ES2845754T3

ES2845754T3 - Centrífuga filtrante

Info

Publication number: ES2845754T3
Application number: ES17200526T
Authority: ES
Inventors: Gunnar Grim
Original assignee: Andritz KMPT GmbH
Current assignee: Andritz KMPT GmbH
Priority date: 2016-11-21
Filing date: 2017-11-08
Publication date: 2021-07-27
Anticipated expiration: 2037-11-08
Also published as: EP3323490A1; EP3323490B1; DE102016122336A1

Abstract

Centrífuga filtrante (10) para filtración de un material sólido (F) a partir de una suspensión formada por el material sólido (F) y un líquido, que incluye un filtro de tambor (30) que define una superficie interior del filtro de tambor (32) y un eje longitudinal del filtro de tambor (L1), dispuesto en un ángulo no mayor de 30° con respecto a la horizontal, y que puede girar alrededor del eje longitudinal del filtro de tambor (L1); y un dispositivo de descarga de material sólido (50) para descargar el material sólido filtrado (F) del filtro de tambor (30), en el contexto de una operación de descarga de la centrífuga filtrante (10), en que el dispositivo de descarga de material sólido (50) comprende un brazo (52) del dispositivo de descarga que tiene un extremo de brazo libre (54) y un conducto de descarga de material sólido (56) que está formado en el brazo (52) y a través del cual el material sólido filtrado (F) puede ser conducido fuera del filtro de tambor (30) y que está provisto de una abertura de entrada de material sólido (58) que está dispuesta adyacente al extremo libre del brazo (54) y a través de la cual el material sólido filtrado (F) puede llegar desde el filtro de tambor (30) al conducto de descarga de material sólido (56), en que el brazo (52) del dispositivo de descarga está configurado de tal modo que, en la operación de descarga, la abertura de entrada de material sólido (58) puede moverse mediante un movimiento del brazo (52) del dispositivo de descarga en la proximidad de la superficie interior del filtro de tambor (32) para poder recibir el material sólido (F) que se adhiere a la superficie interior (32) del filtro de tambor (30), y en que, en la operación de descarga, la abertura de entrada de material sólido desplazada (58) cerca de la superficie interior del filtro de tambor (32) está dispuesta en la mitad inferior del filtro de tambor (30) con respecto al eje longitudinal (L1) del filtro de tambor, en que el dispositivo de descarga de material sólido (50) comprende adicionalmente una primera cuchilla (60) que define un primer corte (62) y que está dispuesta adyacente a la abertura de entrada de material sólido (58), en que la abertura de entrada de material sólido (58) se extiende en la dirección del eje longitudinal del tambor de filtro (L1) a lo largo de menos de la mitad de la longitud total de la superficie interior (32) del filtro de tambor (30), y en que el brazo (52) del dispositivo de descarga está configurado adicionalmente para poder moverse de modo controlado en traslación de tal manera que, en la operación de descarga, la abertura de entrada de material sólido (58) puede desplazarse por medio de un movimiento de traslación del brazo (52) del dispositivo de descarga en dirección paralela al eje longitudinal del filtro de tambor (L1), a fin de desplazar la abertura de entrada de material sólido (58) paralelamente al eje longitudinal del filtro de tambor (L1).

Description

DESCRIPCIÓN

Centrífuga filtrante

La presente invención se refiere a una centrífuga filtrante para la filtración de un material sólido a partir de una suspensión.

Las centrífugas filtrantes se emplean por ejemplo en aplicaciones químicas, farmacéuticas y biológicas a escala industrial para la filtración de suspensiones (mezclas sólido-líquido).

Como un tipo de construcción de una centrífuga filtrante convencional se conoce por ejemplo una centrífuga descortezadora discontinua. Ésta está provista de un filtro de tambor soportado que puede girar dentro de una camisa, al cual se alimenta una suspensión a filtrar por medio de un dispositivo de alimentación de suspensión, que penetra en el filtro de tambor. Adicionalmente, al menos en una operación de descarga, en la cual el material del filtro separado por filtración se descarga del filtro de tambor, un dispositivo de descarga de material sólido entra en el filtro de tambor, por medio del cual el material sólido separado por filtración se descarga del filtro de tambor. Además, la centrífuga descortezadora está provista en una pared interior del filtro de tambor un medio filtrante, por ejemplo, una tela de filtro, que sirve para la separación por filtración del material sólido a partir de la suspensión, y que está retenida en el filtro de tambor por ejemplo por medios tensores.

En la operación de filtración normal/regular, la suspensión a filtrar se alimenta al filtro de tambor rotativo por sí misma por medio del dispositivo de alimentación de suspensión. Debido a la rotación del filtro de tambor, la suspensión se comprime radialmente por fuerza centrífuga hacia fuera hacia la pared interior del filtro de tambor y con ello hacia el medio filtrante. El líquido de la suspensión atraviesa el medio filtrante, así como el material sólido filtrado por aquél, y es evacuado por centrifugación del filtro de tambor (por ejemplo, a través de perforaciones u orificios de drenaje previstos en el filtro de tambor). El material sólido filtrado queda como torta de filtración en el medio filtrante y finalmente se descarga del filtro de tambor, por ejemplo, cuando se alcanza un grado de separación requerido del líquido y el material sólido por centrifugación del líquido, en la operación de descarga por el dispositivo de descarga del material sólido por medio de una cuchilla descortezadora, que desprende la torta de filtración del filtro de tambor.

Ejemplos de la técnica anterior se describen, por ejemplo, en los documentos JP2005021852 A, JP2005021849 A y JP2004 188322 A, en que JP2005021852 da a conocer una centrífuga que está dotada de un dispositivo de salida de la torta residual para la salida de la torta residual que queda en una cesta, en que JP2005021849 A da a conocer una centrifuga horizontal en la cual la torta de filtración puede recuperarse en una cesta con utilización de un tubo de aspiración de la torta, y en que JP2004 188322 A da a conocer un dispositivo de filtración centrifuga horizontal.

