particular. En general será una presión y velocidad de flujo suficientes para llevar el material particulado a la unidad de preparación. Normalmente la velocidad será de al menos 10 m3/h, por ejemplo hasta 300 m3/h o más, pero habitualmente no más de 400 m3/h. A menudo la velocidad será de al menos 100 ó 200 m3/h. La presión de aire será de al menos 20 milibares (2.000 pascales), frecuentemente de al menos 50 milibares (5.000 pascales) pero habitualmente no más de 500 milibares (50.000 pascales). Preferiblemente la presión de aire será de hasta 200 milibares (20.000 pascales) y más preferiblemente de hasta 150 milibares
(15.000 pascales).
Preferiblemente la tubería transportadora de aire comprenderá un conducto que tiene una superficie interna que tiene propiedades antiestáticas. Esto puede lograrse construyendo la tubería transportadora de aire a partir de un material antiestático o alternativamente aplicando una superficie antiestática que cubre a la pared interna del conducto transportador de aire. La superficie interna antiestática previene chispas de descarga estática y también previene que se adhieran partículas del material que se transporta a la superficie interna. Recubrimientos de superficie antiestáticos adecuados están disponibles comercialmente.
Normalmente la tubería transportadora de aire comprenderá un conducto adecuado para transportar las partículas a la unidad de preparación. Normalmente un conducto de ese tipo tendrá un diámetro interno de al menos 30 ó 40 mm
o 50 mm y en algunos casos de hasta 80 mm o incluso 100 mm. Habitualmente el diámetro interno estará en el intervalo de entre 50 mm o 55 mm y 75 mm u 80 mm. La tubería transportadora de aire puede construirse a partir de un material flexible o rígido. Puede ser, por ejemplo, plástico, caucho o metal, etc.
La elección de la bomba de aire y la tubería transportadora de aire se elegirá para proporcionar un flujo adecuado del material particulado. En general se elegirá para proporcionar una velocidad de flujo de entre 1 y 70 m/s. Normalmente estará en el intervalo de 5 a 45 m/s, especialmente para polímeros particulados hinchables en agua o solubles en agua, incluyendo polielectrolitos. En algunos casos puede ser deseable que sea inferior a 25 m/s.
En algunos casos, normalmente cuando la tubería transportadora de aire tiene un diámetro de menos de 50 mm y el flujo de aire supera 25 m/s, una proporción de aire pequeña pasa al interior del pozo (8) y crea un vórtice de aire dentro de la cámara de pozo. Esto se ilustra en la figura 9. Cuando el material particulado está transportándose desde la tubería transportadora al interior del pozo el vórtice de aire no parece tener ningún efecto perjudicial. De hecho puede incluso tener un efecto beneficioso de lavar las superficies internas del pozo y prevenir que el polvo se adhiera a las paredes. Sin embargo, cuando no está transportándose el material particulado en determinados casos el vórtice puede retirar material particulado del extremo de la tubería transportadora de tornillo sin fin. Habitualmente esto sólo será relevante cuando los medios son según las realizaciones específicas incluyendo el rebosadero ilustrado en la figura 4, la tapa ilustrada en la figura 7 y la tubería transportadora de tornillo sin fin inclinada ilustrada en la figura 8. En casos extremos hay un riesgo de que todos los materiales particulados presentes en el espacio entre el transportador de tornillo sin fin y el conducto que rodea al transportador de tornillo sin fin se retiren mediante el vórtice de aire. En una circunstancia de ese tipo el efecto de estanquidad de aire dentro de la tubería (6) transportadora de tornillo sin fin se verá comprometido.
Por tanto cuando la tubería (3) transportadora de aire tiene un diámetro de menos de 50 mm en general es deseable mantener un flujo de aire de menos de 25 m/s, o al menos ajustar el flujo de aire en consecuencia cuando se detiene el transporte de material particulado. Además, en algunos casos cuando el diámetro de la tubería transportadora de aire es de aproximadamente 80 mm o más también es posible que se desarrolle un vórtice de aire en el pozo (véase la figura 9). Esto correrá el riesgo de las mismas desventajas a las descritas anteriormente cuando se detiene el transporte de material particulado.
De manera inesperada se ha encontrado que cuando la tubería transportadora de aire tiene un diámetro de aproximadamente 80 mm o más la inclusión de un deflector (25) situado en la base del pozo en la pared del pozo opuesta a la dirección del flujo del aire y se mantiene el flujo de aire por debajo de 25 m/s y se previene que se desarrolle un vórtice de aire en el pozo. Esto se ilustra en la figura 10. El deflector redirige suficiente flujo de aire que de lo contrario habría entrado en el pozo con el fin de prevenir la formación de un vórtice de aire de cualquier resistencia significativa.
El deflector puede formarse mediante la adición de un componente mecanizado que se ajusta en la base del pozo en la pared del pozo opuesta a la dirección del flujo de aire en la tubería transportadora de aire. Alternativamente el deflector puede construirse en el diseño del pozo (8) mediante la conformación, o inclinación o curvado de la pared. Cuando el deflector es un componente mecanizado puede ser por ejemplo una placa, desviador o un prisma que tiene una base que se ajusta en la pared cilíndrica del pozo.
