ES2939505T3

ES2939505T3 - Equipo de filtración de aire ciclónico

Info

Publication number: ES2939505T3
Application number: ES21701361T
Authority: ES
Inventors: Darren Bibby
Original assignee: Bibby Darren Richard
Current assignee: Bibby Darren Richard
Priority date: 2020-01-21
Filing date: 2021-01-20
Publication date: 2023-04-24
Anticipated expiration: 2041-01-20
Also published as: ZA202103426B; KR20220124083A; CA3143128A1; BR112021021962A2; CN113950364B; JP2023509557A; CN113950364A; IL287786A; AU2021211227A1; US20210387207A1; JP7412020B2; EP3917678A1; PL3917678T3; IL287786B2; EP3917678B1; WO2021148945A1; EA202192665A1; KR102501241B1

Abstract

La invención se relaciona con un banco de filtración de aire (100) y un sistema de filtración de aire (50) para eliminar arena o impurezas de una corriente de aire usando una pluralidad de clasificadores de aire ciclónicos (10) dispuestos en arreglos de 2x2 en cada banco de filtración de aire (100). El sistema (50) comprende una pluralidad de bancos modulares de filtración de aire interconectados (100) dispuestos uno al lado del otro y un conducto colector de arena (5). Para mejorar la eficiencia del flujo de aire y la separación de partículas, cada clasificador de aire ciclónico (10) incluye un conducto de entrada inductor de vórtice (13), una tubería de extracción (16) y un difusor cónico (15). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Equipo de filtración de aire ciclónico

Sector de la técnica

[0001] Esta invención se refiere a un equipo de ventilación, filtración y/o aire acondicionado. Más específicamente, la invención se refiere a un sistema de filtración de aire que incluye clasificadores de aire ciclónico para separar partículas grandes o pesadas, tales como partículas de polvo u otras impurezas, de una corriente de aire por acción centrífuga del clasificador.

Estado de la técnica anterior

[0002] Las diferentes formas de ciclones se utilizan en toda la industria en diferentes aplicaciones. Por ejemplo, los hidrociclones se suelen usar en aplicaciones mineras para separar material en partículas pesado de relaves sometiendo los relaves o la lechada a fuerzas centrífugas en el ciclón. En una orientación vertical, las partículas más pesadas se expulsan radialmente hacia fuera y se deslizan hacia abajo por el interior del ciclón hasta una abertura de subdesbordamiento hacia un fondo donde se descargan del ciclón, y se usan normalmente como material de compactación para construir una presa de relaves mientras que el material más fino y los fluidos son aspirados fuera de una abertura central dispuesta hacia arriba conocida como abertura de desbordamiento. Los ciclones no siempre están orientados verticalmente y también se pueden usar en una orientación horizontal.

[0003] El solicitante también conoce los ciclones o clasificadores de aire existentes que hacen uso de los mismos principios para eliminar partículas de polvo u otras impurezas de una corriente de aire. En los sistemas de ventilación de aire existentes, los ciclones se utilizan en una etapa previa a la filtración, corriente arriba de los filtros de aire del material, para prolongar la vida útil de dichos filtros. El inventor ha determinado, a través del análisis dinámico de fluidos de varias configuraciones diferentes de ciclones de aire, que la geometría específica de un ciclón de aire es crucial para su rendimiento en términos de eficiencia de separación de partículas y eficiencia energética. El inventor considera que el rendimiento de los ciclones o clasificadores de aire existentes es inadecuado porque la mayoría de los clasificadores muestran o bien una eficiencia energética deficiente, es decir, se crea una gran caída de presión a través del ciclón, o bien se experimenta una separación inadecuada de partículas en un intervalo de tamaños de partícula.

[0004] US 2015/343366 A1 describe un banco de filtración de aire que incluye una pluralidad de clasificadores de aire ciclónico adyacentes que incluyen un cuerpo de clasificador hueco, cada uno con un conducto de entrada inductor de vórtices en una entrada corriente arriba y un tubo de extracción tubular, que define una salida de descarga que está alineada axialmente con la entrada; y un difusor que se extiende desde el conducto de entrada hacia el tubo de extracción de manera que un extremo corriente abajo del difusor y el tubo de extracción definen juntos una salida de residuos en un plano transversal al eje longitudinal del cuerpo de clasificador hueco.