Por medio de la invención se proporciona una centrífuga filtrante para separar por filtración un material sólido a partir de una suspensión, que está mejorada con respecto a una descarga del material sólido filtrado del filtro de tambor.

A este fin, la presente invención proporciona una centrífuga filtrante para la filtración de un material sólido a partir de una suspensión de acuerdo con la reivindicación 1. Otras formas de realización de la centrífuga filtrante correspondiente a la invención se describen en las reivindicaciones subordinadas.

De acuerdo con diversos aspectos de la presente invención, una centrífuga filtrante para la separación por filtración de un material sólido a partir de una suspensión, que está formada por el material sólido y un líquido, se encuentra provisto un filtro de tambor, que define una superficie interior del filtro de tambor y un eje longitudinal del filtro de tambor, que está dispuesto en un ángulo no mayor de 30° respecto a la horizontal, y que puede girar alrededor del eje longitudinal del filtro de tambor, por ejemplo por medio de un mando de giro, por ejemplo en una dirección de giro de la operación del filtro de tambor. El eje longitudinal del filtro de tambor puede estar dispuesto por ejemplo al menos esencialmente en dirección horizontal. La centrífuga filtrante está provista adicionalmente de un dispositivo de descarga del material sólido para descargar el material sólido filtrado del filtro de tambor en el marco de una operación de descarga de la centrífuga filtrante. El dispositivo de descarga del material sólido está provisto de un brazo del dispositivo de descarga con un extremo libre del brazo y un conducto de descarga de material sólido, que está conformado en el brazo (en que el mismo está provisto por ejemplo, por separado e incorporado en el brazo, o que está conformado por ejemplo por el brazo propiamente dicho o integrada en él) y a través del cual el material sólido filtrado puede retirarse (o se retira) del filtro de tambor y que está provisto de una abertura de entrada de material sólido, que está dispuesta adyacente al extremo libre del brazo y a través de la cual puede pasar el material sólido filtrado (en la operación de descarga) desde el filtro de tambor al conducto de descarga de material sólido. El brazo del dispositivo de descarga está dispuesto de modo que puede moverse de manera controlada, por ejemplo por medio de un mando acoplado a un dispositivo de control, de tal manera que en la operación de descarga la abertura de entrada del material sólido puede desplazarse (o se desplaza) mediante un movimiento del brazo del dispositivo de descarga (por ejemplo radialmente) en la proximidad de la superficie interior del filtro de tambor, para que pueda recoger el material sólido filtrado que se adhiere a la superficie interior del filtro de tambor. En la operación de descarga, la abertura de entrada del material sólido desplazada en la proximidad de la superficie interior del filtro de tambor con respecto al eje longitudinal del filtro de tambor, está dispuesta en la mitad inferior, por ejemplo, en el tercio inferior, por ejemplo, en el cuarto inferior, por ejemplo en el octavo inferior del filtro de tambor. El conducto de descarga de material sólido puede estar formado por ejemplo por un tubo o una manguera.

Debido a la posición aproximadamente horizontal del filtro de tambor, el material sólido desprendido de la superficie interior del tambor se encuentra esencialmente a lo largo de una sección inferior de la superficie periférica interior del filtro de tambor; por tanto, debido a la disposición de la abertura de entrada de material sólido en la zona inferior correspondiente de filtro de tambor, puede recogerse al menos una gran parte del material sólido desprendido, y evacuarse del filtro de tambor.

Además, la centrífuga filtrante puede tener, por ejemplo, un árbol de mando fijado al filtro de tambor, que define un eje del árbol que es al menos esencialmente congruente con el eje longitudinal del filtro de tambor, y un bastidor con cojinetes del árbol que se puede fijar (o estar fijado) en el suelo, en que el árbol de mando está dispuesto o soportado de tal manera que el eje longitudinal del filtro de tambor está dispuesto en un ángulo no mayor de 30° con respecto a la horizontal o que el eje longitudinal del filtro de tambor está dispuesto en posición al menos esencialmente horizontal.

En la operación de descarga, la abertura de entrada de material sólido que se desplaza en la proximidad de la superficie interior del filtro de tambor puede estar dispuesta opcionalmente en un intervalo angular que se extiende alrededor del eje longitudinal del filtro de tambor en un ángulo no mayor que 45°, por ejemplo, no mayor que 30°, por ejemplo, no mayor que 15°, con respecto a la vertical. Es decir, la abertura de entrada de material sólido se encuentra entonces, por ejemplo, adyacente/próxima a un segmento de arco de una/la pared perimetral del filtro de tambor que, comenzando desde el vértice inferior del filtro de tambor, abarca un ángulo no mayor que 45°, 30° o 15° con respecto a la vertical.

