ES2827683T3 - Centrifugadora de tornillo sin fin con tambor macizo - Google Patents

Abstract

Centrifugadora de tornillo sin fin con tambor macizo que presenta lo siguiente: - un tambor giratorio (1) con eje de rotación horizontal o vertical, que encierra una cámara centrífuga con un tornillo sin fin (3) igualmente giratorio; - una toma para la introducción de un material a centrifugar (P) en la cámara centrífuga; - al menos una descarga líquida y al menos una descarga sólida (29, 35); - en donde al menos a la descarga sólida (29) se le asigna una carcasa no giratoria que la envuelve (39), que delimita una cámara de descarga (33) al menos radialmente; - en donde la cámara de descarga (33) está diseñada como una cámara de secado para los sólidos, que presenta una carcasa (39) que presenta paredes axiales (41, 43) y una o más paredes (45) en la dirección radial; caracterizada por que - la carcasa (39) se extiende axialmente en paralelo al eje de rotación (D) como máximo hasta la zona cónica del tambor o del tornillo sin fin; - y por que los elementos de soporte de una estructura de bastidor de máquina, tales como puntales (53) o postes que corren axialmente, se extienden a través del interior de la carcasa (39) y, por tanto, del interior de la cámara de descarga (33).

Description

DESCRIPCIÓN

Centrifugadora de tornillo sin fin con tambor macizo

La presente invención hace referencia a una centrifugadora de tornillo sin fin con tambor macizo de acuerdo con el concepto general de la reivindicación 1.

En centrifugadoras de tornillo sin fin con tambor macizo un material sometido a fuerzas centrífugas que debe ser procesado se puede depurar del material sólido. La solicitud DE 101 48 774 A muestra una centrifugadora ya conocida de tornillo sin fin con tambor macizo. A partir de este documento es conocido el limitar una carcasa, para una centrifugadora de tornillo sin fin con tambor macizo, únicamente a la zona de la, al menos una (o más), descarga de sólidos y/o de la descarga de líquido. Esto se utiliza para evitar que todo el espacio exterior del tambor tenga que ser sometido a presión durante el funcionamiento, sino sólo una parte. También se citan como estado de la técnica las solicitudes DE 43 15074 A1, DE 10256674 A1 y US 5321 898.

En algunos casos, los sólidos aún húmedos descargados desde una centrifugadora de tornillo sin fin con tambor macizo deben secarse aún más después del procesamiento centrífugo, cuando el grado de sequedad alcanzado en la descarga de sólidos no es suficiente como para poder seguir procesando de una manera adecuada la fase sólida (que, por ejemplo, en la zona de eliminación puede estar compuesta de partículas de plástico o similares), o para poder eliminarla directamente.

Para secar los sólidos que han salido de una centrifugadora de tornillo sin fin con tambor macizo, eventualmente, a la cámara de descarga de sólidos de las centrifugadoras de tornillo sin fin con tambor macizo conocidas se conecta aguas abajo un sistema de secado que sirve para secar una o más veces los sólidos que han salido de la cámara de descarga de sólidos de la centrifugadora de tornillo sin fin con tambor macizo (véase la figura 6) y los que se han derivado de la misma. Por lo tanto, resulta necesario influir en las partículas sólidas a secar de una manera compleja para, por ejemplo, volver a separarlas después del apelmazamiento, para volver a acelerarlas con un ventilador o en un secador de vapor caliente, y eventualmente, triturarlas, mezclarlas, concentrarlas y secarlas. Estos sistemas de secado, que normalmente presentan ventiladores, así como ciclones y otros dispositivos, son relativamente complejos y costosos. También suelen consumir relativamente mucha energía.

Ya se ha intentado también secar los sólidos que salen del tambor en una cámara de secado que comienza en la descarga de sólidos del tambor y que preferentemente se extiende desde la descarga de sólidos hasta el extremo ubicado en oposición al tambor, rodeándolo. Este tipo de construcciones se revelan en las solicitudes DE 4326410 A1, EPI 318 871 B1 y WO 93/00562. Lo que estas construcciones tienen en común es que las cámaras de secado ocupan un espacio relativamente grande y que presentan una geometría relativamente compleja, ya que las mismas se extienden desde un extremo del tambor al otro. Además, resulta difícil conducir los sólidos con un fuerte flujo de aire a través de las cámaras de secado que se extienden esencialmente paralelas al tambor. Por último, también la limpieza de las cámaras diseñadas complejas resulta difícil.

Ante lo expuesto, el objeto de la presente invención consiste en crear una centrifugadora de tornillo sin fin con tambor macizo con la cual se consiga un secado más sencillo del material sólido que sale del tambor. La presente invención resuelve dicho objeto en referencia a la centrifugadora mediante el objeto de la reivindicación 1.

Según la reivindicación 1, la carcasa se extiende axialmente en paralelo al eje de rotación como máximo hasta la zona cónica del tambor o del tornillo sin fin y los elementos de soporte de una estructura de bastidor de máquina, tales como puntales o postes que corren axialmente se extienden a través del interior de la carcasa y, por tanto, del interior de la cámara de descarga.