[0005] La presente invención tiene como objetivo abordar, al menos en cierta medida, los inconvenientes anteriores.

Explicación de la invención

[0006] Según un primer aspecto de la invención, se proporciona un banco de filtración de aire que incluye:

al menos dos clasificadores de aire ciclónico adyacentes, incluyendo cada clasificador de aire ciclónico un cuerpo clasificador hueco que incluye:

un conducto de entrada inductor de vórtices en una entrada corriente arriba, definiendo el cuerpo de clasificador hueco un eje longitudinal;

un tubo de extracción tubular, dispuesto corriente abajo de la entrada, definiendo el tubo de extracción una salida de descarga que está alineada axialmente con la entrada; y

un difusor al menos parcialmente cónico, que se extiende desde el conducto de entrada hacia el tubo de extracción de manera que un extremo corriente abajo del difusor al menos parcialmente cónico y del tubo de extracción definen juntos una salida de residuos en un plano transversal al eje longitudinal del cuerpo de clasificador hueco; y

un bastidor en el que se montan los clasificadores de aire ciclónico, donde los conductos de entrada inductores de vórtices de los clasificadores de aire ciclónico adyacentes están configurados para inducir vórtices orientados de manera opuesta en los respectivos cuerpos de clasificador huecos de los clasificadores de aire ciclónico adyacentes y donde los difusores al menos parcialmente cónicos, de los clasificadores de aire ciclónico adyacentes, son de diferentes longitudes de manera que sus respectivas salidas de residuos no son coplanarias y están separadas longitudinalmente a lo largo del banco de filtración de aire que sirve para limitar la interferencia del flujo de salida de residuos y da como resultado una menor caída de presión a través del banco de filtración de aire, lo que a su vez conduce a una eliminación de partículas más eficiente.

[0007] Un clasificador de aire ciclónico que tiene un difusor cónico más corto, en comparación con una longitud del otro difusor cónico, incluye un deflector que se conecta a una superficie exterior del tubo de extracción, corriente abajo de la salida de residuos. El deflector se extiende radialmente hacia fuera alejándose del tubo de extracción, sirviendo así además para limitar la interferencia del flujo de salida de residuos entre los clasificadores de aire ciclónico adyacentes. El banco de filtración de aire puede ser modular. El banco de filtración de aire puede conectarse a bancos de filtración de aire adyacentes. El banco de filtración de aire puede incluir una agrupación de 2x2 de cuatro clasificadores de aire ciclónico, donde los conductos de entrada de los clasificadores de aire ciclónico diagonalmente opuestos en la disposición están configurados para inducir vórtices en sus respectivos cuerpos de clasificador huecos en la misma dirección.

[0008] El banco de filtración de aire puede incluir una pared operativa superior inclinada hacia fuera y fijada al bastidor. La pared superior puede definir una cavidad interior alrededor de las salidas de residuos de los clasificadores de aire ciclónico más elevados en la agrupación de 2x2. La cavidad interior puede configurarse para evitar la acumulación excesiva de presión alrededor de las salidas de residuos. La pared operativa superior inclinada hacia fuera puede tener una trampilla de inspección que se pueda abrir. Cada conducto de entrada puede incluir una pluralidad de paletas en ángulo separadas equiangularmente. Las paletas pueden configurarse para inducir un vórtice dentro del cuerpo de clasificador hueco donde las configuraciones de paletas de los clasificadores de aire ciclónico del banco de filtración de aire alternan en orientación, de arriba a abajo y de lado a lado, de manera que las paletas de clasificadores de aire ciclónico adyacentes estén configuradas para inducir vórtices en sus respectivos cuerpos de clasificador huecos en direcciones opuestas.

[0009] Cada conducto de entrada puede estar conectado de manera desmontable al difusor parcialmente cónico. Cada conducto de entrada puede incluir ocho paletas en ángulo separadas equiangularmente.