La centrífuga filtrante puede estar provista también opcionalmente de un dispositivo de generación de diferencia de presión para generar una diferencia de presión entre la abertura de entrada de material sólido y un interior del conducto de descarga de material sólido, de tal manera que la presión en el conducto de descarga de material sólido es menor que en la abertura de entrada de material sólido o que en un/el entorno exterior de la abertura de entrada de material sólido. La diferencia de presión puede generarse, por ejemplo, por aplicación de presión en /hacia un entorno exterior circundante de la abertura de entrada de material sólido y/o por aplicación de vacío al interior del conducto de descarga de material sólido. El dispositivo generador de la diferencia de presión puede consistir, por ejemplo, en un compresor y/o una bomba de vacío. La descarga del material sólido filtrado del filtro de tambor puede producirse, por ejemplo, por la diferencia de presión. Debido a la diferencia de presión, el material sólido filtrado puede ser aspirado, por ejemplo, del filtro de tambor. Debido a la diferencia de presión, el material sólido filtrado puede ser aspirado, por ejemplo, al conducto de descarga de material sólido. Debido a la diferencia de presión entre (el entorno exterior) la abertura de entrada de material sólido y el interior del conducto de descarga de material sólido, puede generarse, por ejemplo, una corriente fluida (por ejemplo, una corriente gaseosa) en/dentro de la abertura de entrada de material sólido y/o en /dentro de una zona adyacente a la abertura de entrada de material sólido, con lo cual el material sólido que se adhiere a la superficie interior del filtro de tambor puede fluidizarse y ser aspirado al conducto de descarga de material sólido, cuando la abertura de entrada de material sólido se desplaza cerca de la superficie interior del filtro de tambor durante la operación de descarga. Como resultado, puede desprenderse una capa base al menos esencialmente por completo y se puede mejorar adicionalmente la descarga del material sólido filtrado del filtro de tambor. En este caso, una capa base de este tipo debe entenderse, por ejemplo, como una capa de la torta de filtración que no puede arrancarse y/o desprenderse mecánicamente, por ejemplo, mediante una cuchilla y/o un rascador, de la superficie interior del filtro de tambor. Así, la capa base es por ejemplo una capa residual de la torta de filtración superpuesta directamente al medio filtrante, todavía presente y/o que queda sobre la superficie interior del filtro de tambor después de una eliminación mecánica.

El dispositivo de descarga de material sólido comprende además una primera cuchilla, que define un primer corte y que está dispuesta adyacente a la abertura de entrada de material sólido, en donde, por ejemplo, al menos en la operación de descarga, el primer corte transcurre al menos esencialmente paralelo al eje longitudinal del filtro de tambor. En la operación de descarga, la primera cuchilla puede estar dispuesta, por ejemplo, en la dirección de giro de la operación del filtro de tambor detrás de la abertura de entrada de material sólido.

El dispositivo de descarga de material sólido puede estar provisto opcionalmente de una segunda cuchilla, que define un segundo corte y que está dispuesta adyacente a la abertura de entrada de material sólido y que es opcionalmente contigua a la primera cuchilla, transcurriendo por ejemplo el segundo corte al menos en la operación de descarga al menos esencialmente en dirección ortogonal con respecto al eje longitudinal del filtro de tambor.

Por la corriente fluida generada en/dentro de la abertura de entrada de material sólido y/o en/dentro de una zona, que es adyacente a la abertura de entrada de material sólido, el polvo que se puede generar por desprendimiento del material sólido filtrado con la primera cuchilla y/o la segunda cuchilla puede aspirarse en el conducto de descarga de material sólido. De este modo, el material sólido filtrado puede apartarse al menos esencialmente por completo del filtro de tambor y puede apartarse al menos esencialmente por completo una capa base (tal como se ha explicado anteriormente) y la descarga del material sólido filtrado del filtro de tambor.

La abertura de entrada de material sólido se prolonga en la dirección del eje longitudinal del filtro de tambor a lo largo de menos de la mitad, por ejemplo, a lo largo de igual o menos de una cuarta parte, por ejemplo, a lo largo de igual o menos de una octava parte, por ejemplo a lo largo de igual o menos de una dieciseisava parte de la longitud total de la superficie interior del filtro de tambor. El brazo del dispositivo de descarga está dispuesto, por ejemplo mediante el mando de accionamiento acoplado al dispositivo de control, de modo movible por traslación controlada, de tal manera que durante la operación de descarga la abertura de entrada de material sólido (y por ejemplo la primera cuchilla y por ejemplo la segunda cuchilla) puede moverse (o se mueve) por un movimiento de traslación del brazo del dispositivo de descarga en dirección paralela al eje longitudinal del filtro de tambor (son móviles (o se mueven) juntos) alrededor de la abertura de entrada de material sólido (en la operación de descarga) (y por ejemplo la primera cuchilla y por ejemplo la segunda cuchilla juntas) para desplazarse paralelamente al eje longitudinal del filtro de tambor. En la operación de descarga, la segunda cuchilla puede estar dispuesta, por ejemplo, detrás de la abertura de entrada de material sólido en la dirección del movimiento de traslación.

Opcionalmente, la centrífuga filtrante puede estar equipada con un dispositivo de control y un mando rotativo, que está acoplado al dispositivo de control, estando configurado el dispositivo de control para controlar el mando rotativo en la operación de descarga de tal manera que la velocidad de rotación del filtro de tambor es varias veces menor en comparación con una operación de filtración regular. En la operación de descarga, la velocidad de rotación del filtro de tambor puede ser, por ejemplo, menor de un 20% o menor de un 10% o menor de un 5% de la velocidad de rotación del filtro de tambor en la operación regular del filtro.

El dispositivo de control está configurado, por ejemplo, de tal manera que el mando rotativo esté controlado por él en la operación de descarga (por ejemplo puede controlarse) de manera que el número de revoluciones del filtro de tambor es tal que la relación entre la aceleración centrífuga que actúa sobre el material sólido filtrado en el filtro de tambor y la aceleración debida a la gravedad (o que la fuerza G que actúa sobre el material sólido en el filtro de tambor) es menor que uno (o menor que 1G). Como resultado, a diferencia de la operación regular del filtro, durante la operación de descarga el material sólido no se adhiere por fuerza centrífuga a la superficie interior del filtro de tambor. Por ejemplo, durante la operación de descarga, la relación de la aceleración centrífuga que actúa sobre el material sólido filtrado existente en el filtro de tambor a la aceleración de la gravedad (o la fuerza G que actúa sobre el material sólido en el filtro de tambor) es menor que o igual a 0.5 (o menor que o igual a 0.5G) o por ejemplo menor que o igual a 0.1 (o menor que o igual a 0.1 G) o por ejemplo menor que o igual a 0.05 (por ejemplo menor que o igual a 0.05G).