La invención aprovecha así de manera particularmente ventajosa el hecho de que las partículas sólidas que son expulsadas del tambor a menudo todavía presentan una velocidad relativamente alta, de modo que es posible lograr un mayor grado de secado a través de una trayectoria relativamente larga que cuando las partículas sólidas expulsadas del tambor golpea una pared inmediatamente después de salir del tambor, donde pierden su energía cinética antes de deslizarse hacia una cámara de recolección de sólidos y después se suministran a un sistema de ventilación especial y se secan. En este caso resulta particularmente ventajoso que, mediante la geometría seleccionada de la carcasa, la misma pueda presentar una estructura relativamente sencilla, que se pueda limpiar con facilidad y que en el secado se pueda aprovechar el efecto de manera particularmente ventajosa de modo que las partículas sólidas sean expulsadas radialmente a alta velocidad del tambor. Para ello resulta también ventajoso cuando la carcasa presenta una geometría esencialmente en forma de disco, cuya extensión axial es más acotada que su extensión radial máxima en la zona por encima del eje de rotación D.

De manera ventajosa, no se conforma ningún anillo de desviación que rodee el tambor entre las aberturas de descarga de sólidos y las paredes radiales de la cámara de descarga, tal como es el caso en la solicitud W093/00562A1.

Cuando el secado se inicia ya inmediatamente con una fase de vuelo -de las partículas- prolongada para el secado después de la salida del tambor, en principio los sólidos no se apelmazan tanto porque están más secos como en el estado la técnica conocido cuando golpean en las paredes radiales de la cámara de descarga. En general, el secado del material sólido se simplifica significativamente de esta manera.

El efecto de secado se optimiza mediante el uso de un flujo de gas, particularmente, de aire. De esta manera, se puede prescindir por completo de un secado adicional o se reducen los costes de un secado posterior. Así, puede que aún sea necesario un sistema de secado adicional, pero puede dimensionarse más pequeño o funcionar de una manera más eficiente en términos energéticos, por ejemplo, a temperaturas más bajas, o de manera que ya no deba ejecutarse varias veces, como puede ser el caso según el estado de la técnica. Los costes de equipamiento y constructivos para la implementación de la invención son relativamente reducidos. Además, por el hecho de que la energía cinética de los sólidos se aproveche de manera particularmente óptima para mejorar el secado inmediatamente después de ser expulsados fuera del tambor, se reduce significativamente el requerimiento total de energía para el secado. La alimentación con gas o aire se puede realizar a través del tambor giratorio, cuyo efecto de ventilación se aprovecha. Eventualmente, el tambor puede estar provisto de una o más paletas de ventilador y/o con un generador de flujo de gas, o aire, separado del tambor se puede suministrar gas o aire. El gas suministrado (por ejemplo, nitrógeno), o el aire, debería estar seco, puede estar frío o enfriado y/o calentase adicionalmente, lo que implicaría resultados más optimizados dependiendo de la aplicación. El usuario determina el tipo óptimo de flujo de gas o aire (temperatura, sequedad o contenido humedad relativo del aire suministrado) simplemente de manera empírica o, si es necesario, de manera aritmética.

Lo mencionado se desarrolla utilizando un ejemplo. A una temperatura de aire de 20° C y una humedad de aire relativa del 40%, la humedad absoluta es de 6,9 g/m3 y el punto de condensación es de 5° C. Cuando la temperatura aumenta a 35° C, la humedad absoluta (al 40%) es de 15,8 g/m3. La cantidad absoluta de agua que se puede absorber y, por tanto, transportar durante el proceso de secado es de 8,9 g/m3 de aire en este caso. En la práctica, sin embargo, la humedad relativa de aire de un aire de salida seco se puede aumentar hasta, por ejemplo, un 70% de humedad relativa, de modo que la humedad absoluta sea 27,7 g/m3. La cantidad absoluta de agua que se puede absorber durante el proceso de secado es entonces de 17,8 g/m3 de aire (en referencia a 20° C/ 40% humedad relativa de aire a 35° C /70% humedad relativa).

La velocidad del material sólido que sale del tambor es convenientemente superior a 50 m/s, en particular, superior a 80 m/s, de manera especialmente preferida, superior a 95 m/s.

A diferencia de lo propuesto en el estado de la técnica mencionado en la introducción, la extensión axial de la cámara de secado es de manera preferida relativamente reducida. Esto significa que la cámara de secado está esencialmente limitada a la zona paralela al eje de rotación, que es directamente adyacente axialmente a las aberturas de descarga de sólidos. Para ello, en la dirección axial la cámara de secado presenta preferentemente una longitud de no más de 1 m, preferentemente, una longitud máxima de 0,7 m. La misma también se extiende axialmente sólo hasta el comienzo de la zona cónica del tambor o como máximo hasta ingresar en la misma.