[0010] Cada conducto de entrada puede incluir una cubierta de entrada de cuadrada a redonda. Los bordes interiores de las cubiertas contiguas pueden estar dispuestos en contacto. Cada conducto de entrada puede incluir una cubierta cilíndrica circular que se extienda axialmente dispuesta alrededor de las paletas. La cubierta de entrada de cuadrada a redonda puede ser cóncava y puede conectarse de manera desmontable a la cubierta cilíndrica circular. Un par de clasificadores de aire ciclónico con parte superior operativa puede tener difusores cónicos que sean más cortos que los de un par de clasificadores de aire ciclónico con parte inferior operativa.

[0011] El conducto de entrada puede incluir un buje alineado axialmente que tenga una tapa cónica central para garantizar un flujo de aire uniforme. La pluralidad de paletas puede extenderse desde el buje radialmente hacia fuera en posiciones separadas circunferencialmente. Cada paleta puede tener un borde corriente arriba recto orientado en una dirección axial y ortogonal al eje longitudinal. Cada paleta puede tener un borde corriente abajo o posterior que esté en un ángulo de aproximadamente 60 grados con respecto al eje longitudinal del cuerpo de clasificador. Cada paleta puede divergir del buje hacia un extremo distal radialmente hacia fuera o hacia la punta de la paleta.

[0012] El banco de filtración de aire puede incluir un receptáculo de descarga o tolva para la recogida de arenas que esté conectado en comunicación de flujo a las salidas de residuos anulares de los clasificadores de aire ciclónico para recoger partículas rechazadas expulsadas desde los clasificadores de aire ciclónico.

[0013] Una parte cónica del difusor diverge en una dirección corriente abajo. Un diámetro de entrada puede ser sustancialmente idéntico a un diámetro de salida de la descarga. El tubo de extracción puede extenderse, al menos parcialmente, en el difusor y puede ser concéntrico al difusor. Un extremo axialmente exterior del tubo de extracción se une a una pared trasera que sirve para aislar la salida de descarga de la salida de residuos.

[0014] La invención se extiende a un sistema de filtración de aire que incluye:

una pluralidad de bancos de filtración de aire, como se ha descrito anteriormente, dispuestos uno al lado del otro en línea en un conducto de aire; y

al menos un receptáculo de descarga o tolva para la recogida de arenas que se dispone en comunicación de flujo con las salidas de residuos de los respectivos clasificadores de aire ciclónico.

[0015] El receptáculo de descarga para la recogida de arenas puede incluir un transportador de tomillo sin fin o un transportador de tornillo que esté configurado para descargar las arenas recogidas en un canal del receptáculo de descarga. El receptáculo de descarga para la recogida de arenas puede incluir al menos una trampilla de inspección que se pueda abrir. El receptáculo de descarga para la recogida de arenas puede sellarse herméticamente con respecto a los bancos de filtración de aire para evitar que el flujo de aire hacia atrás obstaculice la descarga de partículas desde las salidas de residuos hacia el receptáculo de descarga.

[0016] El banco de filtración de aire puede incluir una disposición de cuatro clasificadores de aire ciclónico. Los conductos de entrada de los clasificadores de aire ciclónico diagonalmente opuestos en la disposición están configurados para inducir vórtices en sus respectivos cuerpos de clasificador huecos en la misma dirección. La disposición puede ser una agrupación de 2x2. Las configuraciones de paletas de los clasificadores de aire ciclónico del banco de filtración de aire pueden alternar en orientación: de arriba a abajo y de lado a lado.

[0017] El banco de filtración de aire puede incluir clasificadores de aire ciclónico que tengan difusores parcialmente cónicos de diferentes longitudes de manera que el banco de filtración de aire esté configurado para filtrar partículas de diferentes tamaños.

[0018] El difusor cónico de cada clasificador puede definir una salida anular de residuos alrededor del tubo de extracción a través de la cual se expulsen de forma operativa las partículas rechazadas, estando la salida de residuos en comunicación de flujo con un receptáculo de descarga para la recogida de arenas que hay debajo.

[0019] La entrada puede ser circular. De manera similar, la salida de descarga puede ser circular.

[0020] El banco de filtración de aire puede conectarse de forma operativa en línea con uno o más filtros de aire. El banco de filtración de aire puede incluir un cuerpo exterior que rodee el bastidor. El cuerpo exterior puede incluir una trampilla de inspección que se pueda abrir.

[0021] El clasificador puede estar hecho de material polimérico. Preferiblemente, puede estar hecho de metal tal como de acero de 5 mm.

