ES2907031T3 - Separador - Google Patents

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ES2907031T3 ES15725318T ES15725318T ES2907031T3 ES 2907031 T3 ES2907031 T3 ES 2907031T3 ES 15725318 T ES15725318 T ES 15725318T ES 15725318 T ES15725318 T ES 15725318T ES 2907031 T3 ES2907031 T3 ES 2907031T3
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Andreas Penkl
Thomas Bathelt
Kathrin Quiter
Marie-Theres Sedler
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Abstract

Separador para el procesamiento de un producto fluido por centrifugado, con al menos las siguientes características: a. un tambor (2) giratorio que delimita una cámara (15) centrífuga, y caracterizado por que b. el tambor (2) presenta un dispositivo de soporte exterior y un tambor (12) interior insertado y dispuesto en el dispositivo de soporte exterior, y por que c. en el tambor (12) interior se dispone un medio para la clarificación del producto que se debe procesar en el área de centrifugado, siendo el medio para la clarificación un paquete (25) de placas compuesto por una pila de placas (26) de separación, d. en el que el dispositivo de soporte exterior está diseñado en forma de un anillo exterior circunferencialmente cerrado que rodea el tambor (12) interior axialmente en secciones, y/o en que el dispositivo de soporte exterior está diseñado en forma de un tambor (11) exterior en el que se dispone el tambor (12) interior, e. en el que el tambor (11) exterior sirve como soporte en el que se inserta el tambor (12) interior, y en el que el tambor (11) exterior rodea el tambor (12) interior axialmente solo en secciones, de modo que el tambor (12) interior sobresale axialmente fuera del tambor (11) exterior o en el que el tambor (11) exterior rodea el tambor (12) interior axialmente por completo, f. en el que todo el tambor (12) interior, incluido un sistema de entrada y salida, está configurado como un módulo premontado intercambiable, g. que está compuesto mayormente de plástico o de un material plástico compuesto, y h. en el que el sistema de entrada y el sistema de salida están diseñados en un tipo de construcción estanca en el tambor (12) interior.

Description

DESCRIPCIÓN
Separador
La invención se refiere a un separador según el preámbulo de la reivindicación 1.
Los separadores centrífugos para realizar un funcionamiento continuo se conocen desde hace mucho tiempo, por ejemplo, en una configuración como separadores de toberas según el documento JP 62 - 117649 A. Además de los separadores de toberas, se conocen otros con aberturas de descarga de sólidos a los que se les asigna una válvula de pistón accionada hidráulicamente, con la que se pueden cerrar y liberar las aberturas de descarga de sólidos. El documento US 2,017,734 muestra un separador sin descarga de sólidos en un diseño a modo de separador. El documento US 2,286,354 muestra un separador con piezas superior e inferior del tambor macizas y atornilladas entre sí.
En el documento US 3,012,710 se da a conocer un separador con tambor doble cónico con una pieza superior cónica y una pieza inferior del tambor cónica, estando la pieza superior del tambor y la pieza superior del tambor atornilladas entre sí.
En el documento US 5,637,217 se describe un separador con un tambor con una pieza superior y una pieza inferior del tambor, presentando el tambor un inserto intercambiable con placas de separación.
El documento FR 971 978 A describe un tambor con un revestimiento interior.
El documento WO 2014/000829 A1 también da a conocer un separador genérico para separar un producto fluido en diferentes fases o para clarificar un producto, que presenta un tambor giratorio con una pieza de tambor inferior y una pieza de tambor superior y un medio dispuesto en el tambor para clarificar, estando uno, varios o todos los siguientes elementos hechos de plástico o de un material compuesto plástico: la pieza inferior del tambor, la pieza superior del tambor, el medio de clarificación. De esta manera, es posible diseñar parte del tambor o, preferentemente, incluso todo el tambor, preferentemente junto con los sistemas o áreas de entrada y salida, para un solo uso, lo que resulta de particular interés y ventajoso en términos de procesamiento de productos farmacéuticos como caldos de fermentación o similares, ya que después de la operación para el procesamiento de un lote de producto correspondiente en la operación preferentemente continua durante el procesamiento del lote de producto no es necesario llevar a cabo ninguna limpieza del tambor, sino que, más bien, se puede reemplazar el tambor en su conjunto. Este separador es por lo tanto muy ventajoso, especialmente desde un punto de vista higiénico.
Por lo tanto, lo deseable y objeto de la invención es proporcionar una mejora adicional en las propiedades de funcionamiento y también en la manejabilidad de la construcción genérica.
La invención resuelve estos problemas mediante el objeto de la reivindicación 1.
De acuerdo con la parte caracterizante de la reivindicación 1, se prevé inicialmente que el tambor presente un dispositivo de soporte externo y un tambor, denominado tambor interior, dispuesto dentro del dispositivo de soporte. En el tambor interior también va dispuesto un medio para clarificar (u optimizar el efecto de clarificación) el producto a procesar en el campo centrífugo.
De esta manera, el comportamiento operativo del sistema giratorio, en particular del tambor, se mejora significativamente de manera sencilla, ya que el dispositivo de soporte externo estabiliza el sistema. Dado que este dispositivo de soporte va dispuesto radialmente en el exterior con respecto a la pared del tambor, que delimita el interior del tambor, el tambor propiamente dicho que delimita la cámara centrífuga se denomina en adelante "tambor interior".
De acuerdo con una variante, el dispositivo de soporte exterior está diseñado como un anillo exterior que rodea axialmente el tambor interior por secciones. Tal anillo en forma de "vendaje" estabiliza la construcción en la circunferencia exterior. El al menos un anillo estabilizador (o la pluralidad de anillos) está hecho preferentemente de metal, pero también puede estar hecho de plástico o de un material compuesto de plástico. También es concebible prever un contorno, por ejemplo una cavidad anular abierta axialmente en una dirección, en la circunferencia exterior del tambor interior, en la que se inserta el anillo estabilizador.
De acuerdo con una configuración preferida, también resulta ventajoso que el dispositivo de soporte exterior esté configurado como un anillo exterior cerrado circunferencialmente, que rodea axialmente el tambor interior por secciones.
De acuerdo con otra variante, el dispositivo de soporte exterior está diseñado como un tambor exterior que rodea el tambor interior por completo o por secciones. De esta manera en particular el comportamiento operativo del sistema giratorio, en particular del tambor, se mejora significativamente de manera sencilla, ya que el tambor exterior estabiliza el sistema dinámica y mecánicamente. Tanto las deformaciones del sistema giratorio en la dirección radial al eje de rotación D, como la tendencia a sufrir desequilibrios pueden reducirse significativamente. Tanto el tambor interior como la estructura de soporte pueden diseñarse, aunque no necesariamente, con paredes relativamente delgadas. En particular, el tambor interior, que debe cambiarse preferentemente después del procesamiento de un lote de producto, puede fabricarse de esta manera ahorrando mucho material.
No obstante, sigue siendo posible aprovechar las ventajas del material "plástico" o "material compuesto de plástico", porque todavía es posible utilizar parte del tambor (el tambor interior y preferentemente sus componentes, incluyendo concretamente los sistemas o áreas de entrada y salida) para un solo uso, de modo que después de la operación para el procesamiento de un lote de producto correspondiente en la operación preferentemente continua e higiénica durante el procesamiento del lote de producto, no es necesario llevar a cabo ninguna limpieza del tambor, sino que se reemplaza el tambor entero. Este reemplazo resulta particularmente sencillo porque el tambor exterior, que preferentemente será reutilizado, no requiere de mayor limpieza, ya que preferiblemente no entra en contacto en absoluto con el producto a procesar. Por lo tanto, no tiene que limpiarse y/o desinfectarse cada vez que se cambia el tambor interior o solo por un tiempo relativamente corto.
El cambio del tambor interior y su montaje, desmontaje y otras manipulaciones también se pueden realizar de forma sencilla, ya que dado que existe una construcción estable para el tambor exterior, en la que solo hay que insertar el tambor interior, es posible prever la conexión de accionamiento a un motor eléctrico únicamente en el tambor exterior, de manera que, para efectuar el reemplazo, solo hay que extraer el tambor interior del tambor exterior e insertar otro tambor interior dentro, sin necesidad de demasiados pasos complicados, como puede ser el establecimiento de una conexión de accionamiento con el eje de transmisión.
A este respecto, el tambor exterior puede rodear completamente al tambor interior. Sin embargo, también se consigue una buena estabilización del sistema rotativo si el tambor exterior solo rodea el tambor interior axialmente por secciones, preferentemente a lo largo de al menos el 50 % o más de la longitud axial del tambor interior.
En este último caso, resulta ventajoso que el tambor interior sobresalga axialmente del tambor exterior, lo que facilita la separación y espaciamiento de las áreas de entrada y salida en el tambor interior del tambor exterior.