La cámara de descarga también está dimensionada preferentemente de tal manera que los sólidos a descargar se secan en ella de tal manera que el contenido de substancia seca de los sólidos que salen de la cámara de descarga sea al menos un 5%, preferentemente, al menos un 7% mayor que aquel de los sólidos S, que entran desde la descarga de sólidos del tambor a la cámara de descarga. Esto es así porque de esta forma en muchos casos, es posible en particular en el procesamiento de lodos de depuración, llevar los sólidos a secar a un estado de secado en el que se pueden eliminar. Por ejemplo, el grado de sequedad se puede aumentar del 20% en al menos un 5%, es decir, hasta más del 25%. Esto también se corresponde con la mejora en comparación con las cámaras de descarga convencionales en las cuales prácticamente no se produce ningún secado o el secado es insignificante. El tiempo medio de vuelo de las partículas antes de que golpeen una de las paredes de la cámara de descarga es preferentemente superior a 0,005 segundos, preferentemente superior a 0,03 segundos, en particular, superior a 0,05 segundos, para conseguir un muy buen secado.

El dispositivo y un procedimiento para su funcionamiento son particularmente adecuados para sólidos relativamente ligeros y de baja densidad, en particular, para el secado de sólidos que en su mayor parte consisten en polímeros o están conformados como tales. La densidad de tales sólidos es preferentemente menor de 1,60 kg/dm3, en particular, menor de 1,5 kg/dm3. El límite inferior es preferentemente superior a 1,00 kg/dm3. Los mismos se añaden, por ejemplo, a las aguas residuales a limpiar, especialmente como floculantes, durante el tratamiento de las aguas residuales y se deben eliminar nuevamente con la centrifugadora.

Sin embargo, la presente invención también resulta adecuada para otros procesos de depuración o concentración. Los ejemplos de aplicación preferidos (productos con correspondientes densidades de sólidos) son:

- una producción de lactosa (cristalina) en el proceso de concentración en el decantador, con la densidad de 1,52 kg/dm3 de la lactosa en forma sólida a partir del producto de partida leche, especialmente, nata; - una producción de caseína en el decantador, con una densidad de 1,25 kg/dm3 en forma sólida, en particular, a partir del producto de partida leche, preferentemente, leche desnatada;

- una producción de proteína en el decantador, con una densidad de 1,1 kg/dm3 a partir de un puré de guisantes o patatas como producto de partida; o

- una producción de jugo y pulpa de frutas (densidad: 1,1 -1,2 kg/dm3) de puré de zanahoria como producto de partida en el decantador;

- una producción de vinaza fina y torta húmeda como material sólido a partir del mosto de granos en el decantador, en donde el peso específico de la torta húmeda es de 1,03 kg/dm3.

También en este caso, el secado de los sólidos según la invención (eventualmente también complementario) resulta respectivamente particularmente ventajoso y sencillo.

De manera preferida, la temperatura en la zona de secado o en la cámara de descarga cuando se procesa material sometido a fuerzas centrífugas es superior a 40° C, preferentemente superior a 602C.

El flujo de aire se genera de manera particularmente ventajosa con paletas de ventilador cerca de las aberturas de descarga de sólidos en una parte de la centrifugadora que gira durante el funcionamiento. Las paletas de ventilador de disponen de manera especialmente preferida radialmente en el exterior de una parte giratoria del mecanismo de transmisión en el lado de las aberturas de descarga de sólidos que se encuentra axialmente opuesto al tambor. De esta manera se evita la contaminación del tambor. El esfuerzo constructivo para la generación del flujo de aire también es particularmente reducido.

Por supuesto, el tipo de secado propuesto también se puede combinar con otro secado adicional aguas abajo para aumentar el grado de secado, si se desea. Incluso según esta variante, el secado conectado aguas arriba en la cámara de descarga de sólidos ahorra ventajosamente energía y tiempo y simplifica todo el proceso de secado. De esta manera, los dispositivos de secado conectados aguas abajo se pueden estar diseñados más pequeños y más eficiente en términos energéticos que en el estado de la técnica.

Otras configuraciones ventajosas están indicadas en las reivindicaciones relacionadas.

A continuación, se explican en más detalle ejemplos de realización en relación con los dibujos Las figuras muestran:

La Figura 1a: una representación esquemática de una primera variante de una centrifugadora de tornillo sin fin con tambor macizo.

La Figura 1b: una representación esquemática de una segunda variante de una centrifugadora de tornillo sin fin con tambor macizo.

La Figura 2: un corte a través de la zona de una descarga de sólidos de una centrifugadora de tornillo sin fin con tambor macizo según el tipo de la figura 1 a.

La Figura 3: una representación esquemática de una tercera variante de una centrifugadora de tornillo sin fin con tambor macizo.

La Figura 4: una representación esquemática de una cuarta variante de una centrifugadora de tornillo sin fin con tambor macizo.

La Figura 5: un diagrama de flujo para ilustrar un procedimiento conforme a la invención para el procesamiento de un material a centrifugar.

La Figura 6: un corte a través de la zona de una descarga de sólidos de una centrifugadora de tornillo sin fin con tambor macizo conocida.

La Figura 7: un diagrama de flujo para ilustrar un procedimiento conocido para el procesamiento de un material a centrifugar.