Como resultado, por ejemplo, el polvo que se produce, por ejemplo, al desprenderse el material sólido filtrado, se arremolina menos en el filtro de tambor y se recoge al menos esencialmente por completo en la proximidad de la abertura de entrada de material sólido (dispuesta por ejemplo en la sección inferior del filtro de tambor), de tal manera que el material sólido filtrado puede aspirarse al menos esencialmente por completo en el conducto de descarga de material sólido y, por tanto, puede retirarse del filtro de tambor al menos esencialmente por completo. Por tanto, la descarga del material sólido filtrado del filtro de tambor puede mejorarse adicionalmente.

El dispositivo de descarga de material sólido puede estar provisto opcionalmente de un mando acoplado al dispositivo de control, estando configurado el dispositivo de control para controlar el mando de tal manera que el extremo libre del brazo ejerza presión mecánica sobre el material sólido que se adhiere a la superficie interior del filtro de tambor durante la operación de descarga. El dispositivo de descarga de material sólido puede estar configurado sin cuchilla, por ejemplo, sin la primera y/o la segunda cuchilla. La centrífuga filtrante puede, por ejemplo, estar equipada con un sensor acoplado al dispositivo de control para medir el espesor de capa del material sólido que se adhiere a la superficie interior del filtro de tambor, a fin de controlar la posición del extremo libre del brazo durante la operación de descarga, de tal manera que el extremo libre del brazo se acopla al material sólido que se adhiere a la superficie interior del filtro de tambor, ejerciendo presión mecánica sobre él. El dispositivo de descarga de material sólido puede tener, por ejemplo, un sensor de presión o un sensor de fuerza acoplado al dispositivo de control para medir durante la operación de descarga la presión de contacto o presión de introducción del extremo libre del brazo sobre el material sólido que se adhiere a la superficie interior del filtro de tambor. El dispositivo de control puede diseñarse de tal manera que puede ajustarse por el mismo la posición radial del extremo libre del brazo dependiendo de la presión medida, por ejemplo, mientras se mantiene una presión de contacto de referencia. Por la presión mecánica ejercida sobre el material sólido que se adhiere a la superficie interior del filtro de tambor puede, por ejemplo, fluidizarse el material sólido filtrado o, por ejemplo, intensificarse la fluidización del material sólido filtrado, con lo cual puede mejorarse adicionalmente la descarga del material sólido filtrado del filtro de tambor.

El brazo del dispositivo de descarga puede ser opcionalmente un cuerpo hueco con una cavidad interior y el conducto de descarga de material sólido puede estar formado por la cavidad del cuerpo hueco. El cuerpo hueco es, por ejemplo, un conducto hueco en forma de varilla, a partir de cuyo interior hueco se forma el conducto de descarga del material sólido.

El brazo del dispositivo de descarga puede girar opcionalmente alrededor de un eje de giro que está dispuesto a cierta distancia del extremo libre del brazo, y que es paralelo al eje longitudinal del filtro de tambor y está desplazado del mismo. El brazo del dispositivo de descarga puede girar alrededor del eje de giro, por ejemplo, mediante el/un mando acoplado al dispositivo de control, a fin de desplazar la abertura de entrada de material sólido en la proximidad de la superficie interior del filtro de tambor y/o disponer la abertura de entrada de material sólido con respecto al eje longitudinal del filtro de tambor en la mitad inferior o el tercio inferior o la cuarta parte inferior o la octava parte inferior del filtro de tambor.

La invención proporciona también un proceso para operar una centrífuga filtrante tal como se describe en esta solicitud, en el cual el filtro de tambor se hace girar en la operación de descarga a una velocidad tal que la relación entre la aceleración centrífuga que actúa sobre el material sólido filtrado presente en el filtro de tambor y la aceleración debida a la gravedad (o que la fuerza G que actúa sobre el material sólido filtrado en el filtro de tambor es menor que uno. Como resultado, a diferencia de lo que ocurre en la operación regular del filtro, durante la operación de descarga el material sólido no se adhiere a la superficie interior del filtro de tambor por la fuerza centrífuga. En las figuras se muestran formas de realización ilustrativas, pero no limitativas, de la presente invención y se explican con mayor detalle a continuación.

Se muestran:

• En la figura 1, una vista esquemática simplificada de un filtro de tambor y un dispositivo de descarga de material sólido de una centrífuga filtrante de acuerdo con una primera forma de realización de la presente invención,

• en la figura 2, una vista esquemática simplificada, parcialmente en corte, de un filtro de tambor y un dispositivo de descarga de material sólido de una centrífuga filtrante de acuerdo con la primera forma de realización de la presente invención,

• en la figura 3, una vista esquemática simplificada, en corte, de un filtro de tambor y un dispositivo de descarga de material sólido de una centrífuga filtrante de acuerdo con la primera forma de realización de la presente invención,

• en la figura 4, una vista esquemática, simplificada, parcialmente en corte de un filtro de tambor y un dispositivo de descarga de material sólido de una centrífuga filtrante de acuerdo con una forma de realización que no es de acuerdo con la invención, y

• en la figura 5, una vista esquemática, simplificada y parcialmente en corte de una centrífuga filtrante de acuerdo con la primera forma de realización de la presente invención.

En las figuras, los elementos idénticos o análogos se representan con símbolos de referencia idénticos siempre que es apropiado.