Resulta particularmente ventajoso que el tambor interior y el tambor exterior estén hechos de diferentes materiales, ya que de esta manera se pueden seleccionar los materiales óptimos para ambos elementos, el tambor exterior y el tambor interior. El tambor interior está hecho preferentemente de un plástico o un material compuesto de plástico de paredes relativamente delgadas para que pueda desecharse fácilmente, mientras que el tambor exterior reutilizable es de metal, en particular de acero, para que sus propiedades operativas puedan optimizarse especialmente bien.
También resulta ventajoso que, cuando se utiliza un tambor exterior metálico y un tambor interior de plástico, el peso del tambor exterior pueda exceder significativamente al del tambor interior, de modo que el comportamiento de rotación quede determinado esencialmente por el tambor exterior. Para ello, el peso de las piezas giratorias del tambor exterior metálico es preferentemente más del doble, en particular más de cuatro veces mayor que el peso de las piezas giratorias de plástico o el peso del tambor interior vacío. El tambor exterior también permite diseñar el tambor interior con paredes particularmente delgadas, ya que queda estabilizado por el tambor exterior.
Para poder insertar correcta y fácilmente el tambor interior en el tambor exterior, resulta ventajoso que el tambor exterior presente una pieza inferior del tambor exterior y una pieza superior del tambor exterior de esta desacoplable. Por otro lado, resulta ventajoso esencialmente por motivos de fabricación que el tambor interior presente una pieza inferior del tambor interior y una pieza superior del tambor interior que en ella se pueda premontar o que en ella vaya premontada. Esto se debe a que, durante la fabricación, es necesario colocar varios elementos, como el medio clarificador, un tubo de entrada y similares, en el tambor interior, lo que se simplifica mediante la separación en una pieza superior y una pieza inferior.
El montaje del tambor interior en el tambor exterior es particularmente fácil si la pieza superior del tambor exterior está diseñada a modo de anillo que se atornilla a la pieza inferior del tambor exterior y está diseñada para abrirse axialmente en la pieza superior, de modo que la pieza superior del tambor interior sobresale axialmente de la misma. La pieza inferior del tambor exterior y la pieza superior del tambor exterior también se pueden unir de otras maneras. Una variante ventajosa es una unión con pernos roscados. También es concebible utilizar una bayoneta como medio de unión. Finalmente, resulta ventajoso unir o fijar la pieza superior del tambor exterior y la pieza inferior del tambor exterior entre sí con un anillo de bloqueo. Para este propósito, un borde inferior de la pieza superior del tambor exterior se inserta preferentemente en la pieza inferior del tambor exterior, donde puede descansar sobre un collar. Luego, un anillo con una rosca externa se enrosca desde arriba en una rosca interna de la pieza inferior del tambor exterior que fija la pieza superior del tambor exterior a la pieza inferior del tambor exterior.
Para lograr una rotación lo más fiable posible sin deslizamiento entre el tambor interior y el tambor exterior, resulta ventajoso que el tambor interior y el tambor exterior estén unidos entre sí en unión a presión y/o positiva a prueba de giro.
Por razones de higiene, también resulta ventajoso que el sistema de entrada y el sistema de salida del tambor estén formados exclusivamente en el tambor interior, de modo que el tambor exterior no entre en contacto con el producto a procesar durante el funcionamiento. De acuerdo con la invención, el sistema de entrada y el sistema de salida están conformados en un diseño estanco en el tambor interior.
En otra realización, resulta ventajoso que el sistema de entrada y el sistema de salida presenten un cuerpo anular de cubierta que esté diseñado como una pieza que no gira con el tambor durante el funcionamiento y que el sistema de entrada presente un tubo de entrada que esté diseñado como un elemento que gira con el tambor. Para ello, el cuerpo anular de la cubierta está preferentemente unido de forma no giratoria con un tope del separador fuera del tambor.
Como resultado, la transición del producto al sistema rotativo ya está implementada en la entrada del tubo de entrada, lo que simplifica la estructura del tambor interior. El sistema de salida está diseñado preferentemente sin bombas centrípetas. Las fases que se deben canalizar fluyen desde los canales giratorios entre los extremos o secciones del tubo hacia los espacios anulares en el cuerpo anular de cubierta no giratorio y desde allí hacia las líneas de salida no giratorias y los tanques o similares dispuestos aguas abajo.
Sin embargo, también es concebible según una variante menos preferida, ya que es constructivamente más compleja, implementar el sistema de salida con la ayuda de una o más pinzas de plástico que guían la una o más fases separadas en el campo centrífugo fuera del tambor a modo de bombas centrípetas.
De acuerdo con una variante, al menos uno o más de los elementos tubulares del tambor pueden desplazarse axialmente en el cuerpo anular y se prevé un dispositivo para fijar de manera desacoplable el elemento tubular en una posición axial en el cuerpo anular. De este modo, la construcción se estabiliza de forma sencilla para su transporte y no puede soltarse. Este dispositivo de seguridad solo se libera en el lugar de instalación para que estos elementos puedan girar entre sí. Esta construcción resulta adecuada en el caso de un tambor interior, pero también de un tambor sin tambor interior, por ejemplo, como se describe en el documento WO 2014/000829 A1.
También resulta ventajoso que se utilice el seguro de transporte durante el desmontaje del tambor. Para ello, el seguro de transporte se reactiva después de/al desmontar el tambor interior para que pueda retirarse y desecharse más fácilmente. Los extremos de los cables se pueden volver a cerrar (por ejemplo, mediante adhesivo, pinzado o enclavamiento).
En general, por razones de manipulación, resulta especialmente ventajoso que el tambor interior, en particular el tambor interior completo, junto con el sistema de entrada y salida, esté diseñado como un módulo intercambiable premontado. Preferentemente, este módulo consiste enteramente o al menos predominantemente (es decir, en particular más del 70 %, en particular más del 80 % del peso del módulo) de plástico o un material compuesto de plástico. También es concebible proporcionar refuerzos localmente limitados, por ejemplo, de metal o plástico u otro material adecuado, en el área del tambor interior.
El tambor interior en sí está diseñado como un tambor cerrado circunferencialmente que se extiende alrededor del eje de rotación del tambor y que forma preferentemente una unidad autoportante. Esta unidad autoportante es tan dimensionalmente estable que conserva su forma después de haber sido colocada en la pieza inferior del tambor exterior sin la pieza superior del tambor exterior colocada (en reposo, es decir, sin girar). Esta configuración, por lo tanto, no se trata de un tipo de bolsa o similar que sea no dimensionalmente estable. Además, el tambor interior preferentemente no va unido al tambor exterior por adherencia de materiales, es decir, que no es un revestimiento o similar del tambor exterior.
La pieza superior del tambor exterior debe presentar preferentemente una abertura central tan grande que pueda taparse desde arriba sobre el cuerpo anular de cubierta con sus tubuladuras de entrada y salida y posiblemente las mangueras adjuntas, que después del montaje tan solo deben conectarse. De esta manera, el montaje del tambor interior se puede realizar de forma especialmente sencilla y rápida después de que se haya retirado la pieza superior del tambor exterior.
El medio para clarificar el producto que se debe procesar de una fase que contiene más sólidos por unidad de volumen que la otra fase es preferible y ventajosamente de nuevo un paquete de placas de separación compuesto por placas de separación cónicas hechas de plástico, aunque también puede ser, por ejemplo, un inserto clarificador/separador fabricado en plástico según DE 102008052 630 A1 u otro medio para aclarar un producto de partículas sólidas, como un cuerpo acanalado con nervaduras radiales o similar. Preferentemente, el tambor separador se utiliza para volver a concentrar un producto, es decir, que con el medio aclarador dado se separa una fase que contiene más proporción de sólidos por unidad de volumen pero que preferentemente continúa siendo fluido de una fase que contiene menos sólidos. El término "medios de clarificación" debe interpretarse de manera relativa. También se refiere a esta aplicación, en la que el medio de clarificación se utiliza para concentrar aún más el producto o para obtener una fase más concentrada.
En general, el concepto del tambor interior también abarca algunas de las áreas, preferentemente incluso todas, del sistema giratorio que entran en contacto con el producto que están hechas de plástico o de un material compuesto de plástico, en particular, la pieza inferior del tambor interior y la pieza superior del tambor interior y el paquete de placas. Preferible y ventajosamente con respecto a la aplicación para un solo uso, el sistema de entrada y el sistema de salida también están compuestos total o predominantemente de plástico o de un material compuesto de plástico.
Resulta ventajoso que todas o al menos la mayoría de las piezas del tambor interior que giran durante el funcionamiento y las piezas de su sistema de entrada y salida que no giran durante el funcionamiento, en la medida en que entran en contacto con el producto, sean de plástico y que todas ellas (excepto, en su caso, las juntas que se deben proporcionar) sean pocas piezas en términos de cantidad, por ejemplo piezas de plástico moldeadas por inyección. Además, las secciones de los tubos pueden diseñarse a modo de manguitos de metal o se pueden utilizar uno o más manguitos de metal para reforzar piezas del tambor interior o que van dispuestas en/sobre el tambor interior, en particular las secciones de tubo.