La figura 1a y 1b muestran respectivamente una centrifugadora de tornillo sin fin con tambor macizo realizada con un tambor 1 y un tornillo sin fin 3 dispuesto en el tambor para impulsar/ transportar un material a centrifugar que debe ser procesado. Entre el tambor 1 y el tornillo sin fin 3, están dispuestos respectivamente en los dos extremos de la centrifugadora de tornillo sin fin con tambor macizo, cojinetes 5 y juntas (aquí sólo se muestra/ observa parcialmente). En su zona posterior en la figura 1, el tambor 1 presenta una sección cilíndrica 7 y en su zona frontal contigua en la figura 1, presenta preferentemente una sección 9 estrechada cónicamente (o sino gradualmente). Para el accionamiento del tambor 1 y del tornillo sin fin 3 se utilizan al menos un dispositivo de accionamiento 11 y al menos uno o más engranajes 13, 13'.

El tambor 1 está montado de forma giratoria mediante cojinetes 14 en al menos un bastidor 15, que se apoya en una base 19 mediante una o más patas 17 y eventualmente disposiciones de resorte (véase también la figura 2, aunque la misma difiere de la configuración de la figura 1 de una manera que ya se explicará). El tambor 1 también está rodeado por una cubierta 21.

El tambor 1 y el tornillo sin fin 3 de la figura 1 presentan un eje de rotación horizontal D (figura 2). Sin embargo, también es concebible una orientación del eje de rotación particularmente en dirección vertical.

Un tubo de alimentación céntrico 23 y un distribuidor 25 conectado a él sirven para la alimentación de un material a centrifugar P (o un producto P a procesar) al tambor 1.

En el tambor 1, el material a centrifugar se depura de sólidos S. Por tanto, de ello deriva una fase sólida compuesta por sólidos S y una fase líquida L (en dirección contraria). Eventualmente, también se puede realizar una separación de fases en una o más fases líquidas L de diferentes densidades.

El material sometido a fuerzas centrífugas P se conduce a través del tubo de alimentación 23 dispuesto centralmente al distribuidor 25 y desde allí a través de aberturas radiales en el distribuidor 25 a la cámara centrífuga 27 con el tornillo sin fin 3 y el tambor 1 que rodea el tornillo 3.

Al pasar por el distribuidor 25 y entrar en la cámara centrífuga 27, el material a centrifugar se acelera. Debido al efecto de la fuerza centrífuga, las partículas sólidas se depositan en la pared del tambor.

El tornillo sin fin 3 gira a una velocidad ligeramente menor o mayor que el tambor 1 y transporta los sólidos centrifugados hacia la sección estrecha al exterior del tambor 1 hacia una descarga de sólidos 29 con una o preferentemente múltiples aberturas 31 de descarga de sólidos distribuidas circunferencialmente que desembocan en una cámara colectora 33.

El líquido L, por el contrario, fluye hacia el diámetro mayor del tambor en el extremo posterior del tambor 1 y se desvía allí a través de una descarga de líquidos 35 hacia una cámara de evacuación 37 y desde allí hacia conductos y/o contenedores no representados aquí. El material centrifugado que debe ser procesado también puede separarse en dos fases líquidas de diferentes densidades y después ser conducido al exterior del tambor a través de dos descargas de líquido dispuestas en diferentes radios en el extremo posterior del tambor (este último no se muestra aquí).

Como se puede observar claramente en las figuras 1a, 1b y 2, la cámara de descarga 33 para el material sólido S está diseñada como una carcasa 39 que presenta paredes axiales 41,43 y que presenta paredes 45 en la dirección radial que están relativamente alejadas de las aberturas 31 de descarga de sólidos reales, de modo que los sólidos S que se deben descargar pueden volar en principio relativamente lejos radialmente hacia el exterior en una curva arqueada desde el tambor 1 que gira a alta velocidad, hasta que golpea allí, eventualmente, en el lado interno de las paredes 45.

Por el hecho de que el sólido vuela durante un tiempo relativamente prolongado hasta que golpea las paredes 45 o hasta que cae verticalmente hacia abajo, el mismo se seca en el aire durante un tiempo relativamente largo durante el vuelo. Este efecto se mejora ventajosamente porque está proporcionado un generador de flujo de gas, en particular, un generador de flujo de aire 47, por ejemplo, un ventilador (preferentemente un "compresor de aire") (véase la figura 1a), el cual está dispuesto y diseñado de tal manera que en el interior de la cámara de descarga 33 genera un flujo de gas relativamente fuerte, en particular, un flujo de aire A, para la descarga del sólido S, dicho flujo refuerza el secado del sólido S que es expulsado del tambor.

Resulta importante mencionar que también es ventajosamente concebible utilizar un elemento que gire durante el funcionamiento en el tambor 1 o en un elemento conectado al tambor adicionalmente a un ventilador separado o al único ventilador, en particular, cuando están equipados con una o más aspas de ventilador en la circunferencia externa, por ejemplo, en el interior de la carcasa, las cuales generan un flujo de gas de secado adicional, en particular, un flujo de aire en la carcasa 39 de la cámara de descarga 33.

