ES2600484T3 - Dispositivo de bombeo de doble cono - Google Patents

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Abstract

Un dispositivo de bombeo de doble cono (1200) que comprende dos conos (1220) que están axialmente instalados simétricamente con sus bases grandes en apoyo y giratorios alrededor del eje, y un árbol axial (1210) que conecta a medios de accionamiento, caracterizado por que el dispositivo de bombeo de doble cono adicionalmente comprende un disco plano (1230) y por lo menos dos álabes giratorios (1240) y en el que los dos conos (1220) están instalados de modo que sus bases grandes descansen en las caras opuestas del disco plano (1230); y los álabes (1240) están colocados simétricamente en los lados opuestos del disco plano (1230); el disco plano (1230) y los álabes (1240) son giratorios con los dos conos (1220).

Description

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DESCRIPCION
Dispositivo de bombeo de doble cono
La presente invencion globalmente se refiere a un dispositivo de bombeo. En particular, la invencion se refiere a un dispositivo de bombeo de doble cono para el mezclado en el procesamiento de alimentos y la agitacion de productos lfquidos, que incluye productos lfquidos que contienen partmulas. Mas particularmente, la invencion se refiere a un dispositivo de bombeo de doble cono para el mezclado y la agitacion en el interior de vasijas de procesamiento.
ANTECEDENTES
Es conocido en la industria del procesamiento de alimentos utilizar dispositivos de mezclado -agitacion construidos sobre el concepto de conos huecos que giran, en donde el lfquido es acelerado en los lados exterior e interior de los conos huecos. Sin embargo, puesto que esta implicado un flujo del producto lfquido en el lado mas interior de los conos huecos, existe una limitacion en el tamano de las partmulas que restringe la aplicacion practica de estos dispositivos de mezclado - agitacion. De hecho, estos tipos de dispositivos de mezclado - agitacion son utilizados principalmente para la transformacion en polvo o micronizacion.
El tema de conos o superficies cronicas giratorias es muy conocido en la literatura. Por ejemplo, Bruin, S., Distribucion de la velocidad en una pelmula de lfquido que fluye sobre una superficie conica giratoria, Ciencia de ingeniena qmmica 24, paginas 1647 - 1654, 1969. Bajo la influencia de la fuerza centnfuga, el flujo a lo largo de la superficie de un cono giratorio causa que el lfquido se acelere; esencialmente, el lfquido fluye desde la base pequena hacia la base grande del cono truncado. La aceleracion del lfquido a lo largo de la superficie conica es una funcion de la geometna de la superficie conica, la velocidad de giro y las propiedades de flujo del lfquido. Igualmente conocidas son las aplicaciones industriales de los conos giratorios como bombas, dispositivos de desgasificacion, controles de nivel, tales como los descritos por Henderson, M.H., Desgasificadores de cono hueco, Solicitud de patente americana US 2011/0219853 A1, 15 de setiembre de 2011.
Dispositivos de mezclado comercialmente disponibles funcionan sobre la ffsica de los conos giratorios. Por ejemplo, en la patente americana US 3170638 y en la patente americana 3170639 de Burton, L., se describe un cabezal de mezclado y desintegracion. Las patentes describen una geometna de doble cono en donde ambos conos son cuerpos huecos; esto es el lfquido es acelerado en ambas caras del cono hueco, la cara exterior y la cara interior. Una forma de realizacion describe una pieza de distancia (esto es una jaula) interpuesta entre las bases grandes de los dos conos, lo cual caracteriza orificios alargados que se extienden en la altura de la pieza. En otra forma de realizacion, existe un disco plano interpuesto entre las bases grandes de los dos conos; la periferia del disco puede estar ranurada o formada con una pluralidad de dientes extendidos; o incluso los dientes pueden ser estriados en forma de una cuchilla de sierra giratoria. Y despues existe otra forma de realizacion en la cual alabes inclinados en un angulo estan instalados en el interior de los conos huecos para aumentar la capacidad de bombeo del dispositivo.