Normalmente el deflector puede construirse a partir del mismo material o similar al pozo o la tubería transportadora de tornillo sin fin. En cualquier caso en general se construye a partir de un material duradero duro tal como metal o aleación metálica.
Preferiblemente el deflector se extenderá a través del diámetro del pozo de modo que al menos el 5% y hasta el 60%, frecuentemente entre el 10 y el 50%, preferiblemente entre el 15 y el 30% del área de sección transversal se cubre por el deflector. Alternativamente el deflector se extiende a través del pozo de modo que la distancia de sección transversal entre la pared del pozo más cercana a la dirección del flujo de aire en la tubería transportadora de aire y el deflector puede ser de al menos 10 mm y puede ser de hasta 100 mm o más pero habitualmente entre 50 y 80 mm, preferiblemente entre 55 y 75 mm.
Cuando los medios son un elemento que está en comunicación con la tubería (6) transportadora de tornillo sin fin o la salida (6C) pueden ser por ejemplo un elemento que obstruye parcialmente dicha salida o dicha tubería transportadora de tornillo sin fin tras el extremo del tornillo sin fin restringiendo de ese modo el flujo del material o alternativamente un miembro flexible que se ajusta sustancialmente sobre la salida restringiendo de ese modo el flujo del material.
En una forma particularmente preferida de la invención la tubería (6) transportadora de tornillo sin fin o la salida (6C) está en comunicación con un rebosadero (19) sobre el cual debe pasar el material. El rebosadero puede ser un miembro anular con un orificio de diámetro inferior al diámetro de la tubería transportadora de tornillo sin fin en el que el miembro anular se encuentra dentro de la tubería transportadora de tornillo sin fin tras el extremo del tornillo sin fin o puede ajustarse en el extremo de la tubería transportadora de tornillo sin fin en la salida. Normalmente el orificio será concéntrico con la tubería transportadora de tornillo sin fin aunque alternativamente el miembro anular puede equiparse con un orificio en una posición excéntrica.
Alternativamente el rebosadero puede estar en forma de una pared o dique que se ajusta a través de una parte de la tubería transportadora de tornillo sin fin tras el tornillo sin fin o la salida. Habitualmente este tipo de rebosadero se situará a través de la parte inferior de la tubería transportadora de tornillo sin fin tras el tornillo sin fin o a través de la parte inferior de la salida. El rebosadero puede estar en forma de una pared sustancialmente vertical que se sitúa a través de la tubería transportadora de tornillo sin fin o la salida. Alternativamente el rebosadero puede estar en forma de una pared que está inclinada de modo que la cara de una pared dirigida al tornillo sin fin forma un ángulo con la base de la tubería transportadora de tornillo sin fin o la salida superior a 90 grados e inferior a 180 grados, habitualmente de entre 90 y 135 grados. En otra forma el rebosadero puede ser una pared que tiene una cara inclinada dirigida al tornillo sin fin y una cara sustancialmente vertical dirigida a la dirección opuesta. En una forma el rebosadero puede ser una forma de prisma.
En la figura 4 se muestra una representación adecuada. El rebosadero sirve para restringir el flujo de material y hace que el material llene esencialmente el espacio entre el tornillo sin fin y la pared interna de la tubería transportadora. El rebosadero puede ser al menos una proporción significativa del área de la salida. En general será al menos el 5 o el 10% y habitualmente más. El rebosadero puede ser de hasta el 80 o el 85% o más del área de la salida. Normalmente puede estar entre el 15 y el 75%, por ejemplo entre el 20 y el 70%. El rebosadero puede situarse sustancialmente en la salida o al menos en el extremo del tornillo sin fin.
Alternativamente, el rebosadero puede situarse en una posición extendida desde el extremo del tornillo sin fin o la tubería transportadora de tornillo sin fin. Cuando el rebosadero se sitúa como tal puede conectarse a la tubería transportadora de tornillo sin fin por medio de un elemento (20) de conexión. La posición del rebosadero desde el extremo del tornillo sin fin o tubería transportadora de tornillo sin fin puede variar dependiendo del material que se transporta y también la velocidad de transporte. También dependerá del diámetro de la tubería transportadora de tornillo sin fin. Por ejemplo la distancia del rebosadero desde el extremo del tornillo sin fin toda la tubería transportadora de tornillo sin fin estará normalmente entre 0 y 500 mm para un diámetro de tubería transportadora de tornillo sin fin de hasta 51 mm.
Normalmente el rebosadero, y el elemento de conexión cuando se incluye, se fabricará de un material adecuado que es preferiblemente rígido. Habitualmente será metálico, por ejemplo hierro o acero. En general el rebosadero y el elemento de conexión tendrán un espesor de al menos 3 mm y habitualmente de no más de 10 mm.