Tal como se muestra en las Figuras 1-5, las centrífugas filtrantes 10 para filtración de un material sólido F a partir de una suspensión que está formada por el material sólido F y un líquido, de acuerdo con las diversas formas de realización de la invención, están provistas de un filtro de tambor 30, que está provisto de una superficie interior 32 del filtro de tambor y un eje longitudinal L1 del filtro de tambor, que está dispuesto en un ángulo no mayor de 30° con respecto a la horizontal, y que puede girar alrededor del eje longitudinal L1 del filtro de tambor, por ejemplo, por medio de un mando rotativo 70, por ejemplo en una dirección de rotación durante la operación del filtro de tambor D, y un dispositivo de descarga de material sólido 50 para descargar el material sólido filtrado F del filtro de tambor 30 en el marco de una operación de descarga de la centrífuga filtrante 10, en que el dispositivo de descarga de material sólido 50 tiene un brazo del dispositivo de descarga 52 con un extremo libre del brazo 54 y un conducto de descarga de material sólido 56, que está incorporado en el brazo 52 (por ejemplo conformado en o por el brazo 52) y a través del cual el material sólido filtrado F puede ser conducido fuera del filtro de tambor 30 y que está provisto de una abertura de entrada de material sólido 58 que está dispuesta adyacente al extremo libre del brazo 54 y a través de la cual el material sólido filtrado F puede retirarse desde el filtro de tambor 30 al conducto 56 de descarga de material sólido, en que el brazo 52 del dispositivo de descarga está dispuesto de manera que pueda moverse bajo control (por ejemplo, dotado de giro), de tal manera que en la operación de descarga la abertura 58 de entrada de material sólido se active mediante un movimiento del brazo 52 del dispositivo de descarga (por ejemplo radialmente) en la proximidad de la superficie interior del filtro de tambor 32, y puede desplazarse (pudiendo moverse, por ejemplo, de modo giratorio) a fin de poder recoger el material sólido F que se adhiere a la superficie interior 32 del filtro de tambor 30, y en que en la operación de descarga la abertura de entrada de material sólido 58 desplazada cerca de la superficie interior del filtro de tambor 32 está dispuesta en la mitad inferior (por ejemplo en el tercio inferior) del filtro de tambor 30 con respecto al eje longitudinal L1 del filtro de tambor.

El filtro de tambor 30 tiene, por ejemplo, en una camisa del tambor 36, que está provista de una forma cilíndrica hueca, un fondo del tambor 38 que está acoplado a la camisa del tambor 36 en un extremo axial (por ejemplo en las figuras 2 y 4 en un extremo izquierdo de la camisa de tambor 36) de ésta, y cierra dicho extremo de la camisa del tambor 36, y un collar del tambor 34, que está acoplado al otro extremo axial (u opuesto) de la camisa del tambor 36 (por ejemplo, en las figuras 2 y 4 en un extremo derecho de la camisa del tambor 36) y que está provisto de una abertura central 40. La camisa 36 del tambor está provista de una pluralidad de perforaciones u orificios 42 radiales de drenaje, a través de los cuales se descarga o expulsa el líquido de la suspensión del filtro de tambor durante la operación regular del filtro de tambor. La centrífuga filtrante está provista también un árbol de mando 110, que está acoplada al fondo del tambor 38 en una posición central del mismo, de tal manera que un eje del árbol definido por el árbol de mando 110 es al menos esencialmente congruente con el eje longitudinal L1 del filtro de tambor. La centrífuga filtrante puede estar provista de además un medio filtrante 112 (por ejemplo, una tela filtrante hecha de un material textil) que se inserta en el filtro de tambor 30 junto a la superficie interior 32 del filtro de tambor, de tal manera que las perforaciones u orificios de drenaje 42 están completamente cubiertos por el medio filtrante 112. El medio filtrante 112 está configurado para retener o separar por filtración el material sólido F de la suspensión a filtrar y dejar pasar el líquido de la suspensión a filtrar.

Las centrífugas de filtro 10 de acuerdo con las diversas formas de realización pueden tener además un mando rotativo 70, que está acoplado al árbol de mando 110, y un dispositivo de control S, que está acoplado al mando rotativo 70. El dispositivo de control S puede estar configurado para controlar el mando rotativo 70 en la operación de descarga, de tal manera que la velocidad de rotación del filtro de tambor 30 sea varias veces menor que en la operación de filtración regular. El mando rotativo está provisto en este caso un dispositivo de mando 72 (por ejemplo, un motor de mando) y un dispositivo de transmisión 74 con el cual se transmite un par de mando del dispositivo de mando 72 al árbol de mando 110.

El brazo 52 del dispositivo de descarga puede girar alrededor de un eje de giro L2 que está dispuesto a cierta distancia del extremo libre del brazo 54 y que es paralelo al eje longitudinal L1 del filtro de tambor y se encuentra desplazado del mismo. Para el movimiento rotativo y/o para el movimiento de traslación del brazo 52 del dispositivo de descarga explicado más adelante, el dispositivo 50 de descarga de material sólido puede estar provisto de un mando 90 acoplado al dispositivo de control S. El mando 90 puede estar provisto de un dispositivo de mando 92 (por ejemplo, un motor eléctrico de mando) y un dispositivo de transmisión 94 que está acoplado al dispositivo de mando 92 y al brazo 52 del dispositivo de descarga, y a través del cual se transmite un movimiento de mando desde el dispositivo de mando 92 al brazo 52 del dispositivo de descarga. Como resultado del movimiento de giro, la abertura de entrada de material sólido 58 puede desplazarse (radialmente con respecto al eje longitudinal del filtro de tambor) cerca de la superficie interior 32 del filtro de tambor y puede situarse en la mitad inferior (o en este caso en el tercio inferior) del filtro de tambor 30 con respecto al eje longitudinal L1 del filtro de tambor.