Según la figura 1b, esto se consigue con una construcción que, por lo demás, corresponde en gran medida a la figura 1a, por que en el exterior de la circunferencia del tambor, una o más aspas 54 de ventilador están conformadas/ dispuestas en el exterior de un elemento del mecanismo de transmisión que gira durante el funcionamiento en la extensión axial del tambor (o en una región extrema del tambor, preferentemente axialmente muy próxima). La distancia axial entre las aspas 54 del ventilador y las aberturas de descarga de sólidos 31 es preferentemente menor de 600 mm. De esta manera, el flujo de aire de secado necesario se genera directamente con un elemento del sistema giratorio que gira durante el funcionamiento (al que pertenecen el tambor 1 y las partes giratorias del engranaje) con muy poco esfuerzo.

La carcasa 39 se extiende allí en la zona radialmente externa del engranaje 13 o presenta una extensión de carcasa 56 (preferentemente, de menor diámetro con respecto al resto de la carcasa 39) en dicha zona. En el área exterior del mecanismo de transmisión 13, en la extensión de la carcasa 56, está conformada al menos una abertura de aspiración 53 a través de la cual se puede aspirar aire desde el exterior hacia la extensión de la carcasa 56, aire que se sopla desde allí a la propia carcasa (de secado) 39. Para ello, la extensión de la carcasa 56 presenta un paso 55 en la propia carcasa de secado 39, a través del cual el aire aspirado a través de las aberturas de aspiración 53 puede ser expulsado por las paletas del ventilador desde la extensión de la carcasa 56 hacia la carcasa real 39. En la centrifugadora de la figura 1b, también resulta ventajoso que las paletas de ventilador 54 se encuentren en el lado de las aberturas de descarga de sólidos 31 opuesto axialmente de la zona cónica del tambor, de modo que el tambor real 1 no puede ser ensuciado por los sólidos durante el funcionamiento.

Mediante una o las dos características ventajosas que son "generador de flujo de gas, en particular, de flujo de aire para la generación de un flujo de aire eventualmente caliente que refuerza el secado de sólidos en la cámara de descarga 33" y "radio interior relativamente grande de la cámara de descarga" resulta posible secar de manera relativamente intensa los sólidos S que salen de la fase sólida inmediatamente después de su salida del tambor 1. En este sentido resulta particularmente ventajoso que los sólidos salientes (véase la figura 5, paso 100) todavía estén separados de forma relativamente fina y todavía presenten una velocidad relativamente alta cuando salen de las aberturas de descarga de sólidos. Dicha velocidad se utiliza ventajosamente en el proceso de secado, ya que la cámara de descarga 33 presenta un gran radio. Esto se refuerza cuando se genera directamente en ella un flujo de aire A fuerte, eventualmente, caliente o también frío (paso 200), que adicionalmente seca las partículas sólidas emergentes S directamente después de la salida del tambor 1. De esta manera, el líquido remanente L‘ se separa de los sólidos, que sólo entonces se desvían de la cámara de descarga 33 como otros sólidos secos S*‘, por ejemplo, cayendo sobre una cinta transportadora (que se puede calentar/ ventilar adicionalmente al secado residual). Esto permite realizar dispositivos adicionales de secado como sopladores o ciclones, etc., que, según el estado de la técnica, se pueden conectar a la cámara de descarga 33, más pequeños de lo habitual o incluso prescindir por completo de ellos.

Una comparación de las figuras 5 y 7 ilustra de forma particularmente ventajosa las ventajas de la invención. Según el estado de la técnica, que se muestra en la figura 7, el sólido S que ha salido de la centrifugadora de tornillo sin fin con tambor macizo primero se descarga completamente de la cámara de descarga de sólidos y sólo después se seca. De esta manera, resulta necesario primero acelerar nuevamente y separar con ventiladores o similares el sólido que ha sido primero centrifugado, durante el secado, antes de su evacuación de la cámara de descarga, para obtener partículas finas que se puedan secar; en donde se separa el líquido residual L' y en donde permanece un sólido seco S'.

La etapa intermedia de la nueva aceleración de los sólidos se puede omitir de manera ventajosa cuando la fase de vuelo de los sólidos al volar en la cámara de descarga 33 se prolonga y, por lo tanto, se usa directamente para un secado de una manera prácticamente relevante. Es posible un secado aún mejor cuando en esta fase de vuelo el flujo de gas, en particular el flujo de aire A mencionado anteriormente, seca adicionalmente las partículas. Aquí, nuevamente, resulta ventajoso cuando la temperatura del flujo de gas, en particular, de aire haya sido controlada. La figura 2 ilustra un corte perpendicularmente con respecto al eje de rotación D en la zona de las aberturas de descarga de sólidos 31. Como se puede observar con claridad, en la zona de la descarga de sólidos 29 del tambor 1 están proporcionadas múltiples aberturas de descarga de sólidos 31, preferentemente distribuidas en 30° alrededor de la circunferencia.

Las paredes radiales 45 o bien la pared radial contigua 45 está dispuesta (aquí verticalmente) por encima de las aberturas de descarga de sólidos 31 relativamente apartada de la mismas.