En otra forma preferida de la invención la salida (6C) está en comunicación con un elemento (21) de compresión. En la figura 5 se muestra una representación adecuada. El elemento de compresión debe cubrir sustancialmente la salida y en el que el elemento de compresión se mantiene en su lugar por medio de un miembro (22) de compresión. El elemento de compresión proporciona restricción axial controlada al colocarse en el extremo de la tubería transportadora de tornillo sin fin en la salida. De ese modo se restringe el flujo del material particulado desde la tubería transportadora de tornillo sin fin y se induce que el material particulado llene sustancialmente el hueco entre el tornillo sin fin y la pared interna de la tubería transportadora de tornillo sin fin al menos en el extremo de salida. El elemento de compresión puede tener cualquier forma adecuada que cubre sustancialmente el extremo de la salida. Puede tener por ejemplo forma cuadrada, rectangular, triangular, hexagonal, octagonal o cualquier otra forma pero preferiblemente es sustancialmente circular. El elemento de compresión puede fabricarse de cualquier sustancia adecuada que proporciona rigidez suficiente para proporcionar el flujo restringido requerido cuando se mantiene en su lugar por el miembro (22) de compresión. La sustancia usada para preparar el elemento de compresión puede ser ligeramente flexible o ligeramente elástica pero en general será sustancialmente rígida. De manera adecuada el elemento de compresión puede fabricarse de metal, plástico, caucho, etc., pero preferiblemente se fabrica de metal. Preferiblemente el elemento de compresión se fabricará de una placa metálica, normalmente de al menos 3 mm pero habitualmente de no más de 10 mm. Más preferiblemente el elemento de compresión tendrá un revestimiento de caucho que recubre la placa metálica. Normalmente un revestimiento de caucho de este tipo oscilará entre 0,25 mm y1 ó 2 mm.
El miembro (22) de compresión debe proporcionar fuerza suficiente para mantener el elemento de compresión sustancialmente sobre la salida (6C), pero para permitir movimiento suficiente del elemento (21) de compresión para permitir el flujo restringido del material particulado desde la salida. El miembro de compresión puede permitir movimiento en cualquier dimensión, por ejemplo movimiento lateral, hacia arriba o hacia abajo en relación con el eje del tornillo sin fin. Sin embargo, se prefiere que el movimiento del elemento de compresión esté sustancialmente en línea con el eje del tornillo sin fin. De manera adecuada el miembro de compresión se selecciona de cualquiera del grupo que consiste en una acción de muelle, acción neumática, acción hidráulica y acción generada eléctricamente, siempre que se ejerza fuerza suficiente sobre el elemento de compresión para permitir el flujo restringido tal como se especificó anteriormente. Preferiblemente, el miembro de compresión comprende una acción de muelle. De manera adecuada el miembro de compresión proporcionará una fuerza axial en el intervalo de una fuerza de entre 2 Newton y 20 Newton.
En una realización adicional preferida de la presente invención la salida (6C) está en comunicación con un elemento
(23) flexible. En la figura 6 se muestra un ejemplo de esto. De manera deseada el elemento flexible cubre sustancialmente la salida y en el que el elemento flexible se monta al extremo del transportador (6B) de tornillo sin fin con el fin de mantener el elemento flexible sustancialmente sobre la salida (6C). Debe haber movimiento suficiente posible en el elemento flexible para permitir el flujo restringido del material desde la salida. Tal como se proporcionó anteriormente tal flujo restringido debe permitir que el material particulado llene el hueco entre el transportador de tornillo sin fin y la pared interna de la tubería transportadora de tornillo sin fin al menos en el extremo de salida de la tubería transportadora. De manera adecuada el elemento flexible puede fabricarse de cualquier sustancia flexible o elástica adecuada siempre que el elemento presente flexibilidad suficiente para permitir que se flexione suficientemente para permitir que el material particulado pase alrededor del mismo y sin embargo para volver a su posición original cubriendo sustancialmente la salida. Normalmente el elemento flexible puede formarse a partir de cualquiera de caucho, plástico flexible o metal de muelle.
Todavía en una forma preferida adicional de la invención la salida (6C) está en comunicación con una tapa (24) abisagrada. En la figura 7 puede encontrarse un ejemplo de esto. La tapa abisagrada debe cubrir sustancialmente la salida y mantenerse en posición por medio de gravedad o un miembro de compresión que proporciona fuerza suficiente para mantener la tapa abisagrada sustancialmente sobre la salida (6C) y aún permitir el movimiento suficiente de la tapa abisagrada para permitir un flujo restringido del material particulado desde la salida. Tal como se proporcionó anteriormente tal flujo restringido debe permitir que el material particulado llene el hueco entre el transportador de tornillo sin fin y la pared interna de la tubería transportadora de tornillo sin fin al menos en el extremo de salida de la tubería transportadora. Cuando la tapa está abisagrada desde la parte superior de la salida en la tapa puede hacerse funcionar por medio de gravedad. Este peso por gravedad puede lograrse empleando una tapa de masa suficiente o fijando un peso adecuado a la tapa suficiente para permitir de la tapa se cierre sobre la salida (6C) y aún permitir un flujo restringido del material particulado desde la salida. Cuando se emplea el peso por gravedad la tapa abisagrada debe tener una masa en la región de al menos 150 g y habitualmente al menos 200 g. La masa puede ser de hasta 1 ó 2 kg pero habitualmente es inferior a esto. Al requerir que la tapa abisagrada tenga la masa indicada anteriormente o bien se forma la tapa abisagrada de un material que proporcionará la masa requerida o bien se fija un peso adecuado a la tapa abisagrada. En general la tapa abisagrada será de una construcción rígida habitualmente un metal, tal como hierro o acero. En general tendrá un espesor de al menos 3 mm y habitualmente no más de 10 mm. Tal como se proporcionó anteriormente este flujo restringido debe permitir que el hueco entre el transportador de tornillo sin fin y la pared interna de la tubería transportadora de tornillo sin fin se llene sustancialmente al menos en el extremo de salida.