Estos son preferentemente la pieza inferior del tambor interior, la pieza superior del tambor interior, el distribuidor, los medios de separación (preferentemente el inserto de placa para separar sólidos), una placa de separación y la salida. También puede haber anillos de sellado. De esta manera, se crea un tambor centrífugo funcional hecho de plástico que consta de solo unos pocos componentes, lo que facilita particularmente su fabricación y montaje. La placa de separación y la pieza superior del tambor interior también podrían diseñarse en una sola pieza. En este caso, la pieza superior del tambor estaría provista directamente de uno o más canales a través de los cuales una o más fases pueden fluir desde un área de mayor diámetro en el tambor hasta la punta para su salida del sistema rotativo, como en una placa de separación o similar.
También es especialmente ventajoso que la pieza inferior del tambor interior y la pieza superior del tambor interior estén unidas entre sí de manera no desacoplable durante el montaje inicial para evitar intentos de desmontaje y, dado el caso, que se reutilicen después de una limpieza insuficiente. En su lugar, el tambor interior se desecha o recicla por completo. A este respecto también resulta ventajoso el hecho de que se garantiza la esterilidad. La configuración se diseña preferentemente de tal manera que no puede penetrar aire en el tambor interior desde el exterior antes de su instalación ni después de su extracción.
Al igual que en el documento WO 2014/000829 A1, el concepto del tambor interior permite además diseñar parte del tambor o preferentemente el tambor entero (preferentemente junto con los sistemas o áreas de entrada y salida) para un solo uso, lo que resulta de particular interés y ventaja de cara al procesamiento de productos farmacéuticos, como caldos de fermentación o similares, dado que después de la operación para procesar un lote de producto correspondiente en operación preferentemente continua durante el procesamiento del lote de producto no se tiene que llevar a cabo una limpieza del tambor, sino que se reemplaza el tambor en su conjunto. Los problemas de higiene asociados con la limpieza se excluyen aquí de manera sencilla. Las piezas que entran en contacto con el producto pueden eliminarse o reciclarse en su totalidad. La eliminación resulta de particular interés en el caso de sustancias peligrosas. A su vez, también es concebible que en el proceso de clarificación en primer lugar se proceda a concentrar el producto que se debe procesar y que, después del procesamiento del lote, el tambor interior se funda o, por ejemplo, se disuelva en un ácido o similar para recuperar la sustancia pesada como residuo de este proceso. El uso preferentemente de piezas de plástico de paredes delgadas contribuye además a mantener los costes de fabricación relativamente bajos.
De nuevo resulta ventajoso y particularmente higiénico que todo el tambor, en particular también su sistema de entrada y su sistema de salida, esté/estén diseñados para ser estanco/estancos.
Preferentemente el plástico que se utiliza es un plástico reciclable, en particular PE (polietileno), PP (polipropileno) o TK-PEEK (polieteretercetona en particular parcialmente cristalina). Si bien la lista no es exhaustiva, también son concebibles los materiales PC (policarbonato), MABS (metacrilato de metilo-acrilonitrilo-butadieno-estireno), ABS (acrilonitrilo-butadieno-estireno) y PSU (polisulfona).
Las piezas hechas de plástico podrían fabricarse mediante un proceso de moldeado por inyección y, dado el caso, reprocesarse, por ejemplo, para crear orificios y similares donde fuese necesario.
Los tornillos y similares también pueden estar hechos de plástico, pero también pueden estar hechos de un material diferente, especialmente si no entran en contacto con el producto durante el procesamiento.
Precisamente el tambor interior de la invención funciona de manera especialmente suave y, por lo tanto, es muy adecuado como tambor interior para un tambor exterior. Cabe destacar el medio de clarificación integrado en el tambor interior, así como los ventajosos medios por unión positiva previstos según otra variante para una asombrosamente segura y óptima transmisión de par entre el tambor interior y el tambor exterior. Y es que se ha demostrado que extraer el tambor simplemente sujetándolo no resulta óptimo por consecuencias como deslizamiento y similares. El tambor interior es muy adecuado para un solo uso, en particular tratado previamente con radiación, como radiación gamma.
Del resto de las reivindicaciones subordinadas se desprenden otras configuraciones ventajosas.
A continuación se describe la invención con más detalle en base a ejemplos de realización con referencia a las figuras. Se muestra en:
la Figura 1, en a) una vista de un separador según la invención de accionamiento directo y con carcasa y tambor seccionados, en b) una vista detallada y ampliada de un área circunferencial exterior de un tambor separador, en c) y d) configuraciones alternativas del área de a), en e) una vista detallada y ampliada de un área de entrada y de salida del tambor separador de la Figura 1a, y en f) una vista detallada ampliada de un área circunferencial exterior de otro tambor separador;
la Figura 2, una sección a través de un área de entrada de un tambor separador;
la Figura 3, en a) una sección a través de otra área de entrada de un tambor separador y en b) y c) secciones perpendiculares a la vista a), una en una posición de transporte y otra en una posición de no transporte; la Figura 4, una sección a través de un área de entrada de un tambor separador; y
las Figuras 5, 6 y 7, vistas en sección de un área parcial de la Figura 1a en configuraciones alternativas.
La Figura 1 muestra una sección por el área de una carcasa 1 y un tambor 2 de un separador según la invención, con el que se puede separar un producto líquido en dos fases en un campo centrífugo. El tambor 2 presenta un eje D de rotación vertical. Los términos que se utilizan a continuación, como "arriba" o "abajo", se refieren a la orientación de los elementos del separador respecto a este eje vertical de rotación.
La carcasa 1 presenta una base 3 inferior, una cubierta 4 de la carcasa y una cubierta 5 superior. La base 3 presenta a su vez un orificio 6 pasante a través del cual pasa un husillo 7 de accionamiento giratorio. Preferentemente, un motor 8 de accionamiento está dispuesto directamente debajo de la base 3. Este motor 8 de accionamiento se usa para accionar el husillo 7 de accionamiento. Son concebibles otras configuraciones alternativas, por ejemplo, una en la que el husillo 7 de accionamiento se acciona con una correa de accionamiento o similar, en cuyo caso el motor de accionamiento está dispuesto en otro lugar. Sin embargo, se prefiere un accionamiento directo, en particular del tipo mostrado en la Figura 1, en el que el eje de accionamiento del motor está dispuesto directamente en una extensión vertical del husillo 7 de accionamiento. En este caso, la construcción del husillo carece de alojamiento propio, con lo que la construcción resulta sencilla y relativamente económica de implementar. Esta construcción es simple y robusta y muy adecuada para el diseño de tambores livianos. El motor eléctrico o el alojamiento de su rotor asumen la función del alojamiento del tambor de manera sencilla.
En el extremo superior vertical del husillo 7 de accionamiento el tambor 2 se instala a su vez a prueba de giros respecto al husillo 7 de accionamiento, de modo que pueda ser puesto en rotación por el husillo 7 de accionamiento y el motor 8 de accionamiento.
El husillo 7 de accionamiento podría alojarse de forma giratoria en la carcasa 1, en este caso en la base 3, con uno o varios cojinetes. Sin embargo, también se puede prescindir de tal alojamiento. Más bien, se forma un espacio 9 entre la circunferencia exterior del husillo de accionamiento y la circunferencia interior del orificio 6 pasante de la base 3. De esta manera también se puede utilizar de forma sencilla un alojamiento de un eje 10 de accionamiento en la carcasa del motor 8 de accionamiento, en el que el husillo 7 de accionamiento va fijado o conformado de otro modo, para alojar el sistema giratorio en su conjunto, que consiste en el tambor 2 y el husillo 7 de accionamiento. Por lo tanto, también se prefiere que el husillo 7 de accionamiento esté acoplado directamente al eje de salida del motor y que el husillo 7 de accionamiento no presente ningún cojinete giratorio adicional, por ejemplo, ningún cojinete de cuello ni cojinete de pie, en su perímetro exterior. Preferentemente, tampoco se prevé ningún sistema de resorte como apoyo elástico en el área del husillo de accionamiento. El espacio 9 se sella con una junta 72. La junta 72 puede ser, por ejemplo, una junta mecánica u otra junta adecuada en el espacio 9 anular entre las piezas 3, 7 que giran entre sí.
A continuación se describe en más detalle la estructura del tambor 2, que difiere considerablemente de la estructura de los diseños conocidos.
Esto se debe a que el tambor 2 presenta un tambor 11 exterior, que también puede estar concebido a modo de una sección de tambor exterior, y un tambor 12 interior.
La sección del tambor exterior o el tambor 11 exterior y el tambor 12 interior están preferentemente hechos de diferentes materiales. El tambor 11 exterior está hecho preferentemente de metal, en particular acero, y el tambor 12 interior está hecho preferentemente total o al menos parcialmente, en particular predominantemente, de un plástico o un material compuesto de plástico.