De manera particularmente preferida, la distancia radial media y/o mínima/ más pequeña a de la pared 45 a la abertura de descarga de sólidos más próxima 31, al menos, en la zona de la carcasa 39 que se encuentra por encima del eje de rotación D, es mayor que el doble de la distancia "2r" de las aberturas de descarga de sólidos al eje de rotación D. Preferentemente incluso se aplica:

a > 4r, en especial.

a > 6r, de manera particularmente preferida, a > 8r o incluso a > 10r.

En particular, la distancia radial media entre las paredes en la zona de descarga de sólidos está situada verticalmente por encima del eje de rotación (es decir, en la mitad superior de la cámara por encima del eje de rotación) del tambor 1 en la zona indicada anteriormente.

El secado de los sólidos emergentes S se refuerza aún mejor con radios grandes y, por lo tanto, tiempos de vuelo más prolongados.

En este caso la carcasa 39 se extiende axialmente en paralelo al eje de rotación horizontal D sólo sobre una sección relativamente corta del tambor, que está esencialmente limitada a la zona de descarga de sólidos y a su pieza directamente adyacente del tambor. Hacia el tambor, la carcasa termina preferentemente antes o como máximo en la zona cónica del tambor. Hacia el otro lado, la cámara de secado puede ser sin embargo más largas. Preferentemente la cámara termina allí delante o en la zona del mecanismo de transmisión 13.

En particular, en el caso de radios grandes a> 2r o más, puede resultar ventajoso que los elementos de soporte de una estructura de bastidor de máquina, como puntales 53 o postes que se extienden axialmente, se extiendan a través del interior de la carcasa 39 y, por lo tanto, a través del interior de la cámara de descarga 33, en particular, a una distancia de sus paredes (lo que se indica en la figura 3 mediante líneas discontinuas en 53). Esto es ventajoso porque la estabilidad del sistema de la "centrifugadora de tornillo sin fin de tambor macizo" con bastidor de máquina no se ve afectada por la cámara de descarga excepcionalmente grande. En los diseños constructivos existentes, justamente el bastidor de la máquina era un factor que restringía severamente el radio de la cámara de descarga. Este problema se supera de una manera sencilla mediante la medida de los puntales 53 en la cámara de descarga (de sólidos) 33 descrita anteriormente.

La misma carcasa 39 puede asumir también una función de soporte, similar a la de un bastidor de máquina, o estar diseñada como una pieza de soporte del mismo. Para ello, la carcasa 39 presenta preferentemente mayores grosores de pared de chapa que en la zona 21 y/ o puntales en ángulo en las zonas de los bordes (aquí no representado).

Como también se observa, la carcasa 39 se ensancha verticalmente más hacia abajo, antes de que su ancho se mantenga constante. La carcasa no presenta una zona estrechada radialmente verticalmente hacia abajo.

Las partículas sólidas vuelan preferentemente libremente en la cámara 33 durante un tiempo relativamente prolongado hasta que golpean las paredes radiales 45 de la carcasa 39 de la cámara de descarga 33. De manera preferida, la velocidad v de las partículas sólidas emergentes S de la fase sólida, la fuerza del flujo de gas, en particular, de aire en la cámara de descarga 33 y la distancia radial entre la(s) pared(es) 45 de la carcasa 39 y las aberturas de descarga de sólidos 31 están ajustadas entre sí de tal manera que más del 70% , en particular, más del 85% de las partículas golpean en un límite o una cinta transportadora o similares verticalmente en el fondo de la cámara, sin tocar previamente otra pared lateral 45 de la cámara de descarga 33.

El hecho de que el generador de flujo de gas, en particular, el generador de flujo de aire se pueda montar axialmente a la carcasa 39 no se puede ver en la figura 2. Como se explicó, el mismo genera preferentemente un flujo de gas, en particular, de aire caliente o frío. Preferentemente, la temperatura del flujo de gas, particularmente, del flujo de aire es > 40° C.

La figura 2 ilustra que puede resultar ventajoso cuando la centrifugadora de tornillo sin fin con tambor macizo está configurada como una construcción colgante (a diferencia del estado de la técnica, véase la figura 5). El tambor junto con la cubierta y en particular con la carcasa está suspendido debajo y en una disposición de soporte 49 que se apoya en la base 19 o similares mediante patas 17 y, eventualmente, elementos de resorte. La ventaja aquí consiste en que así se obtiene una gran cantidad de espacio, que permite que las paredes 49 estén espaciadas relativamente alejadas de las aberturas de descarga de sólidos 31 en la dirección radial.

La figura 3 ilustra nuevamente el diseño constructivo básico de la construcción de la figura 1 con eje de rotación horizontal D; en donde se puede observar que la distancia radial entre las paredes 45 de la carcasa 39 también se puede seleccionar muy grande, de modo que se aplica que la menor distancia a de la pared 45 a la abertura de descarga de sólidos 31 más cercana es en cualquier caso mayor que a> 4r.

La figura 4 muestra una centrifugadora de tornillo sin fin con tambor macizo, cuyo diseño constructivo corresponde en gran medida al de la figura 1.