Como una alternativa al peso por gravedad en la tapa abisagrada, puede hacerse funcionar mecánicamente mediante el uso de un miembro de compresión. En esta forma la tapa puede abisagrarse desde cualquier posición alrededor de la salida, por ejemplo la parte superior, la parte inferior o el lado de la salida. De manera adecuada el miembro de compresión se selecciona de cualquier grupo que consiste en una acción de muelle, acción neumática, acción hidráulica y acción generada eléctricamente, siempre que se ejerza fuerza suficiente sobre el elemento de compresión para permitir el flujo restringido tal como se especificó anteriormente. Preferiblemente, el miembro de compresión comprende una acción de muelle. El miembro de compresión puede ser tal como se definió anteriormente con respecto al elemento de compresión.
Aún en otra realización preferida los medios proporcionados para garantizar que el material llene sustancialmente el espacio entre el transportador de tornillo sin fin y la pared del conducto comprenden montar la tubería (6) transportadora de tornillo sin fin como un gradiente o una orientación sustancialmente vertical, de modo que la salida (6C) está colocada más alta que la entrada que alimenta el material particulado en la entrada (6A) de la tubería transportadora de tornillo sin fin. En la figura 8 se facilita un ejemplo de esta realización.
La tubería transportadora de tornillo sin fin puede orientarse a cualquier ángulo adecuado a partir de horizontal con el fin de facilitar que el material particulado llene el hueco entre el transportador de tornillo sin fin y el conducto. Normalmente será un ángulo de 20º a 60º y preferiblemente de entre 25º y 50º.
En una forma adicional de la invención los medios para garantizar que el material llene sustancialmente el espacio entre el transportador de tornillo sin fin y la pared del conducto al menos en el extremo de salida de la tubería transportadora comprenden
(a)
la tubería (6) transportadora de tornillo sin fin o la salida (6C) está en comunicación con un elemento que restringe el flujo de material desde la salida, y/o
(b)
la tubería (6) transportadora de tornillo sin fin está montada en un gradiente o una orientación sustancialmente vertical, de modo que la salida (6C) está colocada más alta que la entrada (6D).
Por tanto puede usarse cualquiera de las formas mencionadas anteriormente de la invención en las que se incluye un elemento que restringe el flujo de material en combinación con el montaje de la tubería transportadora de tornillo sin fin en un gradiente o una orientación sustancialmente vertical.
Aún en una forma adicional de la invención los medios para garantizar que el material llene sustancialmente el espacio entre el transportador de tornillo sin fin y la pared del conducto son al menos dos de los elementos mencionados anteriormente que restringen el flujo de material de la salida. Una combinación particularmente preferida es en la que los medios incorporan dotar la tubería transportadora de tornillo sin fin o salida de un rebosadero (19) además de que la salida (6C) esté en comunicación con una tapa (24) abisagrada.
En cualquiera de las formas de la invención el transportador de tornillo sin fin es a menudo un mecanismo de alimentación de tornillo que consiste normalmente en un tornillo sin fin de alimentación individual. No obstante, puede ser deseable emplear múltiples tornillos sin fin especialmente para el material particulado que es difícil de transportar usando un tornillo sin fin individual.
Con el fin de ayudar al flujo del material particulado desde el almacenamiento y el alimentador hasta la unidad de preparación puede ser deseable para instalar interruptores de puente y/o dispositivos vibradores. Pueden incorporarse sensores control y de alarma, incluyendo, pero sin limitarse a, sensores de nivel en la tolva (4) de almacenamiento, la caja (5) alimentadora y el pozo (8). También puede ser deseable incluir sensores de presión o flujo en la tubería (3) transportadora de aire.
Es particularmente deseable que la tubería transportadora de tornillo sin fin esté llena de manera sustancialmente completa de material particulado durante el funcionamiento del aparato. También se prefiere particularmente que se comprima de manera suficiente el polvo para crear una estanquidad de aire. No obstante, los medios para inducir el llenado del espacio entre el transportador de tornillo sin fin y la pared interna del conducto debe ajustarse de tal manera que no se comprima en exceso el material particulado ya que esto provocará fricción y sobrecalentamiento o atasque del transportador de tornillo sin fin.