El tambor 11 exterior funciona como una especie de soporte en el que se inserta el tambor 12 interior. Este soporte rodea o encierra completamente el tambor 12 interior en dirección vertical o axial, al menos en secciones. El tambor 11 exterior y el tambor 12 interior están preferentemente unidos entre sí a prueba de giros. Esto se puede lograr en particular mediante una unión positiva y/o una unión a presión entre el tambor 11 exterior y el tambor 12 interior.
El tambor 11 exterior presenta una pieza 13 inferior del tambor exterior que, esencialmente, puede estar diseñada o aquí es como la pieza inferior del tambor de los separadores conocidos sin un tambor interior. La pieza 13 inferior del tambor exterior está colocada a prueba de giros sobre el husillo 7 de accionamiento y en el interior presenta preferentemente una forma simple o, en este caso, preferentemente una forma cónica doble, que contribuye a un buen comportamiento de rotación y separación en el tambor separador. El tambor 11 exterior también presenta preferentemente una pieza 14 superior del tambor exterior. La pieza 13 inferior del tambor exterior y la pieza 14 superior del tambor exterior presentan preferentemente roscas 71 correspondientes en cuya zona van atornilladas directamente entre sí. En este caso, la rosca de la sección de la pieza inferior del tambor exterior está configurada como rosca interior de la pieza inferior del tambor y la rosca de la pieza 14 superior del tambor exterior está configurada como rosca exterior correspondiente.
La pieza 14 superior del tambor exterior también es cónica. También está diseñada a modo de anillo que en la parte inferior va unido a prueba de giros a la pieza 13 inferior del tambor exterior y está diseñada para abrirse en la parte superior, de modo que el tambor 12 interior sobresale vertical o axialmente hacia arriba por el tambor exterior, en este caso por la pieza 14 superior del tambor exterior. La pieza 14 superior del tambor exterior preferentemente solo se extiende hasta la sección cónica de la pieza 17 superior del tambor interior, de modo que esta última aún sobresale verticalmente hacia arriba por la pieza 14 superior del tambor exterior con parte de su área cónica (preferentemente más del 20 % de la longitud vertical de esta área). Se ha demostrado que esto estriba en un comportamiento de giro muy bueno. De esta manera, la pieza superior del tambor exterior puede reducirse a un anillo cónico.
Dado que la pieza 13 inferior del tambor exterior y la pieza 14 superior del tambor exterior están fabricadas preferentemente de metal, en particular acero, y preferentemente al menos la pieza inferior del tambor está diseñada como un tambor separador sin tambor 12 interior, pueden ofrecer en gran medida la suavidad de funcionamiento, estabilidad y seguridad de los tambores separadores de metal modernos conocidos. Dado que el tambor 11 exterior rodea el tambor 12 interior por secciones o completamente por fuera, el tambor exterior estabiliza el tambor interior. En particular, el tambor 11 exterior contribuye ventajosamente a optimizar las propiedades operativas de todo el tambor 2 durante el funcionamiento a alta velocidad. Además, el grosor de la pared del tambor 12 interior también puede ser mucho más fino que el de un tambor separador compuesto únicamente de plástico sin tambor 11 exterior, como se propone en el documento WO 2014/000829 A1.
El tambor 12 interior, por otro lado, delimita la propia cámara 15 centrífuga o de separación hacia el exterior para el procesamiento centrífugo de un producto fluido.
Con respecto a su forma, el tambor 12 interior está diseñado de tal manera que se apoya preferentemente en gran medida directamente contra la circunferencia interior del tambor exterior en unión positiva.
El tambor 11 interior presenta una pieza 16 inferior del tambor interior y una pieza 17 superior del tambor interior. La pieza 16 inferior del tambor interior y la pieza 17 superior del tambor interior son preferentemente cónicas, de manera que se forma un cuerpo cónico doble. Las piezas 16 y 17 están hechas de plástico o de un material compuesto de plástico y están unidas entre sí de manera estanca a los líquidos, en particular en las áreas 18, 19 de embridado superior (pieza 16 inferior del tambor interior) e inferior (pieza 17 superior del tambor interior) (véase la Figura 1b).
Preferentemente, entre la pieza 16 inferior del tambor interior y la pieza 17 superior del tambor interior y posiblemente otros elementos del tambor 12 interior se prevé una unión por adherencia de materiales, que, en el sentido de este documento, puede darse, por ejemplo, por fusión pero también por adhesivo.
También son concebibles otros tipos de unión, tal como un cierre de bayoneta entre la pieza 16 inferior del tambor interior y la pieza 17 superior del tambor interior que deben unirse entre sí. Las Figuras 1c y 1d muestran diferentes variantes de unión entre la pieza 16 inferior del tambor interior y la pieza 17 superior del tambor interior que deben unirse entre sí, en las que estas quedan unidas entre sí mediante una unión por enclavamiento.
Para este propósito, se prevén uno o más primeros y segundos medios 60, 63 de enclavamiento en la pieza superior 17 del tambor interior (Figura 1c) o en la pieza 16 inferior del tambor interior (Figura 1d), que están destinados a interactuar con un borde o contorno de enclavamiento correspondiente en la otra pieza del tambor interior. Los primeros medios 60 de enclavamiento pueden concebirse como una o más almas 61 formadas axialmente en la circunferencia exterior de la pieza 17 superior del tambor interior y que se extienden axialmente en dirección hacia la pieza inferior del tambor interior con un contorno 62 de enclavamiento que sobresale radialmente hacia dentro, que engancha por debajo la pieza 16 inferior del tambor interior en el borde circunferencial exterior (que así constituye el medio de enclavamiento contrario). Alternativamente, las almas 61 pueden estar conformadas con un contorno 62 de enclavamiento que sobresale radialmente hacia adentro en la pieza 16 inferior del tambor interior y engancha por encima la pieza 17 superior del tambor interior en el borde circunferencial exterior, que constituye así el medio 63 de enclavamiento contrario.
También pueden implementarse ventajosamente otras variantes de unión entre la pieza 16 inferior del tambor interior y la pieza 17 superior del tambor interior, como uniones atornilladas con tornillos y tuercas de plástico o similares (que aquí no se muestran). También resulta conveniente sujetar juntas la pieza inferior del tambor interior y la pieza superior del tambor interior en su circunferencia exterior con una o varias abrazaderas (que aquí no se muestran). Estos tipos de uniones entre las piezas 16, 17 del tambor interior son fáciles de manejar, se pueden implementar de manera económica y, sin embargo, funcionalmente son muy fiables.
Entre las áreas 18, 19 de embridado, entre la pieza 16 inferior del tambor interior y la pieza 17 superior del tambor interior, se puede disponer axialmente al menos un anillo 64 de sellado preferentemente circunferencial para garantizar la estanqueidad del tambor interior (de plástico) (Figuras 1c y 1f).
Este anillo 64 de sellado puede ser un anillo de sellado insertado por separado o puede estar diseñado como una tira de anillo de sellado que se moldea por inyección en una o ambas áreas de embridado.
De acuerdo con la Figura 1f, la pieza 16 inferior del tambor interior y la pieza 17 superior del tambor interior presentan en el área de su mayor circunferencia exterior sendos canalones 82, 83 en forma de U que están abiertos hacia arriba (pieza 16 inferior del tambor interior) y hacia abajo (pieza 17 superior del tambor interior) que, en estado montado del tambor 12 interior, se enganchan entre sí y conforman un espacio 84 anular que está cerrado circunferencialmente en sección transversal. El anillo 64 de sellado está dispuesto en el espacio 84 anular. Cuando gira, queda radialmente desplazado hacia el exterior y se ensancha de modo que el espacio anular o el interior del tambor 12 interior queda bien sellado. Además, se puede formar un bloqueo, como un enclavamiento, entre la pieza 16 inferior del tambor interior y la pieza 17 superior del tambor interior. En la Figura 1f la pieza 13 inferior del tambor exterior se extiende ventajosamente en vertical hacia arriba hasta el punto de estabilizar radialmente por fuera el tambor interior en el área de los canalones 82, 83.
En la Figura 1f, la pieza 17 superior del tambor interior está atornillada a la pieza inferior del tambor interior con un anillo 85 de cierre escalonado, formándose las correspondientes roscas 86 entre el anillo 85 de cierre y la pieza 17 inferior del tambor interior, y presionando el anillo 85 de cierre la pieza 17 superior del tambor interior contra la pieza 16 inferior del tambor interior. De esta manera también se favorece un muy buen efecto de sellado.
Aquí, a una sección 20 inferior de la pieza 16 inferior del tambor interior va unido axialmente hacia arriba a modo de pieza independiente o de una sola pieza un distribuidor, particularmente un inserto 21 distribuidor (véase nuevamente la Figura 1a), que rodea coaxialmente el eje D de rotación y va unido a la pieza inferior del tambor interior, que constituye un distribuidor completo para introducir el material a centrifugar en el interior del tambor interior o cámara 15 centrífuga y que sirve para acelerar el material a centrifugar en la dirección circunferencial cuando gira el tambor 2.