Sin embargo, a diferencia de la figura 1, la cámara de descarga 33 de la figura 4 presenta múltiples subcámaras, aquí particularmente dos. Para ello, en el interior de la cámara de descarga está conformada/ dispuesta al menos una pared 50 (aquí, extendida verticalmente) que subdivide la cámara de descarga en dos subcámaras dispuestas una junto a la otra, las cuales están conectadas entre sí a través de un paso 51 en la zona radialmente externa y superior. El flujo de gas, en particular, el flujo de aire A, que es generado por el generador de flujo de gas, en particular, de flujo de aire, es dirigido esencialmente axialmente hacia el paso, de modo que por el mismo son expulsados los sólidos S de una subcámara a la otra subcámara, en la cual caen hacia abajo. El efecto de secado se mejora aún más mediante una subdivisión en forma de laberinto de la cámara de descarga en dos o más subcámaras interconectadas, ya que el sólido vuela durante un tiempo particularmente prolongado hasta que golpea en las paredes de la cámara de descarga 33 o en el fondo de la cámara de descarga 33.

En la figura 1, también está representado un disco deflector 52 en la circunferencia externa del cuerpo del tornillo sin fin. El disco deflector 52 está dispuesto preferentemente en la zona de transición entre una sección cónica y una cilíndrica. En él se acumulan sólidos, que sin embargo son transportados a través de un espacio entre el radio externo del disco deflector 52 y la pared interna del tambor 1 con el tornillo sin fin en la dirección de la descarga de sólidos. Esto es de particular interés para aumentar el nivel de líquido en la sección cilíndrica. Esto es importante en determinados diseños para evitar que el líquido fluya eventualmente a través de la descarga de sólidos cuando el diseño constructivo del tambor y del tornillo lo permitieran, por ejemplo, cuando la descarga de sólidos se encuentra en un diámetro externo relativamente grande y el ángulo de conicidad es relativamente pequeño.

También es concebible una centrifugadora de tornillo sin fin con tambor macizo (que no está representada aquí) con un eje de rotación vertical D'; en donde la distancia radial (y en este caso, horizontal) entre las paredes 45 de la carcasa 39 también se puede seleccionar muy grande, de modo que se aplica que la menor distancia a de la pared 45 a la abertura de descarga de sólidos 31 más cercana es en cualquier caso mayor que a> r, en particular, a> 2r, preferentemente, a> 8r. Sin embargo, esta variante es menos preferida que la de una centrifugadora de tornillo sin fin de tambor macizo con un eje de rotación horizontal, ya que, con esta última, la cámara de secado se puede diseñar de manera particularmente ventajosa en la dirección vertical, de modo que los sólidos S a secar describan en ella una trayectoria de secado que persista por un período particularmente prolongado debido a la fuerza de gravedad.

El procedimiento conforme a la invención fue probado en un experimento con lodos de una planta pública de tratamiento de aguas residuales. En este caso, se modificó una cubierta de una cámara de descarga 33 de un decantador del tipo UCD 305 de la solicitante de modo que las partículas (es decir, los sólidos), en particular, las partículas de polímero que salen de las aberturas de descarga de sólidos durante el tratamiento de aguas residuales pudieran volar por un tiempo más prolongado. Esto fue comparado con el funcionamiento sin la cubierta retirada. En comparación con este decantador convencional mencionado en último lugar, la proporción de masa seca en el sólido se incrementó en aproximadamente un 5% o incluso en un 7% o más mediante el secado, lo cual es muy ventajoso ya que esto puede resultar suficiente para procesar el sólido directamente o para que sea apto para poder almacenarlo. Dado que el sólido consiste esencialmente en partículas de polímero que presentan una densidad relativamente baja, los mismos vuelan durante un tiempo relativamente prolongado y de manera relativamente lenta en la cámara de descarga 33 y, por lo tanto, se secan correspondientemente bien.

Símbolos de referencia

Tambor 1

Tornillo sin fin 3

Cojinete 5

Sección cilíndrica 7

Sección cónica 9

Dispositivo de accionamiento 11

Mecanismo de transmisión 13

Cojinete 14

Bastidor de máquina 15

Patas 17

Base 19

Cubierta 21

Tubo de alimentación 23

Distribuidor 25

Cámara centrífuga 27

Descarga sólida 29

Aberturas de descarga de sólidos 31

Cámara de descarga 33

Descarga líquida 35

Cámara de evacuación 37

Carcasa 39

Paredes 41,43

Paredes 45

Generador de flujo de gas 47

Disposición de soporte 49

Pared 50

Paso 51

Disco deflector 52

Abertura de aspiración 53

Paleta de ventilador 54

Paso 55

Prolongación de carcasa 56

Material sometido a

fuerzas centrífugas (Toma) P

Líquido (Liquid) L

Material sólido (Solid) S

Aire A

Dimensiones a, r

Claims (13)

REIVINDICACIONES

1. Centrifugadora de tornillo sin fin con tambor macizo que presenta lo siguiente:

- un tambor giratorio (1) con eje de rotación horizontal o vertical, que encierra una cámara centrífuga con un tornillo sin fin (3) igualmente giratorio;

- una toma para la introducción de un material a centrifugar (P) en la cámara centrífuga;

- al menos una descarga líquida y al menos una descarga sólida (29, 35);

- en donde al menos a la descarga sólida (29) se le asigna una carcasa no giratoria que la envuelve (39), que delimita una cámara de descarga (33) al menos radialmente;

- en donde la cámara de descarga (33) está diseñada como una cámara de secado para los sólidos, que presenta una carcasa (39) que presenta paredes axiales (41, 43) y una o más paredes (45) en la dirección radial;

caracterizada por que

- la carcasa (39) se extiende axialmente en paralelo al eje de rotación (D) como máximo hasta la zona cónica del tambor o del tornillo sin fin;

- y por que los elementos de soporte de una estructura de bastidor de máquina, tales como puntales (53) o postes que corren axialmente, se extienden a través del interior de la carcasa (39) y, por tanto, del interior de la cámara de descarga (33).