Preferiblemente el transportador de tornillo sin fin debe ser de una construcción sólida que contiene un miembro sólido a través del eje central ya que esto es más probablemente que permita el llenado y la compactación apropiada dentro de la tubería transportadora de tornillo sin fin. Un transportador de tornillo sin fin construido en una hélice abierta (como muelle helicoidal) puede no ser tan deseable como el tornillo sin fin de construcción sólida ya que no puede proporcionar la capacidad de permitir el llenado y la compactación del material particulado en el mismo grado.
En cualquiera de las formas del aparato definido anteriormente puede ser deseable que el paso del transportador (6B) de tornillo sin fin se reduzca desde la entrada hasta la salida. Preferiblemente, el paso del tornillo sin fin se reducirá gradualmente desde el extremo de accionamiento, más cercano a la entrada, hasta el extremo de salida. Se ha encontrado que esto tiene el efecto de comprimir el polvo a medida que se transporta mediante tornillo hacia la salida. Esto ayuda a prevenir el escape de aire a través de la tubería que contiene el tornillo sin fin lo que también previene la pérdida de presión en la tubería transportadora de aire. Aunque esta disminución del paso puede aplicarse a cualquiera de las formas mencionadas anteriormente del aparato, se prefiere que se aplique a la forma mencionada anteriormente de la invención en la que la tubería transportadora de tornillo sin fin está montada en un gradiente o verticalmente.
La unidad de preparación puede ser cualquier equipo en el que el material se hidrata o disuelve para formar una dilución acuosa o disolución acuosa. En general la unidad de preparación incorporará el equipo que provoca la humectación de las partículas poliméricas y después el mezclado para hidratar el polímero de modo que o bien se disuelve o bien al menos forma una dilución acuosa. Tales unidades de preparación también puede denominarse unidades de producción descendente o módulo de hidratación.
De manera adecuada la unidad de preparación comprenderá un cabezal (9) de humectación de material que es para poner en contacto el material particulado hinchable en agua o soluble en agua con agua, y un recipiente (14) de mezclado. El material particulado que se hidrata o se disuelve debe hidratarse o disolverse para formar una disolución acuosa o dilución acuosa uniforme. En general el material particulado soluble en agua se disolverá para formar una disolución acuosa mientras que el material particulado hinchable en agua que es insoluble en agua se hidratará para formar una dilución acuosa uniforme.
Más preferiblemente la unidad de preparación del aparato tendrá un cabezal (9) de humectación de material que comprende:
un conducto (9A) de humectación sustancialmente vertical que está abierto en su extremo inferior,
una entrada de conducto que está en el extremo superior del conducto (9A) de humectación y sustancialmente coaxial con el conducto.
En esta forma preferida el material particulado se suministra a la entrada de conducto de la tubería (3) transportadora de aire. Pueden colocarse orificios de pulverización de agua dentro de la parte superior del conducto de humectación radialmente hacia fuera de la entrada de conducto y disponerse de tal manera que dirigen pulverizaciones de agua hacia abajo en el conducto de humectación con el fin de humectar el material particulado. Además, en esta forma preferida existe un medio para proporcionar un suministro de agua a los orificios de pulverización de agua.
Las unidades de preparación de material adecuadas están disponibles comercialmente y pueden usarse junto con la presente invención. En general todas estas incluirán cabezales de humectación de material. Se describen cabezales de humectación adecuados por ejemplo en los documentos US 4086663 y US 5660466. Otro ejemplo de una unidad de preparación se describe en el documento WO 02/092206.
El material particulado hinchable en agua o soluble en agua puede ser cualquier material que se combina normalmente con agua para preparar una disolución acuosa o una dilución acuosa. Preferiblemente será un polímero hinchable en agua o soluble en agua. Normalmente el polímero puede ser un polímero sintético o un polímero natural. Los polímeros naturales incluirán polisacáridos, por ejemplo almidón particulado, goma guar, dextrano y goma xantana, etc. Preferiblemente el polímero será sintético y estará habitualmente formado a partir de monómeros etilénicamente insaturados y habitualmente tendrá un peso molecular relativamente alto. Los polímeros adecuados incluyen polímeros de acrilamida incluyendo homopolímeros y copolímeros de acrilamida con monómeros aniónicos tales como ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido 2-acrilamido-2-propanosulfónico y similares y copolímeros de acrilamida con monómeros catiónicos tales como (met)acrilato de dialquilaminoalquilo, dialquilaminoalquil(met)acrilamida incluyendo sales de amonio cuaternario, etc.
Los polímeros pueden estar en forma de perlas o polvo. Normalmente la distribución de tamaño de partícula dentro del polímero puede oscilar entre 20 micrómetros y 2000 micrómetros y a menudo entre 15 micrómetros y 1500 micrómetros. A menudo la distribución de tamaño de partícula promedio en peso no será superior a 2000 micrómetros y a menudo será de entre 800 micrómetros y 1500 micrómetros.