El dispositivo de control S puede estar configurado para controlar el mando 90, de tal modo que el extremo libre del brazo 54 ejerza presión mecánica sobre el material sólido F que se adhiere a la superficie interior 32 del filtro de tambor 30 durante la operación de descarga. Para ello, la centrífuga filtrante 10 puede estar provista de un sensor (que no se muestra) acoplado al dispositivo de control S para la medición del espesor de capa del material sólido F que se adhiere a la superficie interior 32 del filtro de tambor 30, a fin de controlar la posición del extremo libre del brazo 54 durante la operación de descarga, de tal manera que el extremo libre del brazo 54 se acopla al material sólido F que se adhiere a la superficie interior 32 del filtro de tambor 30, ejerciendo de esta forma una presión mecánica sobre él. Alternativa o adicionalmente, el dispositivo de descarga de material sólido 50 puede estar provista de un sensor de presión o sensor de fuerza (que no se muestra) acoplado al dispositivo de control S a fin de medir la presión de contacto o presión de introducción del extremo libre del brazo 54 sobre el material sólido F que se adhiere a la superficie interior 32 del filtro de tambor 30, pudiendo diseñarse el dispositivo de control S de tal manera que ajuste la posición radial del extremo libre del brazo 54 dependiendo de la presión medida, por ejemplo mientras se mantiene una presión de contacto de referencia.

El brazo 52 del dispositivo de descarga puede ser un cuerpo hueco (por ejemplo, en forma de varilla) con una cavidad interior, y el conducto 56 de descarga del material sólido puede estar formada por la cavidad del cuerpo hueco.

Durante la operación de descarga, la abertura de entrada de material sólido 58 desplazada cerca de la superficie interior 32 del filtro de tambor está dispuesta en un intervalo angular $, que se extiende alrededor del eje longitudinal L1 del filtro de tambor en un ángulo no mayor de 45° con respecto a la vertical V.

En la operación regular del filtro, el brazo 52 del dispositivo de descarga está dispuesto en el filtro de tambor 30, por ejemplo, de tal manera que la abertura 58 de entrada de material sólido está al menos dos veces más lejos de la superficie 32 interior del filtro de tambor que en la operación de descarga a fin de impedir la entrada o la penetración de la suspensión en el conducto 56 de descarga de material sólido a través de la abertura 58 de entrada de material sólido. Para ello, puede hacerse girar por ejemplo el brazo 52 del dispositivo de descarga alrededor del eje de giro L2 por medio del mando 90.

El dispositivo de descarga de material sólido 50 está provisto también de una primera cuchilla 60, que define un primer corte 62 y que está dispuesta próxima a la abertura de entrada de material sólido 58, a cuyo efecto el primer corte 62 corre paralelo al eje longitudinal L1 del filtro de tambor en la operación de descarga. El material sólido filtrado F puede desprenderse de la superficie interior 32 del filtro de tambor 30 durante la operación de descarga mediante la primera cuchilla 60 cuando el extremo libre del brazo 54 se acopla con el material sólido filtrado F en la operación de descarga.

Las centrífugas de filtro 10 de acuerdo con las diversas formas de realización pueden tener además un dispositivo de generación de diferencia de presión 130 para generar una diferencia de presión entre la abertura de entrada de material sólido 58 y un interior del conducto de descarga de material sólido 56 de tal manera que la presión en el conducto de descarga de material sólido 56 es menor que en la abertura de entrada del material sólido 58. En la forma de realización representada en la figura 5, el dispositivo 130 de generación de diferencia de presión está provisto de una bomba de vacío. La centrífuga filtrante 10 representada en ella está provista también de un dispositivo 134 de recogida de material sólido, por medio del cual el dispositivo 130 de generación de diferencia de presión está acoplado al dispositivo 50 de descarga de material sólido. El dispositivo 134 de recogida de material sólido está provisto de un conducto 124 de material sólido, un empalme 122, un recipiente 126 de recogida de material sólido y un conducto de conexión 132. El empalme 122 está acoplado a un extremo del conducto 124 de material sólido y puede estar acoplado al dispositivo de descarga de material sólido 50. Otro extremo del conducto 124 de material sólido está acoplado al recipiente 126 de recogida de material sólido. Un extremo del conducto 132 de conexión está acoplado al recipiente 126 de recogida de material sólido, y el otro extremo del conducto 132 de conexión está acoplado al dispositivo de generación de diferencia de presión 130. Como resultado, el conducto de descarga de material sólido 56 puede ser impulsado por el vacío generado por la bomba de vacío del dispositivo de generación de diferencia de presión 130. Las centrífugas filtrantes 10 de acuerdo con las diversas formas de realización pueden, tal como se muestra en la figura 5, estar provistas adicionalmente de una tapa de centrífuga 118, que está acoplada para su apertura a un bastidor de la máquina o carcasa de la máquina 116. Un dispositivo 120 de alimentación de suspensión para alimentar la suspensión al filtro de tambor 30 así como el dispositivo 50 de descarga de material sólido pueden estar incorporados, por ejemplo, a la tapa de la centrífuga 118. En el estado cerrado de la tapa de la centrífuga 118, ésta cierra herméticamente la abertura 40 del filtro de tambor 30, penetrando el dispositivo de alimentación de suspensión 120 y el dispositivo de descarga de material sólido 50 en el filtro de tambor 10, y rodeando junto con el bastidor de la máquina 116 el filtro de tambor 30, de tal manera que el filtro de tambor 30 está dispuesto en un espacio 114 sellado formado entre la tapa 118 de la centrífuga y el bastidor 116 de la máquina. Adicionalmente, está previsto un dispositivo de descarga de líquido 128 acoplado al espacio 114 en el bastidor 116 de la máquina a la altura de un punto más bajo del espacio 114. El bastidor 116 de la máquina está provisto también, por ejemplo, de dos cojinetes de tambor 136, en los cuales está montado el árbol de mando 110 en posición al menos esencialmente horizontal, pudiendo estar fijado por ejemplo el filtro de tambor 30 al bastidor 116 de la máquina en voladizo por medio del árbol de mando 10.