Un dispositivo de mezclado de este tipo adicional provisto de un impulsor del tipo de doble cono se revela en el documento KR 2009/0043281 A. El mezclador comprende una parte de accionamiento, un arbol giratorio y uno o mas impulsores del tipo de doble cono provistos de uno o mas alabes a cada lado. El impulsor esta provisto para agitar eficazmente un material lfquido en un bano de reaccion de alta capacidad y un bano de reaccion profunda mediante oscilacion de una pieza de accionamiento.
Desde el punto de vista de la capacidad de bombeado, los dispositivos giratorios de doble cono actualmente ofrecidos en el mercado tienen limitaciones en terminos del tamano de las partfculas que pueden pasar a traves de los conos huecos; partmulas arrastradas a lo largo de la cara exterior de los conos no estan limitadas por el tamano.
En la patente americana US 5407271 de J0rgensen, P.J. y otros, se describe un mezclador giratorio y un cabezal dispersante integrados. Tiene una camara de mezclado giratoria de geometna cilmdrica equipada con cuchillas impulsoras que tienen extremos colocados fuera de la camara de mezclado para dirigir el lfquido al interior de la camara de mezclado y fuera a traves de algunos orificios alargados verticales realizados en la pared de la camara de mezclado. De forma similar, en la solicitud de patente americana US 2002/0118597 A1 de Korstvedt, H.O., se revela un cabezal de mezclado con flujo axial. Tiene una pantalla de mezclado giratoria de geometna cilmdrica que puede estar equipada con una variedad de elementos de alimentacion instalados en los extremos de la pantalla; estos elementos de alimentacion pueden ser de diferentes formas, incluyendo planas y conicas. Los elementos de alimentacion incluyen una pluralidad de orificios formados en angulos agudos con relacion al eje longitudinal de tal modo que, cuando son girados, los elementos de alimentacion inducen un flujo de lfquido en una direccion axial, en el interior de la pantalla giratoria. Los dispositivos de mezclado descritos por las patentes de J0rgensen y Korstvedt caracterizan enteramente un flujo interno, incompatible con la manipulacion de partmulas. De hecho, estos dispositivos son herramientas principalmente pensadas para la transformacion en polvo o micronizacion; en lugar de unicamente bombeo.
Por consiguiente, existe la necesidad de un dispositivo de bombeo de doble cono que este disenado para proporcionar un flujo del producto lfquido y hacerlo compatible con el mezclado de productos lfquidos que contienen
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partfculas. Adicionalmente, existe la necesidad de un dispositivo de bombeo de doble cono con una accion de bombeo grande en el mezclado - agitacion, en lugar de una accion espedfica de transformacion en polvo - micronizacion. Es por lo tanto un objeto de la invencion proporcionar un dispositivo de bombeo de doble cono que tenga por objetivo resolver estos problemas, o por lo menos proporcionar una alternativa util dirigida a estas necesidades.
RESUMEN
En un primer aspecto, la invencion se refiere a un dispositivo de bombeo de doble cono, que comprende dos conos que estan axialmente instalados simetricamente con sus bases grandes apoyadas y giratorios alrededor del eje y un arbol axial que conecta a medios de accionamiento segun la reivindicacion 1. Particularmente el dispositivo de bombeo de doble cono comprende un disco plano y por lo menos dos alabes giratorios y en el que los dos conos estan instalados de modo que sus bases grandes descansen en caras opuestas del disco plano; y los alabes estan colocados simetricamente sobre los lados opuestos del disco plano; el disco plano y los alabes son giratorios con los dos conos. Se ha encontrado que este diseno puede generar una accion de bombeo sorprendentemente grande cuando gira en el interior de una vasija de procesamiento.
En un segundo aspecto, la invencion se refiere a la utilizacion del dispositivo de bombeo de doble cono para el procesamiento de alimentos lfquidos.