2. Centrifugadora de tornillo sin fin con tambor macizo según la reivindicación 1, caracterizada por que la carcasa (39) presenta una geometría esencialmente en forma de disco, cuya extensión axial es más acotada que su extensión radial máxima en la zona por encima del eje de rotación (D).

3. Centrifugadora de tornillo sin fin con tambor macizo según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada por que la distancia radial media y/o mínima "a" de la pared (45) en cualquier caso en la zona por encima del eje de rotación con respecto a la abertura de descarga de sólidos respectivamente más próxima (31) es en cualquier caso superior al doble de la distancia "r" de las aberturas de descarga de sólidos con respecto al eje de rotación "D"; en donde se aplica preferentemente lo siguiente: a > 4r, en particular, a > 6r, de manera particularmente preferida a> 8r.

4. Centrifugadora de tornillo sin fin con tambor macizo según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada por que dentro de la cámara de descarga está conformada/ dispuesta al menos una pared (50) que subdivide la cámara de descarga en dos subcámaras (33a, b) dispuestas una junto a la otra, las cuales están conectadas entre sí a través de al menos un paso (51); en donde preferentemente la pared (50) se extiende perpendicular al eje de rotación (D) y/o en donde el paso (51) se encuentra por encima del eje de rotación (D).

5. Centrifugadora de tornillo sin fin con tambor macizo según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada por que la carcasa termina hacia el tambor antes del inicio o como máximo al inicio de la zona cónica (9) del tambor y/o por que la carcasa se extiende axialmente en el lado opuesto a la zona cónica (9) hasta antes de un engranaje o hasta la zona del engranaje (13).

6. Centrifugadora de tornillo sin fin con tambor macizo según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que la carcasa (39) se extiende axialmente en paralelo al eje de rotación (D) a partir de la descarga de sólidos (29) como máximo, más de la mitad, preferentemente, como máximo más de un cuarto, de manera especialmente preferida como máximo más del 10%, de la longitud axial de la zona cónica del tambor o del tornillo sin fin y/o por que la propia carcasa (39) asume una función de soporte, similar a la de un bastidor de máquina, o está diseñada como una pieza de soporte del mismo.

7. Centrifugadora de tornillo sin fin con tambor macizo según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada por que en la cámara de descarga (33) está proporcionado un generador de flujo de gas, en particular, un generador de flujo de aire (47) para la generación de un flujo de gas, en particular, de aire que refuerza el secado de sólidos.

8. Centrifugadora de tornillo sin fin con tambor macizo según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada por que

- el generador de flujo de gas, en particular, el generador de flujo de aire (47) está diseñado como ventilador proporcionado adicionalmente al tambor (1) y/o

- por que como generador de flujo de gas, en particular, generador de flujo de aire o como uno de los generadores de flujo de gas, en particular, de flujo de aire, se utiliza un elemento giratorio de la centrifugadora; en donde preferentemente se utiliza el flujo de gas, en particular, el generador de flujo de aire o uno de los generadores de flujo de gas, en particular, de los generadores de flujo de aire, el tambor o un elemento de engranaje.

9. Centrifugadora de tornillo sin fin con tambor macizo según la reivindicación 7 u 8, caracterizada por que el tambor está provisto de una o más paletas de ventilador y/o por que una pieza de engranaje de un engranaje (13) que gira con el tambor durante el funcionamiento, en el lado de las aberturas de descarga sólida (31), preferentemente opuesto axialmente del tambor, está provista de una o múltiples de las paletas de ventilador (54).

10. Centrifugadora de tornillo sin fin con tambor macizo según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada por que el generador de flujo de gas, en particular, de flujo de aire (47) está asignado al menos a un dispositivo de control de temperatura para el control de la temperatura del flujo de gas, en particular, del flujo de aire.

11. Centrifugadora de tornillo sin fin con tambor macizo según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada por que la carcasa se ensancha verticalmente hacia abajo partiendo de una distancia mínima a.

12. Centrifugadora de tornillo sin fin con tambor macizo según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada por que la centrifugadora de tornillo sin fin con tambor macizo está configurada como una construcción colgante.

13. Centrifugadora de tornillo sin fin con tambor macizo según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada por que los elementos de soporte de la estructura de bastidor de máquina, que se extienden por el interior de la carcasa (39) y por tanto a través del interior de la cámara de descarga (33), están diseñados para soportar y sostener el tambor.