Un aparato típico para proporcionar una disolución o dilución acuosa de un material particulado hinchable en agua o soluble en agua contiene una tolva (4) de almacenamiento de polvo montada encima de una caja (5) alimentadora de tornillo sobre la entrada (6D) de una tubería (6) transportadora de tornillo sin fin. La tubería transportadora de tornillo sin fin contiene un transportador (6B) de tornillo sin fin que se alimenta por un motor (7) de accionamiento. El transportador de tornillo sin fin está situado dentro de un conducto (6A) definido por una pared y una salida (6C) a través de la cual sale material particulado de la tubería transportadora de tornillo sin fin. La tubería transportadora de tornillo sin fin se abre en un pozo (8) por el cual puede caer el material particulado por gravedad en una tubería (3) transportadora de aire a través de la cual se bombea aire por medio de un soplador (1) en el que se alimenta aire a través de una entrada (2) de aire. La entrada puede adaptarse de tal manera que se previene la entrada de aire húmedo y material residual. La tubería transportadora de aire transporta el material particulado a una unidad (18) de preparación de material. La unidad de preparación de material tiene un cabezal (9) de humectación en el que la tubería transportadora de aire alimenta el material particulado a través del otro extremo de manera central. El cabezal de humectación suministra agua a través de una tubería (10) de alimentación de agua por medio de una bomba (11) de agua. El material particulado y el agua se combinan dentro del cabezal de humectación y las partículas humectadas y el agua caen por medio de gravedad en un tanque (14) que se mezcla por medio de un agitador (12) alimentado por un motor (13) de accionamiento. La unidad de preparación también puede contener una alimentación (17) de agua adicional. Puede retirarse una disolución o dilución acuosa del material particulado del tanque (14) a través de una tubería de alimentación de producto acuoso por medio de una bomba (16).
El procedimiento que emplea dicho aparato de la presente invención también puede automatizarse. Esto puede controlarse por ejemplo por sensores (15) de nivel en el tanque. Esto puede ser una serie de sondas de nivel conductoras, o un sensor de presión en el fondo del recipiente, o un dispositivo ultrasónico/de radar, o mediante diversas presiones que se montan en el recipiente. Esto puede hacerse funcionar de modo que cuando el material particulado se dispersa o se disuelve de manera correcta, una bomba (16) transferirá la disolución o dilución a un recipiente de mantenimiento. Normalmente la bomba (16) puede sustituirse por una válvula accionada en el caso en el que se usa la transferencia por gravedad. En el caso de un procedimiento continuo la bomba (16) puede ser una bomba que dosifica la disolución a un procedimiento.
En un método típico de emplear la invención en un procedimiento de tipo discontinuo y empezando con un recipiente (tanque) (14) de mezclado vacío, el soplador (1) comenzará y la válvula (11) de agua se abrirá permitiendo un flujo de agua a través de la tubería (10) de agua y el cabezal (9) de humectación. Si se requiere, un suministro (17) de agua de llenado rápido también comenzará a llenar el recipiente. El soplador (1) se ejecutará preferiblemente en esta fase con el fin de prevenir la tendencia de la tubería transportadora a humedecerse de otro modo.
El nivel de líquido en el recipiente (14) se monitorea mediante los controles (15) de nivel y cuando el nivel de líquido en el recipiente cubre el agitador (12), si se emplea, se apagará el sistema (17) de llenado rápido, la bomba (7) de accionamiento de la tubería transportadora de tornillo comenzará y accionará el transportador (6B) de tornillo sin fin que comenzará a alimentar el material particulado al interior de la tubería (3) transportadora, y el agitador (12) comenzará. La concentración de la disolución o dilución acuosa dependerá del volumen de agua añadido al recipiente y del peso del material particulado alimentado al recipiente. El volumen de agua se controla mediante los controles (15) de nivel y la cantidad de polvo puede controlarse mediante un cronómetro de alimentación o puede controlarse mediante una pérdida de peso en la tolva de almacenamiento de polvo. Un sistema de pérdida de peso normalmente emplea el montaje de la tolva de almacenamiento de polvo sobre las células de carga.
El material particulado y el agua continuarán alimentándose al recipiente hasta que se ha añadido la cantidad recomendada del polvo, momento en el cual se detendrá el transportador (6B) de tornillo sin fin. En este punto, si se emplea, se reiniciará el llenado (17) rápido. Cuando el nivel de líquido en el recipiente alcanza un nivel alto predeterminado, se apagará la válvula (11) de agua y, si se emplea, el llenado (17) rápido, y se detendrá el soplador (1). Tras un tiempo preestablecido suficiente para permitir que la disolución o dilución se homogenice o envejezca se detendrá el agitador (12). Si el recipiente de almacenamiento está vacío, la disolución mezclada y envejecida se transferirá por la bomba (16) al recipiente de almacenamiento. Entonces se repetirá el ciclo anterior.