En la zona superior del inserto 21 distribuidor, por ejemplo, hay un orificio ciego en el que desemboca un tubo 23 de entrada. El tubo 23 de entrada también se puede moldear directamente en el inserto distribuidor o conformarse directamente en él en una sola pieza de alguna otra manera. El tubo 23 de entrada y el inserto 21 distribuidor forman un sistema de entrada que está diseñado de manera preferentemente ventajosa para ser estanco al entorno. El tubo 23 de entrada sobresale preferentemente axialmente hacia arriba por la pieza 17 superior del tambor interior y gira con el tambor 2 durante el funcionamiento.
El inserto 21 distribuidor desemboca en su extremo inferior en uno o varios canales 24 de distribución que están configurados en diagonal con respecto al eje de giro y, en este caso, también desembocan en diagonal en la propia cámara 15 centrífuga.
En la cámara 15 centrífuga hay dispuestos medios de separación o medios para la clarificación, como en particular un paquete 25 de placas de una sola pieza o preferentemente de varias piezas, que está configurado como una pila de placas 26 de separación axialmente separadas que presentan una base cónica y que preferentemente van instaladas en el inserto 21 distribuidor de forma que no puedan girar. Los medios de separación para la clarificación también podrían concebirse de forma diferente, por ejemplo, a modo de un cuerpo con nervaduras con nervaduras radiales o arqueadas. Las placas 26 de separación presentan radios iguales o diferentes.
El inserto distribuidor o distribuidor 21 también se puede diseñar de una sola pieza junto con el medio para clarificar, si se trata de un inserto clarificador de plástico con cámaras clarificadoras diseñado según el tipo que se propone en el documento DE 102008052 630 A1. Un producto introducido en el interior o cámara 15 centrífuga del tambor interior se separa dentro del tambor 2 en diferentes, preferentemente dos, fases de producto de diferentes densidades.
Para extraer las distintas fases del producto del tambor 2 se utiliza un sistema de salida con dos o más áreas de salida.
Entonces, una fase líquida más ligera fluye radialmente hacia adentro y, allí (véanse las Figuras 1a y e), en un canal 27 en el exterior del inserto 21 distribuidor, se conduce axialmente hacia arriba a un canal 28 anular, que está conformado entre la circunferencia exterior del tubo 23 de entrada y un tramo 29 de tubo de diámetro más grande, que también sobresale desde arriba hacia la pieza 17 superior del tambor interior.
En la parte inferior de este tramo 29 de tubo va acoplada, en particular pegada o conformada, una placa cónica que está dispuesta a modo de una placa 30 de separación superior sobre el paquete de placas de separación, estando separada de la pieza superior del tambor de manera que se forma un espacio entre la pieza superior del tambor y la placa de separación. En este caso, en el extremo inferior se coloca un borde 31 circunferencial a modo de brida (véase la Figura 1 b) entre las áreas 18 y 19 de embridado de la pieza 16 inferior del tambor interior y la pieza 17 superior del tambor interior y preferentemente se pega allí firmemente para estabilizar la disposición de la placa 30 de separación y conferir una mayor resistencia a toda la construcción.
Una fase líquida más pesada (o una fase sólida aún separable, en particular, aún ligeramente fluida) se extrae del área de la circunferencia interna más grande del interior del tambor a través de uno o más orificios 32 en el área radialmente exterior de la placa de separación al espacio 33 concebido a modo de canal entre la pieza 17 superior del tambor interior y la placa 30 de separación, preferentemente hasta un segundo canal 34 anular (o uno o más canales que están preferentemente separadas por nervaduras) entre el tramo 29 de tubo que rodea el tubo de entrada y un conector 45 de tubo axial de la pieza 17 superior del tambor interior.
La fase líquida más pesada y la más ligera fluyen hacia arriba fuera de los canales 28, 34 anulares hacia los espacios 35, 36 anulares dispuestos axialmente uno sobre otro en un cuerpo 37 anular de cubierta, que va fijado a la carcasa 1 de forma no giratoria (de una manera que se explicará con más detalle a continuación). Lo ventajoso al respecto es el hecho de que se prescinde de toberas o similares que salen radialmente del tambor para descargar sólidos, de modo que no hay contacto entre el interior del tambor y el entorno del tambor en el contenedor.
El cuerpo 37 anular de cubierta tiene preferentemente una forma escalonada y presenta en su área superior vertical una tubuladura de conexión 38 como opción de conexión para una tubo 75 de entrada (que se puede ver en la Figura 2 y se describe con más detalle más adelante). El cuerpo 37 anular de cubierta se extiende escalonado desde la tubuladura 38. La tubuladura 38, que es hueca en su interior, desemboca en un espacio 39 anular axialmente superior en la circunferencia interna del cuerpo 37 anular de cubierta, en el que el extremo superior del tubo 23 de entrada se extiende axialmente desde abajo y gira con el tambor durante el funcionamiento del centrifugador y desemboca en el espacio 39 anular, pero está separado del cuerpo 37 anular de cubierta en cada punto del espacio 39 anular. De esta forma, el material entrante que se va a procesar se transfiere al sistema rotatorio de manera sencilla. Hacia abajo, cada uno de los espacios 39, 35, 36 anulares está preferentemente delimitado por una disposición 40, 41, 42 de sellado en uno o más (en este caso dos) anillos de sellado, que están dispuestos entre la circunferencia exterior del tubo 23 de entrada y la pared interior del espacio anular. Para las disposiciones 40, 41, 42 de sellado se prevén preferentemente dos anillos de sellado separados axialmente entre sí, en particular en forma de juntas mecánicas.
Debajo de la disposición 40 de sellado superior, el cuerpo 37 anular de cubierta se ensancha aún más hasta el siguiente escalón. Entre el tubo 23 de entrada y la circunferencia interior del cuerpo 37 anular de cubierta se conforma el espacio 36 anular intermedio entre la circunferencia exterior del tubo 23 de entrada y la circunferencia interior del cuerpo 37 anular de cubierta, en este caso por debajo de la disposición 40 de sellado superior y por encima de la disposición 41 de sellado superior. Esto sirve para extraer la fase líquida ligera. Para ello se puede formar otra tubuladura 43 en el cuerpo 37 anular de cubierta que preferentemente se extiende radialmente o en diagonal respecto al resto del cuerpo 37 anular de cubierta. El extremo del tubo que va conectado a la placa 30 de separación desemboca desde abajo en este espacio 36 anular. La disposición 41 de sellado intermedia está dispuesta entre la circunferencia exterior del tramo 29 de tubo y la circunferencia interior del cuerpo 37 anular de cubierta.
Debajo de la disposición 41 de sellado intermedia, el cuerpo 37 anular de cubierta se ensancha de nuevo en el escalón siguiente. Entre la circunferencia exterior del tramo 29 de tubo y la circunferencia interior del cuerpo 37 anular de cubierta se conforma el espacio 35 anular entre la circunferencia exterior del tramo 29 de tubo y la circunferencia interior del cuerpo 37 anular de cubierta, en este caso por debajo de la disposición 41 de sellado intermedia y por encima de la disposición 42 de sellado inferior. Este espacio 35 anular inferior sirve para desviar una fase líquida más pesada respecto a la más ligera del sistema giratorio.
Para ello, el cuerpo 37 anular de cubierta puede tener configurada otra tubuladura 44 que se extiende (en este caso formando un ángulo) preferentemente en dirección radial, alejándose del resto del cuerpo 37 anular de cubierta. La disposición 42 de sellado inferior está dispuesta entre la circunferencia exterior del conector 45 del tubo de la pieza 17 superior del tambor interior y la circunferencia interior del cuerpo 37 anular de cubierta.
En las disposiciones 40, 41, 42 de sellado se haber conformadas cámaras 80 de fuga, desde las cuales el fluido de fuga puede fluir fuera del sistema giratorio a través de las boquillas 81 de fuga, estando conectadas a su vez líneas y/o recipientes de fuga a las boquillas 81 de fuga).
El cuerpo 37 anular se ensancha aún más por debajo de la disposición 42. Está fijado por medio de medios de fijación en su borde circunferencial inferior a una abertura superior de la carcasa, en la que penetran el cuerpo anular y el conector 45 de tubo y los elementos que penetran en el interior del conector del tubo. Esta fijación se puede realizar, por ejemplo, por medio de tornillos 22 distribuidos circunferencialmente que se atornillan firmemente a la carcasa 1 (preferentemente a la tapa 5). El cuerpo 37 anular puede presentar los alojamientos 73 roscados correspondientes para este propósito.
Para unir el tambor 12 interior y el tambor 11 exterior entre sí de una manera sencilla a prueba de giros pero de manera que puedan desacoplarse en una parada, se puede prever que el tambor 12 interior vaya unido al tambor 11 exterior en unión positiva y/o a presión.