El dispositivo de bombeo de doble cono en esta invencion permite el bombeo de fluidos que contengan partfculas de cualquier tamano mientras que a la vez asegura una gran capacidad de bombeo. En una forma de realizacion preferida, el dispositivo de bombeo de doble cono preferiblemente esta compuesto de dos conos giratorios que son sustancialmente cuerpos macizos (en oposicion a huecos). Los conos giratorios preferiblemente estan conectados directamente a un disco giratorio que adicionalmente expone alabes giratorios en cada uno de sus lados, a fin de mejorar la capacidad de bombeo del dispositivo.
En otra forma de realizacion, mientras se conserva sustancialmente la caractenstica de flujo exterior del dispositivo de bombeo de doble cono, el cuerpo ffsico combinado compuesto de los dos conos puede estar vado o puede tener una cavidad cerrada interior, a fin de reducir el peso total del dispositivo. Esto no cambia nada de la geometna exterior del dispositivo de bombeo de doble cono, mientras el flujo permanece estrictamente exterior y pueden ser procesados productos lfquidos que contengan partfculas.
Estas y caractensticas y ventajas adicionales se describen en este documento y se pondran de manifiesto a partir de las siguientes figuras y la descripcion detallada del dispositivo en esta invencion. La descripcion de la invencion con relacion a los dibujos no pretende limitar la invencion.
BREVE DESCRIPCION DE LAS FIGURAS
La figura 1 ilustra una vista completa de un dispositivo de bombeo de doble cono segun una forma de realizacion de la invencion.
La figura 2 ilustra una geometna de un dispositivo de bombeo de doble cono segun una forma de realizacion de la invencion.
DESCRIPCION DETALLADA
Por comparacion, el dispositivo de bombeo de doble cono 1200 en la figura 1 ilustra una forma de realizacion de la invencion que tanto permite el bombeo de fluidos que contengan partfculas de cualquier tamano como asegura una gran capacidad de bombeo. El dispositivo de bombeo 1200 esta compuesto de conos giratorios 1220 que son cuerpos macizos (en oposicion a huecos). Los conos giratorios 1220 estan directamente conectados a un disco giratorio 1230 que adicionalmente expone alabes giratorios 1240 en cada uno de sus lados. A diferencia de los dispositivos de doble cono giratorios (que caracterizan conos huecos) en el mercado, los cuales estan principalmente pensados para la transformacion en polvo o micronizacion, el dispositivo de bombeo 1200 esta unicamente disenado para un bombeo eficaz que genere un movimiento interno fuerte en el interior de una vasija de procesamiento.
Con referencia le estado de la tecnica, existen cuatro puntos principales de diferenciacion que caracterizan el dispositivo de bombeo en la figura 1: primero, los conos giratorios 1220 son cuerpos ffsicamente macizos. Segundo, los conos giratorios estan directamente conectados a un disco giratorio 1230. Tercero, el disco giratorio 1230 expone alabes giratorios 1240 o cuchillas a cada lado del disco giratorio. Y cuarto, como resultado, el flujo inducido por el dispositivo de bombeo 1200 es enteramente exterior al dispositivo giratorio, permitiendo la manipulacion de partfculas de cualquier tamano. Los dos conos y el disco plano pueden ser piezas separadas o estar realizadas de una pieza.
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En otra forma de realizacion, mientras se conserva enteramente la caractenstica de flujo exterior del dispositivo de bombeo de doble cono 1200, el cuerpo ffsico combinado compuesto de dos conos puede ser vado o puede tener una cavidad cerrada interior, a fin de reducir el peso total del dispositivo. Esto no cambia nada de la geometna exterior del dispositivo de bombeo de doble cono, mientras el flujo permanece estrictamente en el exterior del dispositivo.
En todavfa otra forma de realizacion, los alabes en el disco plano giratorio 1230 se extienden enteramente a lo largo de los conos giratorios 1220, en una configuracion en espiral, para incrementar adicionalmente la capacidad de bombeo del dispositivo de bombeo de doble cono.