En otro procedimiento típico de hacer funcionar el aparato puede emplearse un sistema de mezclado continuo. En un sistema de mezclado continuo de ese tipo, se retirará material particulado del recipiente (14) de mezclado mediante la bomba (16), y el nivel en el recipiente disminuirá. Normalmente para ese tipo de procedimiento, el soplador (1) y el agitador (12) se ejecutarán de manera continua, o pueden tener un temporizador de corte para detenerlos en el caso de que no se produzca un ciclo lleno durante un tiempo preestablecido. Cuando el nivel de líquido alcanza un punto predeterminado, comenzará la válvula (11) de agua y, si se emplea, el llenado (17) rápido, y tras un retardo preestablecido (por ejemplo de 1 a 10 segundos), comenzará el transportador (6B) de tornillo sin fin, y se transportará polvo a través de la tubería (3) transportadora para humectarse mediante el cabezal (9) de humectación antes de caer en el recipiente de mezclado. Para el procedimiento continuo, el flujo de agua total y la velocidad de alimentación de polvo son valores fijados.
Cuando el líquido alcanza un nivel alto predeterminado, el transportador (6B) de tornillo sin fin se detiene, y tras un tiempo de retardo preestablecido (segundos), se cierra la válvula (11) de agua y, si se emplea, el llenado (17) rápido.
Se repite el ciclo anterior.
El siguiente ejemplo ilustra adicionalmente la invención.
Ejemplo
Para el siguiente ejemplo, los números de piezas de elementos se refieren a la figura 3 esquemática.
5 a) Sistema de preparación discontinua de polímeros de alta capacidad típico usando tobera eyectora de tipo Venturi de polvo, y transporte de polvo neumático. Especificación del ejemplo:
• tanque (14) de mezclado de 40 m3 completo con un agitador (12 y 13)
• bomba (16) de transferencia con una velocidad de 50 m3/h 10 • alimentación (10 y 11) de agua de 500 lpm al cabezal (9) de humectación
•
tubería (16) de llenado rápido de 1000 l/m
•
soplador (1) de 7,5 kW
•
alimentador (6) con D.I. de 50 mm – alimentación máxima debido a restricciones del transporte de 3,5 kg/min.
•
D.I. de 3’’ (76 mm), distancia máxima de la tubería transportadora de 15 m.
15 Suponiendo las especificaciones anteriores, el tiempo de ciclo discontinuo para mezclar y transferir una disolución al 0,5% de polielectrolito para este sistema es nominalmente de 176,6 minutos, proporcionando una capacidad de rendimiento promedio de 68 kg/h de polvo. Esto se basa en el tiempo de envejecimiento de 60 minutos después de que el nivel en el tanque de mezclado alcance un nivel alto. El llenado rápido sólo se ejecuta cuando no está alimentándose polvo. Normalmente, el ruido de este sistema medido a una distancia de 1 m es >=84 dB(A).
20 b) Invención.
Si se usa el mismo equipo básico y parámetros que en (1a) anterior y se modifica con el nuevo alimentador de tornillo:
• La pieza (8) de transición, se retira la tobera eyectora de tipo Venturi y se sustituye por un paso de conexión simple.
25 • Se sustituye el soplador (1) por un soplador de 1,3 kw.
• Se sustituye la tubería (3) transportadora por un tubo con D.I. de 2’’ (D.I. de 51 mm).
Con esta configuración, la velocidad del alimentador de tornillo puede aumentarse hasta >= 5 kg/min., la distancia del transporte puede aumentarse hasta 30 m. El tiempo de ciclo discontinuo para mezclar y transferir una disolución al 0,5% de polielectrolito para este sistema es
30 ahora nominalmente de 168 minutos, proporcionando una capacidad de rendimiento promedio de 71,4 kg/h de polvo. Esto se basa en el tiempo de envejecimiento de 60 minutos después de que el nivel en el tanque de mezclado alcance un nivel alto. El llenado rápido sólo se ejecuta cuando no está alimentándose polvo.
El ruido de este sistema alimentador medido a una distancia de 1 m es <=74 dB(A). c) Ventajas de la invención en el ejemplo anterior: 35 - un soplador menor proporciona una reducción del 82% en el consumo de potencia (kWh) para este elemento
-
un soplador menor proporciona un ahorro de coste del 86% en este elemento
-
una tubería transportadora con un diámetro menor proporciona un ahorro de coste del 35% por metro en este
elemento
-
puede aumentarse el límite de la tubería transportadora en un 100% de longitud
-
ruido reducido desde 84 hasta 74 dB(A)
-
se aumenta el rendimiento promedio de polvo en un 4,8%
-
retirada del conjunto de tipo Venturi, véase aumentó del coste de modificaciones del alimentador, coste neutro.