Una unión a presión resulta sencilla de implementar si las áreas 18 y 19 de embridado y el borde 31 exterior de la placa 30 de separación se extienden hasta el área de atornillado entre la pieza inferior del tambor exterior y la pieza superior del tambor exterior, donde cada uno de ellos se apoya contra los escalones de estas piezas y, al atornillar la pieza superior del tambor a la pieza inferior del tambor, quedan encajados a presión entre ellas por atornillado (Figura 1b).
Además, se pueden prever medios de unión positiva como nervaduras 87 (y/o ranuras) en la circunferencia exterior del tambor interior y ranuras 88 (y/o nervaduras) correspondientes en la circunferencia interior del tambor 11 exterior, que encajan uno con otro y unen los dos elementos, el tambor 12 interior y el tambor 11 exterior, a prueba de giros (Figura 1a).
Se ha demostrado que es especialmente ventajoso si una o varias de las nervaduras 87 están distribuidas en el exterior (en la superficie exterior o en el revestimiento exterior del tambor exterior), preferentemente por toda la circunferencia en la pieza 16 inferior del tambor interior y, en consecuencia, uno o más de las ranuras 88 quedan conformadas en el exterior por toda la circunferencia (sobre la superficie interior orientada hacia el tambor interior) en la pieza 13 inferior del tambor exterior. La pieza 13 inferior del tambor exterior en este caso es ventajosamente cónica doble y presenta un área 13a cónica interior y un área 13b cónica exterior orientadas de manera opuesta. La pieza 16 inferior del tambor interior presenta una forma cónica doble correspondiente con un área 16a cónica interior y un área 16b cónica exterior. El o los medios de unión positiva, en particular las nervaduras 87, está o están preferentemente formados en el exterior del área 16a cónica interior de la pieza 16 inferior del tambor interior o sobresalen de ella y el o los medios de unión positiva correspondientes, en particular ranuras/rebajes 88, está o están correspondientemente formados en el área 13a cónica interior de la pieza 13 superior del tambor interior, en su superficie interior. Es precisamente la disposición en un/esta área cerca del husillo 7 de accionamiento lo que permite una muy buena transmisión del par desde el tambor exterior hasta el tambor interior, lo que garantiza un funcionamiento muy suave y muy alta. Sin embargo, también es concebible una transmisión de par en otras áreas en el exterior de los tambores interior y exterior.
Durante el funcionamiento, el tambor 12 interior también se apoya, ensanchándose radialmente, sobre la circunferencia interior del tambor 11 exterior, lo que mejora la transmisión del par y el arrastre giratorio del tambor 12 interior por el tambor 11 exterior en funcionamiento. Alternativamente, también sería concebible unir las piezas del tambor exterior entre sí de forma desacoplable de otra manera, por ejemplo, mediante pernos roscados o similares, o por medio de una bayoneta.
De esta manera, algunas o preferentemente todas las áreas del sistema giratorio que entran en contacto con el producto están hechas preferentemente de plástico o un material compuesto de plástico, en particular la pieza 16 inferior del tambor interior y la pieza 17 superior del tambor interior. Además, las placas 26 de separación son preferentemente de plástico, así como todas o prácticamente todas las áreas del sistema de entrada y del sistema de salida que entran en contacto con el producto, incluso si no giran durante la operación. De esta manera, el tambor 12 interior se puede desechar después de que se haya procesado un lote de producto suficientemente grande. El tambor 11 exterior preferentemente metálico, por otra parte, se reutiliza de nuevo. Dado que no puede entrar en contacto con el producto durante el funcionamiento, su limpieza es muy sencilla o menos importante. Gracias al tambor 11 exterior, el tambor 12 interior puede fabricarse con paredes muy delgadas. De cara a una eliminación completa, por lo tanto se generan muy pocos residuos plásticos.
La Figura 1 muestra una configuración a modo de máquina separadora en dos fases (separación de un producto en las fases: "líquido/líquido"), aunque también se pueden implementar máquinas trifásicas (para la separación en tres fases) (aquí no se muestran). El producto es preferentemente, pero no necesariamente, un caldo de fermentación que debe ser concentrado.
De esta manera, según la invención, todo el tambor interior, junto con el sistema de entrada y salida, está diseñado a modo de un módulo premontado intercambiable de plástico o de un material compuesto de plástico.
La sección 11 de tambor exterior hace esencialmente las veces de soporte para el tambor 12 interior, lo que mejora particularmente las propiedades de funcionamiento del tambor 12 interior.
El diseño de la pieza superior del tambor exterior como un anillo se optimiza en el experimento. Con ello se puede determinar hasta qué área cónica hacia arriba debe la tapa del tambor exterior en forma de anillo o la pieza superior del tambor exterior rodear la pieza superior del tambor interior.
A continuación se describe en más detalle la estructura de la carcasa 1. La carcasa 1 presenta la base 3, una cubierta 4 de carcasa preferentemente cilíndrica y la tapa 5. La carcasa solo entra en contacto con el área de plástico que se puede desechar después de la operación en el área del cuerpo 37 anular de cubierta la carcasa.
En este caso, la base 3 está diseñada a modo de una placa 46 base independiente. Preferentemente, pero no necesariamente, la placa 46 base es redonda. La cubierta 4 de la carcasa está dispuesta sobre la base. Aquí, un área del borde de la base sirve como superficie 47 de apoyo en forma de brida para una sección 48 de embridado inferior de la cubierta 4 de la carcasa, que es cilindrica en esta realización preferida. La cubierta 4 de la carcasa también presenta una sección 49 de embridado superior sobre la que se atornilla la tapa 5.
La placa 36 base se puede utilizar para apoyar sobre un tope, que aquí no se muestra, como un soporte o un bastidor de máquina. Para ello, en la sección 48 de embridado también se prevén orificios 74, a los que se puede fijar la sección de embridado al tope (por ejemplo, con tornillos que no se muestran aquí).
Resulta ventajoso que la carcasa 1 tenga una abertura 59 de salida, preferentemente en su base 3, a través de la cual puede fluir cualquier líquido que se vierte en la carcasa, por ejemplo, debido a una fuga imprevista o que se acumula allí por otras razones. Para ello, en una unión de la abertura 59 se puede disponer un tubo de salida, como una manguera de salida, para descargar este líquido en un recipiente.
Se puede lograr un diseño especialmente compacto porque, como ya se ha mencionado al principio, el motor de accionamiento es preferentemente un motor eléctrico que está dispuesto directamente en una extensión axial del husillo 7 de accionamiento, preferentemente en el lado opuesto al tambor. Preferentemente, el husillo 7 de accionamiento está conectado axialmente directamente con el eje 10 de accionamiento por medio de un perno. También está conectado con el eje de accionamiento del motor eléctrico a prueba de giros en la dirección circunferencial con un medio de transmisión de par, preferentemente una chaveta (no se muestra aquí). El medio de transmisión de par también puede estar configurado de otra forma, por ejemplo, a modo de contorno de transmisión de par (no se muestra aquí). Hay una caja 75 de terminales dispuesta en el motor 8.
El tambor 2 giratorio se puede conectar a la construcción del husillo de accionamiento mediante un ajuste a presión (por ejemplo, en una sección cónica) o mediante algún otro medio de transmisión de par (que no se muestra aquí). En este caso el motor 8 también va fijado en su lado orientado hacia el husillo 7 a una sección 50 de embridado en la base de la carcasa 1, por ejemplo, con pernos roscados. También hay una caja 51 de terminales dispuesta en el motor 8.
Se describen con más detalle otras variantes ventajosas de un seguro de transporte del sistema giratorio de plástico. Como se ha explicado anteriormente, es posible reemplazar el sistema giratorio de plástico de vez en cuando. Para ello, la invención también proporciona un dispositivo para fijar al menos axialmente el cuerpo 37 anular de cubierta a un elemento del sistema giratorio del separador del tambor interior, en cualquier caso, en el estado de transporte, es decir, en el estado no montado en el tambor exterior y en la carcasa 1.
Dado que el cuerpo anular, como pieza que no gira durante el funcionamiento, está conectado a las piezas que giran durante el funcionamiento, con las que conforma cámaras anulares, solamente a través de las disposiciones 40, 41, 42 de sellado, sin un medio para asegurar el transporte al menos axialmente existiría el riesgo de que el cuerpo 37 anular de cubierta podría aflojarse en la dirección axial. En funcionamiento, sin embargo, esto no ocurre, ya que el tambor 12 interior y el cuerpo 37 anular de cubierta están apoyados y, por lo tanto, suficientemente fijados axialmente uno respecto al otro, el primero a través de la pieza inferior del tambor exterior en el motor y, mediante esta, en la carcasa 1, y el segundo directamente en la carcasa 1.