La abertura de entrada de material macizo 58 representada en las figuras 1, 2, 3 y 5 se extiende en la dirección del eje longitudinal L1 del filtro de tambor en, por ejemplo, aproximadamente el 5% de la longitud total de la superficie interior 32 del filtro de tambor 30 y el brazo del dispositivo de descarga 52 está dispuesto además, por ejemplo, por medio del mando 90 explicado anteriormente, controlado móvilmente en traslación (a lo largo del eje longitudinal L1 del filtro de tambor) de tal manera que, en la operación de descarga, la abertura de entrada de material sólido 58 puede desplazarse paralelamente por medio de un movimiento de traslación del brazo 52 del dispositivo de descarga en dirección paralela al eje longitudinal L1 del filtro de tambor para desplazar la abertura de entrada de material sólido 58 paralelamente al eje longitudinal L1 del filtro de tambor.

Adicionalmente, el dispositivo de descarga de material sólido 50 que se muestra en las figuras está provisto de una segunda cuchilla 64, que define un segundo corte 66 y que está dispuesta adyacente a la abertura de entrada de material sólido 58 y adyacente a la primera cuchilla 60, siendo el segundo corte 66 ortogonal al eje longitudinal L1 del filtro de tambor en la operación de descarga. El movimiento de traslación del brazo 52 del dispositivo de descarga puede estar provisto de lugar durante la operación de descarga de tal manera que la segunda cuchilla esté dispuesta delante de la abertura 58 de entrada de material sólido en la dirección del movimiento (de traslación). Por medio de la segunda cuchilla se puede reducir el desprendimiento de polvo durante el movimiento de traslación en la operación de descarga, cuando el extremo libre del brazo 54 se acopla con el material sólido filtrado F.

La abertura de entrada de material sólido 58 representada en la figura 4 no de acuerdo con la invención se extiende en la dirección del eje longitudinal del filtro de tambor a lo largo de toda la longitud de la superficie interior 32 del filtro de tambor 30. Como resultado, puede prescindirse del movimiento de traslación del brazo 52 del dispositivo de descarga. El funcionamiento de la centrífuga filtrante 10 representada en la Figura 5 es como sigue. La suspensión a filtrar se alimenta al filtro de tambor 30 por medio del dispositivo 120 de alimentación de suspensión en el marco de la operación de filtración regular del filtro de tambor 10. El filtro de tambor 30 se pone en rotación por medio del dispositivo de mando 70, como resultado de lo cual la suspensión se fuerza contra la superficie interior 32 del filtro de tambor 30 por fuerza centrífuga. El líquido de la suspensión puede atravesar la tela filtrante 112 montada en la superficie interior 32 así como el filtro de tambor 30 a través de las perforaciones u orificios de drenaje 42 y ser expulsado así del filtro de tambor 30 al espacio 114. El líquido se descarga finalmente del espacio 114 por medio del dispositivo 128 de descarga de líquido. El material sólido F de la suspensión es retenido por el medio filtrante 112 y de este modo se separa de la suspensión por filtración. Finalmente, cuando se alcanza una expulsión suficiente del líquido por centrifugación, el material sólido filtrado F adyacente a la tela filtrante 112 como torta de filtración se desprende de la tela filtrante 112 en el marco de la operación de descarga de la centrífuga filtrante 10 por medio del dispositivo de descarga de material sólido 50 mediante giro controlado del filtro de tambor 30 y por desplazamiento controlado del brazo 52 del dispositivo de descarga y se evacua de la centrífuga filtrante 10 por medio del dispositivo de descarga de material sólido 50. La operación regular del filtro se diferencia de la operación de descarga al menos en que la velocidad de rotación o el número de revoluciones del filtro de tambor 30 en la operación de descarga es menor, por ejemplo varias veces menor que en la operación regular del filtro, y la posición de la abertura de entrada de material sólido 58 en el filtro de tambor 30 es diferente. En la operación de descarga, la abertura de entrada de material sólido 58 está desplazada en la proximidad de la superficie interior del filtro de tambor, a fin de poder recoger el material sólido F que se adhiere a la superficie interior 32 del filtro de tambor 30. En la operación de filtración regular, la abertura de entrada de material sólido 58 está desplazada lejos de la superficie interior del filtro de tambor, por ejemplo, desplazada en la proximidad del eje longitudinal L1 del filtro de tambor, a fin de prevenir/evitar al menos esencialmente por completo que la suspensión a filtrar penetre en el conducto de descarga de material sólido 56.

La descripción anterior de formas de realización ilustrativas específicas de la presente invención se ha presentado con fines de ilustración y descripción. La misma no debe considerarse exhaustiva ni limitativa de la invención a las formas precisas descritas siendo posibles evidentemente muchas modificaciones y variaciones a la luz de la doctrina que antecede. Las formas de realización ilustrativas han sido seleccionadas y descritas con el fin de ilustrar ciertos principios de la invención y su aplicación práctica, a fin de permitir de este modo a los expertos realizar y utilizar diferentes formas de realización ilustrativas de la presente invención, así como diversas alternativas y modificaciones de la misma. Se pretende que el alcance de la invención venga definido por las reivindicaciones adjuntas y sus equivalentes.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Centrífuga filtrante (10) para filtración de un material sólido (F) a partir de una suspensión formada por el material sólido (F) y un líquido, que incluye

un filtro de tambor (30) que define una superficie interior del filtro de tambor (32) y un eje longitudinal del filtro de tambor (L1), dispuesto en un ángulo no mayor de 30° con respecto a la horizontal, y que puede girar alrededor del eje longitudinal del filtro de tambor (L1); y