La figura 2 es una ilustracion de la geometna del dispositivo de bombeo de doble cono, por lo que la gama dentro de las cuales pueden variar las dimensiones esta limitada unicamente por el proposito pretendido del dispositivo de bombeo, la potencia de diseno del dispositivo, la resistencia mecanica de los materiales de la construccion, etcetera. En el ejemplo particular de la figura 2, los conos giratorios tienen un diametro de la base grande A y un diametro de la base pequena B; el disco giratorio tiene un diametro C; y la altura total del dispositivo de bombeo de doble cono es D. Se prefiere que A este en la gama desde 5 hasta 35 cm, B sea de 1 a 15 cm, C sea de 10 a 40 cm y D sea desde 15 hasta 55 cm. En una forma de realizacion particular, A/B = 5, A/C = 0,5 y A/D = 0,4.
El dispositivo de bombeo de doble cono esta instalado en el interior de una vasija de procesamiento por medio de un arbol, eventualmente asociado con medios de accionamiento tales como una caja de engranajes y un accionamiento por motor para transferir el momento de torsion desde el motor al dispositivo de bombeo. Adicionalmente, el accionamiento por motor puede tener un accionamiento de frecuencia variable para permitir velocidades giratorias en la gama desde 10 revoluciones por minuto hasta miles de revoluciones por minuto. La colocacion del arbol de la bomba puede ser axialmente en la vasija de procesamiento, o a lo largo, viniendo desde el extremo superior de la vasija de procesamiento, desde el extremo inferior de la vasija de procesamiento o desde cualquier lado de la vasija de procesamiento.
Cualquier referencia a documentos de la tecnica anterior en esta memoria no se tiene que considerar una admision de que tal tecnica anterior sea ampliamente conocida o forme parte del conocimiento general comun en el ambito.
Sin embargo la invencion ha sido descrita a tftulo de ejemplo.

Claims (7)

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    REIVINDICACIONES
    1. Un dispositivo de bombeo de doble cono (1200) que comprende dos conos (1220) que estan axialmente instalados simetricamente con sus bases grandes en apoyo y giratorios alrededor del eje, y un arbol axial (1210) que conecta a medios de accionamiento, caracterizado por que el dispositivo de bombeo de doble cono adicionalmente comprende un disco plano (1230) y por lo menos dos alabes giratorios (1240) y en el que los dos conos (1220) estan instalados de modo que sus bases grandes descansen en las caras opuestas del disco plano (1230); y los alabes (1240) estan colocados simetricamente en los lados opuestos del disco plano (1230); el disco plano (1230) y los alabes (1240) son giratorios con los dos conos (1220).
  2. 2. Un dispositivo de bombeo de doble cono (1200) segun la reivindicacion 1 en el que el cuerpo ffsico compuesto de los dos conos combinados (1220) puede ser vado o puede tener una cavidad cerrada interior.
  3. 3. Un dispositivo de bombeo de doble cono (1200) segun cualquiera de las reivindicaciones 1 o 2 en el que el cuerpo ffsico de los conos (1220) son cuerpos sustancialmente macizos.
  4. 4. Un dispositivo de bombeo de doble cono (1200) segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3 en el que el disco plano (1230) presenta una pluralidad de alabes (1240) colocados simetricamente en las caras opuestas del disco plano (1230).
  5. 5. Un dispositivo de bombeo de doble cono (1200) segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4 en el que los alabes (1240) en el disco plano (1230) se extienden enteramente a lo largo de los conos giratorios (1220) en una configuracion en espiral.
  6. 6. Un dispositivo de bombeo de doble cono (1200) segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5 en el que los dos conos (1220) y el disco plano (1230) estan realizados de una pieza.
  7. 7. Utilizacion de un dispositivo de bombeo de doble cono (1200) segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores para el procesamiento de alimentos lfquidos.
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