En la Figura 2 se representa una sección superior del cuerpo 37 anular de cubierta con la tubuladura 38 como una opción de unión para una línea 75 de entrada de tipo manguera, así como una sección superior del tubo de entrada y su disposición 40 de sellado superior. La línea 75 de entrada de tipo manguera (e igualmente las líneas de salida de tipo manguera en las demás tubuladuras 43, 44) está/están preferentemente premontadas mediante adhesivado. Las mangueras se pueden cerrar con adhesivo en los extremos alejados de las tubuladuras. Antes de la puesta en marcha, los extremos pegados se cortan y se sueldan a un trozo de tubo que sale del fermentador, por ejemplo. También son concebibles otras variantes para conectar las mangueras y conectores y para cerrar cualquier extremo de línea abierto. Así, para la unión se pueden concebir elementos de acoplamiento, por ejemplo, con un diseño de enclavamiento, o también el cierre de los extremos con bridas para cables o elementos similares.
Las Figuras 2 a 4 también muestran el tubo 23 de entrada en estado axialmente desplazado más hacia dentro (en este caso hacia arriba en la dirección de la tubuladura 38 superior) en el cuerpo 37 (línea discontinua) y en un estado ligeramente más desplazado axialmente hacia abajo (línea continua). El estado de la línea discontinua o el estado más desplazado hacia dentro del tubo 23 de entrada indica el estado de transporte y el estado sin línea discontinua indica el estado de instalación en el tambor 11 exterior para el funcionamiento.
En las Figuras 2 a 4 se muestran variantes del dispositivo para la fijación al menos axial del cuerpo anular de cubierta en un elemento del sistema giratorio del separador del tambor interior, en todo caso en estado de transporte, es decir, en el estado en el que no está montado en el tambor 11 exterior y en la carcasa 1.
El seguro de transporte axial se basa, por tanto, en una unión positiva y/o a presión.
De acuerdo con la Figura 2, se realiza un unión positiva y a presión combinada. En este caso, un saliente 53 dispuesto en un resorte 52 de lámina, por ejemplo, un pasador, encaja en una ranura 54 anular en la circunferencia exterior del tubo 23 de entrada cuando se encuentra introducido más hacia dentro del cuerpo 37 anular de cubierta. La fuerza del resorte se elige de tal manera que se consiga un buen seguro para el transporte, pero que, no obstante, después del transporte y durante el montaje se pueda liberar el seguro de transporte con un movimiento axial específico del tubo de entrada hacia abajo.
Según la Figura 3, para lograr una unión positiva de este tipo en una ranura 54 anular del tubo 23 de entrada hay que enganchar un alma 55 que sobresale radialmente hacia dentro en el cuerpo 37 anular de cubierta dentro de la ranura 54 anular del tubo 23 de entrada. El tubo 23 de entrada se puede empujar a la posición de seguridad de transporte mostrada en líneas discontinuas, en particular antes de la eliminación del sistema giratorio o antes del transporte inicial, por medio de un estrechamiento/bisel 56 en su extremo superior libre.
Para liberar el cuerpo 37 anular de cubierta hay que girarlo de modo que el alma 55 quede alineada con una ranura 57 radial por encima de la ranura 54 anular. En esta posición, el tubo de salida se puede desplazar a su posición de funcionamiento, que no se muestra en las líneas discontinuas (véanse las Figuras 3b, c).
De acuerdo con la Figura 4, una unión desacoplable a presión se consigue tanto en cuanto un tipo de anillo 58 de tensión (similar a una abrazadera de manguera tensable) se coloca alrededor del exterior del cuerpo 37 anular de cubierta y se aprieta de manera que presiona el cuerpo 37 anular de cubierta contra la circunferencia exterior del tubo 23 de entrada que se empuja más hacia adentro.
En las Figuras 5 y 6 se muestra que los elementos de refuerzo hechos de plástico, en particular el tambor interior, pueden proporcionarse localmente. En este caso, dichos elementos de refuerzo están concebidos como manguitos 76, 77, 78. Estos manguitos se encuentran dispuestos radialmente de forma protectora entre cada una de las disposiciones 40, 41,42 de sellado y el tubo/tramo/conector 23, 29, 45 de tubo interior correspondiente, reforzándolos. Alternativamente, uno o más de los manguitos también pueden conformar una sección de un tubo/tramo/conector 23, 29, 45 de tubo. Una configuración de este tipo se muestra en la Figura 7. Aquí, un manguito 23a constituye un extremo axial del tubo 23 de entrada. La disposición 40 de la junta va dispuesta radialmente en el exterior del manguito 23a.
Los manguitos 23a, 76, 77, 78 pueden diseñarse para ser aislantes o termoconductores, según los requisitos. Preferentemente también están hechos de plástico (preferentemente un plástico resistente a altas temperaturas y preferentemente de alta resistencia). Sin embargo, también es concebible y preferible fabricarlos de otra manera, por ejemplo a partir de otros materiales, incluidos materiales compuestos de plástico u otros materiales compuestos. Resulta factible añadir elementos de refuerzo hechos en particular de vidrio, metal, compuestos de plástico y metal (por ejemplo, plástico con tejido metálico para disipar el calor), que pueden separarse durante el reciclaje o la eliminación.
Es especialmente ventajoso que los manguitos 23a, 76, 77, 78 se calienten menos que el resto del tubo/tramo/conector 23, 29, 45 de tubo debido a la elección del material. Esto es especialmente aplicable cuando los manguitos 23a, 76, 77, 78 están hechos de metal. En este caso, es especialmente ventajoso que el manguito forme prácticamente solo una sección del tubo del tubo/tramo/conector 23, 29, 45 del tubo.
Si el manguito, por ejemplo, 23a, constituye una sección, en particular un extremo de un tubo, es conveniente conectarlo firmemente con el resto del tubo/tramo/conector 23, 29, 45 de tubo, preferentemente de forma inseparable. En este último caso, se recomienda pegar el manguito al resto del tubo/tramo/conector 23, 29, 45 de tubo o colocarlo durante la inyección en el molde correspondiente cuando se inyecta el tubo de plástico, de forma que se consiga una unión estrecha, en particular, entre el metal y el plástico. El manguito 23a, 76, 77, 78 y el tubo/tramo/conector 23, 29, 45 de tubo también pueden superponerse o acoplarse por secciones (Figura 7).
En una configuración del manguito de metal, el manguito presenta una capacidad de absorción de calor relativamente alta, de modo que no se calienta demasiado, en particular cuando el tambor se pone en marcha a la velocidad de funcionamiento. Esto a su vez protege los elementos sensibles a la temperatura, en particular las juntas mecánicas dispuestas en su área, que preferentemente quedan pegadas a ellos.
De acuerdo con la Figura 6, uno o más de los manguitos 76, 77, 78, aquí en el borde circunferencial interior, presentan una o más ranuras, en particular ranuras 79 anulares, o una o más cámaras, lo que contribuye a la formación de cámaras de aire para la reducción de la conducción del calor y, por lo tanto, a la protección de los elementos adyacentes, especialmente las juntas.
Signos de referencia
Carcasa 1
Tambor 2
Base 3
Cubierta de carcasa 4
Tapa 5
Orificio pasante 6 Husillo de accionamiento 7 Motor de accionamiento 8 Espacio 9
Eje de accionamiento 10 Tambor exterior 11 Tambor interior 12 Pieza inferior del tambor exterior 13 Áreas cónicas 13a, b Pieza superior del tambor exterior 14 Cámara centrífuga 15 Pieza inferior del tambor interior 16 Áreas cónicas 16a, b Pieza superior del tambor interior 17 Áreas de embridado 18, 19 Sección 20 Inserto distribuidor 21 Tornillos 22 Tubo de entrada 23 Canales de distribución 24 Paquete de placas 25 Placa de separación 26 Canal 27 Canal anular 28 Tramo de tubo 29 Placa de separación 30 Borde circunferencial 31 Perforaciones 32 Espacio 33 Canal anular 34 Espacios anulares 35, 36 Cuerpo anular de cubierta 37 Tubuladuras 38 Espacio anular 39 Disposición de sellado 40, 41,42 Tubuladuras 43 Tubuladuras 44 Conector de tubo 45 Placa base 46 Superficie de apoyo 47 Sección de embridado 48 Perforaciones 49 Sección de embridado 50 Caja de terminales 51 Resorte de lámina 52 Saliente 53 Ranura anular 54 Alma 55 Estrechamiento/bisel 56 Ranura radial 57 Anillo de tensión 58 Abertura de salida 59 Medios de enclavamiento 60 Almas 61 Contorno de enclavamiento 62 Medios de enclavamiento 63 Anillo de sellado 64 Rosca 71 Junta 72 Alojamientos de tornillo 73 Perforaciones 74 Línea de entrada 75 Manguitos 76, 77, 78 Ranuras anulares 79 Cámaras de fuga 80 Boquillas de fuga 81 Canalones 82, 83 Espacio anular 84 Anillo de cierre 85 Rosca 86 Nervaduras 87 Ranuras 88
Eje vertical de rotación D

Claims (27)

REIVINDICACIONES
1. Separador para el procesamiento de un producto fluido por centrifugado, con al menos las siguientes características:
a. un tambor (2) giratorio que delimita una cámara (15) centrífuga, y caracterizado por que
b. el tambor (2) presenta un dispositivo de soporte exterior y un tambor (12) interior insertado y dispuesto en el dispositivo de soporte exterior, y por que
c. en el tambor (12) interior se dispone un medio para la clarificación del producto que se debe procesar en el área de centrifugado, siendo el medio para la clarificación un paquete (25) de placas compuesto por una pila de placas (26) de separación,
d. en el que el dispositivo de soporte exterior está diseñado en forma de un anillo exterior circunferencialmente cerrado que rodea el tambor (12) interior axialmente en secciones, y/o en que el dispositivo de soporte exterior está diseñado en forma de un tambor (11) exterior en el que se dispone el tambor (12) interior,
e. en el que el tambor (11) exterior sirve como soporte en el que se inserta el tambor (12) interior, y en el que el tambor (11) exterior rodea el tambor (12) interior axialmente solo en secciones, de modo que el tambor (12) interior sobresale axialmente fuera del tambor (11) exterior o en el que el tambor (11) exterior rodea el tambor (12) interior axialmente por completo,
f. en el que todo el tambor (12) interior, incluido un sistema de entrada y salida, está configurado como un módulo premontado intercambiable,
g. que está compuesto mayormente de plástico o de un material plástico compuesto, y
h. en el que el sistema de entrada y el sistema de salida están diseñados en un tipo de construcción estanca en el tambor (12) interior.