un dispositivo de descarga de material sólido (50) para descargar el material sólido filtrado (F) del filtro de tambor (30), en el contexto de una operación de descarga de la centrífuga filtrante (10), en que el dispositivo de descarga de material sólido (50) comprende un brazo (52) del dispositivo de descarga que tiene un extremo de brazo libre (54) y un conducto de descarga de material sólido (56) que está formado en el brazo (52) y a través del cual el material sólido filtrado (F) puede ser conducido fuera del filtro de tambor (30) y que está provisto de una abertura de entrada de material sólido (58) que está dispuesta adyacente al extremo libre del brazo (54) y a través de la cual el material sólido filtrado (F) puede llegar desde el filtro de tambor (30) al conducto de descarga de material sólido (56), en que el brazo (52) del dispositivo de descarga está configurado de tal modo que, en la operación de descarga, la abertura de entrada de material sólido (58) puede moverse mediante un movimiento del brazo (52) del dispositivo de descarga en la proximidad de la superficie interior del filtro de tambor (32) para poder recibir el material sólido (F) que se adhiere a la superficie interior (32) del filtro de tambor (30), y en que, en la operación de descarga, la abertura de entrada de material sólido desplazada (58) cerca de la superficie interior del filtro de tambor (32) está dispuesta en la mitad inferior del filtro de tambor (30) con respecto al eje longitudinal (L1) del filtro de tambor, en que el dispositivo de descarga de material sólido (50) comprende adicionalmente una primera cuchilla (60) que define un primer corte (62) y que está dispuesta adyacente a la abertura de entrada de material sólido (58),

en que la abertura de entrada de material sólido (58) se extiende en la dirección del eje longitudinal del tambor de filtro (L1) a lo largo de menos de la mitad de la longitud total de la superficie interior (32) del filtro de tambor (30), y en que el brazo (52) del dispositivo de descarga está configurado adicionalmente para poder moverse de modo controlado en traslación de tal manera que, en la operación de descarga, la abertura de entrada de material sólido (58) puede desplazarse por medio de un movimiento de traslación del brazo (52) del dispositivo de descarga en dirección paralela al eje longitudinal del filtro de tambor (L1), a fin de desplazar la abertura de entrada de material sólido (58) paralelamente al eje longitudinal del filtro de tambor (L1).

2. Centrífuga filtrante (10) de acuerdo con la reivindicación 1, en la cual, en la operación de descarga, la abertura de entrada de material sólido (58) desplazada cerca de la superficie interior del filtro de tambor (32) está dispuesta en un intervalo angular ($) que se extiende alrededor del eje longitudinal del filtro de tambor (L1) en no más de 45° respecto a la vertical (V).

3. Centrífuga filtrante (10) de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, que está provista adicionalmente de un dispositivo de generación de diferencia de presión (130) para generar una diferencia de presión entre la abertura de entrada de material sólido (58) y el interior del conducto de descarga de material sólido (56) de tal manera que la presión en el conducto de descarga de material sólido (56) es menor que en la periferia exterior de la abertura de entrada de material sólido (58).

4. Centrífuga filtrante (10) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en la cual el primer corte (62) se extiende, al menos en la operación de descarga, al menos esencialmente en paralelo al eje longitudinal (L1) del filtro de tambor.

5. Centrífuga filtrante (10) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-4, en la cual el dispositivo de descarga de material sólido (50) comprende además una segunda cuchilla (64) que define un segundo corte (66) y que está dispuesta adyacente a la abertura de entrada de material sólido (58) y opcionalmente adyacente a la primera cuchilla (60), en la cual el segundo corte (66) se extiende al menos esencialmente en dirección ortogonal al eje longitudinal (L1) del filtro de tambor, al menos en la operación de descarga.

6. Centrífuga filtrante (10) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, que está provista adicionalmente de un dispositivo de control (S) y un mando rotativo (70) conectado al dispositivo de control (S), en la cual el dispositivo de control (S) está configurado para controlar el mando rotativo (70) en la operación de descarga de tal manera que la velocidad de rotación del filtro de tambor (30) es menor, comparada con una operación regular del filtro.

7. Centrífuga filtrante (10) de acuerdo con la reivindicación 6, en la cual el dispositivo de control está configurado para controlar el mando rotativo en la operación de descarga de tal manera que la velocidad de rotación del filtro de tambor es tal que la relación entre la aceleración centrífuga que actúa sobre el material sólido filtrado presente en el filtro de tambor y la aceleración debida a la gravedad es menor que uno.

8. Centrífuga filtrante (10) de acuerdo con la reivindicación 6 o 7, en la cual el dispositivo de descarga de material sólido (50) comprende un mando (90) conectado al dispositivo de control (S), en que el dispositivo de control (S) está configurado para controlar el mando (90), de tal modo que el extremo libre del brazo (54) ejerce presión mecánica sobre el material sólido (F) que se adhiere a la superficie interior (32) de filtro de tambor (30) en la operación de descarga.

9. Centrífuga filtrante (10) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en la cual el brazo del dispositivo de descarga (52) es un cuerpo hueco que tiene una cavidad interior y el conducto de descarga de material sólido (56) está formado por la cavidad del cuerpo hueco.

10. Centrífuga filtrante (10) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en la cual el brazo (52) del dispositivo de descarga puede girar alrededor de un eje de giro (L2) dispuesto a cierta distancia del extremo libre 54 del brazo, que es paralelo al eje longitudinal del filtro de tambor (L1) y está desplazado del mismo.

11. Método de operación de una centrífuga filtrante de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el cual el filtro de tambor se hace girar en la operación de descarga a una velocidad de rotación tal que la relación entre la aceleración centrífuga que actúa sobre el material sólido filtrado presente el filtro de tambor y la aceleración de la gravedad es menor que uno.