Claims (8)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Método para formar una dilución acuosa o disolución acuosa de un material hinchable o soluble en agua, en el que el material es un polímero hinchable en agua o soluble en agua con un tamaño de partícula promedio en peso de no más de 2000 !m, que comprende:
    proporcionar un aparato que comprende:
    una tubería (6) transportadora de tornillo sin fin que comprende un conducto (6A) definido por una pared y un transportador (6B) de tornillo sin fin dentro de dicho conducto, teniendo la tubería transportadora de tornillo sin fin una entrada (6D) a través de la cual entra material y una salida (6C) a través de la cual el material abandona la tubería transportadora de tornillo sin fin, y
    una tubería (3) transportadora de aire que comprende un conducto a través del cual una corriente de aire transporta el material a una unidad (18) de preparación en la cual se hidrata o se disuelve el material para formar una disolución acuosa o dilución acuosa uniforme,
    alimentar el material particulado al interior de la entrada (6A) de la tubería transportadora de tornillo sin fin,
    transferir el material a través de la tubería transportadora de tornillo sin fin a la salida (6C),
    permitir que el material entre en la tubería (3) transportadora de aire en la cual una corriente de aire transporta el material a una unidad (18) de preparación en la cual se hidrata o se disuelve el material para formar una disolución acuosa o dilución acuosa uniforme,
    caracterizado porque la tubería transportadora de aire está dotada de una presión de aire de al menos 20 milibares,
    en el que la tubería (6) transportadora de tornillo sin fin está dotada de medios para garantizar que el material llene sustancialmente el espacio entre el transportador de tornillo sin fin y la pared del conducto al menos en el extremo de salida de la tubería transportadora, en el que los medios se seleccionan de,
    (a)
    la tubería (6) transportadora de tornillo sin fin o la salida (6C) está en comunicación con un elemento que restringe el flujo de material desde la salida, y/o
    (b)
    la tubería (6) transportadora de tornillo sin fin está montada en un gradiente o una orientación sustancialmente vertical, de modo que la salida (6C) está colocada más alta que la entrada.
  2. 2.
    Método según la reivindicación 1, en el que la salida (6C) de la tubería transportadora de tornillo sin fin se abre en un pozo (8) que se conecta con la tubería (3) transportadora de aire de modo que el material que entra en el pozo puede fluir hacia abajo y al interior de la tubería (3) transportadora de aire.
  3. 3.
    Método según la reivindicación 2, en el que un deflector (25) está situado en la base del pozo (8) contra la pared del pozo opuesta a la dirección de flujo de aire en la tubería (3) transportadora de aire.
  4. 4.
    Método según cualquier reivindicación anterior, en el que la salida (6C) está en comunicación con un rebosadero
    (19) sobre el cual debe pasar el material, en el que el rebosadero está opcionalmente situado en una posición extendida desde el extremo de la tubería transportadora de tornillo sin fin por medio de un elemento (20) de conexión.
  5. 5.
    Método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que la salida (6C) está en comunicación con un elemento (21) de compresión, en el que dicho elemento de compresión cubre sustancialmente la salida y en el que el elemento de compresión se mantiene en su lugar por medio de un miembro (22) de compresión, proporcionando dicho miembro de compresión fuerza suficiente para mantener el elemento de compresión sustancialmente sobre la salida (6C), pero permitir movimiento suficiente del elemento de compresión para permitir un flujo restringido del material desde la salida.
  6. 6.
    Método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que la salida (6C) está en comunicación con un elemento (23) flexible, en el que dicho elemento flexible cubre sustancialmente la salida y en el que el elemento flexible está montado en el extremo del transportador (6B) de tornillo sin fin para mantener el elemento flexible sustancialmente sobre la salida (6C), en el que hay movimiento suficiente del elemento flexible para permitir un flujo restringido del material desde la salida.
  7. 7.
    Método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que la salida (6C) está en comunicación con una
    tapa (24) abisagrada, en el que dicha tapa abisagrada cubre sustancialmente la salida y se mantiene en posición por medio de la gravedad para un miembro de compresión que proporciona fuerza suficiente para mantener la tapa abisagrada sustancialmente sobre la salida (6C), pero permitir movimiento suficiente de la tapa abisagrada para permitir un flujo restringido del material desde la salida.
    5 8. Método según cualquier reivindicación anterior, en el que el paso del transportador (6B) de tornillo sin fin se reduce desde la entrada hasta la salida.
  8. 9. Método según cualquier reivindicación anterior, en el que la unidad de preparación comprende un cabezal (9) de humectación de material para poner en contacto el material con agua, y un recipiente (14) de mezclado en el que se hidrata o se disuelve el material para formar una disolución acuosa o dilución acuosa uniforme.
    10 10. Método según la reivindicación 9, en el que el cabezal (9) de humectación de material comprende:
    un conducto (9A) de humectación sustancialmente vertical que está abierto en su extremo inferior,
    una entrada de conducto que está en el extremo superior del conducto (9A) de humectación y sustancialmente coaxial con el conducto,
    en el que se suministra material a la entrada de conducto desde la tubería (3) transportadora de aire,
    15 orificios de pulverización de agua colocados dentro de la parte superior del conducto de humectación radialmente hacia fuera de la entrada de conducto y dispuestos para dirigir pulverizaciones de agua hacia abajo en el conducto de humectación para humectar el material particulado, y
    medios para proporcionar un suministro de agua a los orificios de pulverización de agua.
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