2. Separador según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el tambor (12, 11) interior y el tambor exterior están compuestos de diferentes materiales, estando el tambor (12) interior compuesto de plástico o de un material compuesto de plástico y estando el tambor (11) exterior compuesto de metal, en particular de acero.
3. Separador según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el tambor (11) exterior presenta una pieza (13) inferior del tambor exterior y una pieza (14) superior del tambor exterior, estando la pieza (13) inferior del tambor exterior y la pieza (14) superior del tambor exterior fijadas entre sí mediante unión atornillad, comprendiendo las uniones atornilladas
a. pernos roscados o
b. un anillo de cierre o
c. una rosca entre la pieza (14) superior del tambor exterior y la pieza (13) inferior del tambor exterior.
4. Separador según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el tambor (12) interior presenta una pieza (16) inferior del tambor interior y una pieza (17) superior del tambor interior, estando la pieza (16) inferior del tambor interior y la pieza (17) superior del tambor interior unidas entre sí de forma no desacoplable, estando preferentemente la pieza (16) inferior del tambor interior y la pieza (17) superior del tambor interior unidas entre sí por adherencia de materiales, en particular pegadas o soldadas, y/o estando la pieza (16) inferior del tambor interior y la pieza (17) superior del tambor interior unidas mecánicamente entre sí, y/o habiendo al menos una junta, en particular un anillo (64) de sellado circunferencial, dispuesto o conformado entre la pieza (16) inferior del tambor interior y la pieza (17) superior del tambor interior.
5. Separador según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la pieza (14) superior del tambor exterior tiene forma de anillo y está diseñada para estar abierta en una dirección axialmente hacia arriba, de manera que la pieza superior del tambor interior sobresale de ella axialmente.
6. Separador según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que una o ambas de las siguientes piezas son de diseño cónico: la pieza (14, 17) superior del tambor exterior e interior y la pieza (13, 16) inferior del tambor exterior e interior, siendo preferentemente la pieza (13) inferior del tambor exterior doblemente cónica y presentando un área (13a) cónica interna y un área (13b) cónica externa, y por que la pieza (16) inferior del tambor interior presenta una forma doblemente cónica correspondiente con un área (16a) cónica interior y un área (16b) cónica exterior.
7. Separador según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el tambor (12) interior y el tambor (11) exterior están unidos entre sí a prueba de giros en unión positiva o a presión.
8. Separador según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el tambor (12) interior y el tambor (11) exterior están conectados entre sí a prueba de giros mediante al menos uno o más medios de unión positiva correspondientes, presentando el tambor (12) interior a modo de medio de unión positiva preferentemente al menos una o más nervaduras (87) que encajan en una o más ranuras (88) correspondientes en la pieza (13) inferior del tambor exterior, donde preferentemente la una o las varias nervaduras (87) se forma(n) en el área (16a) cónica interior de la pieza (16) inferior del tambor interior en su superficie exterior, y por que la una o las varias ranuras (88) está(n) formadas correspondientemente en el área (13a) cónica interior de la pieza (13) superior del tambor interior en su superficie interior.
9. Separador según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el tambor (11) exterior es accionado por un motor (8) de accionamiento.
10. Separador según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la pila de placas (26) de separación está hecha de plástico o de un material compuesto de plástico.
11. Separador según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la pieza (14) superior del tambor exterior se extiende hasta el interior de la sección cónica de la pieza (17) superior del tambor interior, de tal manera que una parte de su área cónica sobresale verticalmente hacia arriba fuera de la pieza (14) superior del tambor exterior.
12. Separador según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la pieza (13) inferior del tambor exterior va unida a prueba de giros a un husillo (7) de accionamiento.
13. Separador según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que un sistema de entrada y un sistema de salida del tambor están formados exclusivamente en el tambor (12) interior, y/o por que no hay conformadas en la pared del tambor interior aberturas de descarga de sólidos que salgan radialmente del tambor (12) interior al espacio que rodea al tambor interior.
14. Separador según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el sistema de entrada y el sistema de salida están formados, en un tipo de construcción estanca, en el tambor (12) interior.
15. Separador según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el tambor interior comprende el sistema de entrada para alimentar el producto fluido y el sistema de salida para descargar diferentes fases del producto del tambor (2), presentando el sistema de salida preferentemente dos o más áreas de salida.
16. Separador según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el sistema de salida carece de bombas centrípetas.
17. Separador según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el sistema de entrada y el sistema de salida presentan un cuerpo (37) anular de cubierta que no gira con el tambor durante el funcionamiento, presentando el sistema de entrada un tubo (23) de entrada que está concebido como un elemento (2) que gira con el tambor, y extendiéndose el tubo (23) de entrada dentro del cuerpo (37) anular de cubierta.
18. Separador según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que uno o más elementos tubulares adicionales, que giran con el tambor (2) durante el funcionamiento, se extienden dentro del interior del cuerpo (37) anular, habiendo una o más disposiciones (40, 41,42) de sellado, cada una de ellas con uno o más anillos de sellado, dispuestas entre el cuerpo (37) anular de cubierta y los elementos o extremos (23, 29, 45) tubulares giratorios del tambor.
19. Separador según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que al menos uno o varios de los elementos tubulares que giran con el tambor durante el funcionamiento, en particular el tubo (23) de entrada, está o están dispuesto(s) de forma que pueden desplazarse axialmente en el cuerpo (37) anular de cubierta, y por que se prevé un dispositivo para la fijación desacoplable del al menos un elemento tubular en una posición axial en el cuerpo (37) anular de cubierta, creando preferentemente el dispositivo para la fijación desacoplable del elemento tubular en una posición axial en el cuerpo (37) anular de cubierta una unión positiva y/o a presión.
20. Separador según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la pieza inferior del tambor está equipada con un inserto (21) distribuidor que presenta canales de distribución para conducir el producto que se debe procesar desde un tubo de entrada hasta la cámara centrífuga o la cámara (15) interior del tambor.
21. Separador según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que todas las áreas del tambor (2) que entran en contacto con el producto durante el funcionamiento están hechas de plástico o de un material compuesto de plástico, y/o por que el tambor (2) está dispuesto en una carcasa (1).
22. Separador según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el husillo (7) de accionamiento es accionado por una correa de accionamiento, estando en este caso el motor (8) de accionamiento dispuesto en un lugar que no sea directamente debajo de una base (3) de la carcasa (1).
23. Separador según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que al menos un canal de salida para una fase de producto pesado está integrado en la pieza (17) superior del tambor interior, y/o por que las áreas de salida del sistema de salida están configuradas como canales anulares que desembocan axialmente en cámaras anulares del cuerpo (37) anular de cubierta.
24. Separador según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que hay uno o más elementos de refuerzo de plástico o un material compuesto de plástico previstos en particular para un tubo, un tramo de un tubo o un conector de un tubo, estando el uno o más elementos de refuerzo concebidos preferentemente en forma de manguito(s) (76, 77, 78), estando el manguito hecho preferentemente de cerámica o metal.
25. Separador según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que todas las piezas del tambor interior que giran durante el funcionamiento y las piezas de su sistema de entrada y salida que no giran durante el funcionamiento, en la medida en que dichas piezas entran en contacto con el producto, son de plástico o de un material compuesto de plástico.
26. Separador según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que todas las piezas del tambor interior que giran durante el funcionamiento y las piezas de su sistema de entrada y salida que no giran durante el funcionamiento, en la medida en que dichas piezas entran en contacto con el producto, a excepción de las juntas que se proporcionarán opcionalmente, son de plástico o de un material compuesto de plástico.
27. Separador según la reivindicación 18, caracterizado por que las disposiciones de sellado están diseñadas a modo de sellos mecánicos.
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