[0022] El receptáculo de descarga para la recogida de arenas puede incluir uno cualquiera de un transportador de tornillo, un alimentador de paletas giratorias o una válvula de charnela para descargar las partículas expulsadas.

Breve descripción del contenido de los dibujos

[0023] La invención se describirá ahora con más detalle, a modo de ejemplo, con referencia a los dibujos adjuntos.

[0024] En los dibujos:

la Figura 1 es una vista tridimensional de un banco de filtración de aire según un aspecto de la invención;

la Figura 2 es una vista tridimensional corriente abajo del banco de filtración de aire de la Figura 1;

la Figura 3 es una vista lateral del banco de filtración de aire de la Figura 1;

la Figura 4 ilustra una vista tridimensional de una pluralidad de bancos de filtración de aire unidos entre sí;

la Figura 5 muestra una vista en sección longitudinal tomada a lo largo de las líneas A-A mostradas en la Figura 1; la Figura 6 muestra un alzado lateral de un sistema de filtración de aire según otro aspecto de la invención; y la Figura 7 muestra un alzado frontal del sistema de filtración de aire de la Figura 6.

Descripción detallada de modos de realización de la invención

[0025] La siguiente descripción de la invención se proporciona como una enseñanza que permite la invención. Los expertos en la técnica relevante reconocerán que se pueden realizar muchos cambios en las formas de realización descritas y aun así lograr los resultados ventajosos de la presente invención. También será evidente que algunas de las ventajas deseadas de la presente invención se pueden lograr seleccionando algunas de las características de la presente invención y sin utilizar otras características. Por consiguiente, los expertos en la técnica reconocerán que son posibles modificaciones y adaptaciones en la presente invención e incluso pueden ser deseables en determinadas circunstancias, y forman parte de la presente invención. Por lo tanto, la siguiente descripción se proporciona como ilustrativa de los principios de la presente invención y no como una limitación de esta.

[0026] En las figuras, el número de referencia 100 se refiere en general a un banco de filtración de aire modular según un primer aspecto de la invención que incluye una disposición de cuatro clasificadores 10 de aire ciclónico dispuestos en una agrupación de 2x2 como se muestra en las Figuras 1 a 3. Como se ilustra en la Figura 4, una serie de bancos 100 de filtración de aire modulares dispuestos uno al lado del otro de forma operativa forman parte de un sistema de filtración de aire 50 según otro aspecto de la invención (véanse las Figuras 6 y 7). El sistema de filtración de aire 50 se usa en instalaciones de aire acondicionado y/o de filtración para eliminar partículas de polvo de gran tamaño u otras impurezas de una corriente de aire, opcionalmente antes de pasar por un filtro de material. La flecha 30 indica una dirección del flujo de aire a través del sistema de filtración de aire 50 y los bancos 100 de filtración de aire en las Figuras 5 y 6. Las flechas 31, 32 en las Figuras 5 y 6 indican una dirección de descarga de partículas pesadas que han sido filtradas por los bancos 100 de filtración de aire en un receptáculo de descarga o tolva 5 para la recogida de arenas que hay debajo.

[0027] En pocas palabras, cuando una corriente de aire que arrastra partículas de polvo u otras impurezas pasa a través de un clasificador 10 de aire ciclónico del banco 100, se induce un vórtice (movimiento en espiral o ciclónico) por medio de un conducto de entrada 13 inductor de vórtices que tiene una pluralidad de paletas 21 arqueadas separadas equiangularmente y proporcionadas en una entrada de un cuerpo de clasificador 12 hueco. En una forma de realización preferida ilustrada en las Figuras 1 a 5, se proporcionan ocho paletas 21 arqueadas o en ángulo separadas equiangularmente en cada conducto de entrada 13.2. Las paletas 21 se solapan angularmente entre sí de manera que, cuando se ven axialmente, no hay huecos visibles entre las paletas 21. Implícitamente, el aire no puede pasar directamente a través del conducto de entrada 13 sin que las paletas 21 induzcan un vórtice. Como resultado, las partículas de polvo o impurezas pesadas se desplazan radialmente hacia fuera debido a las fuerzas centrífugas y se descargan del clasificador 10 a través de una salida anular de residuos 25 (véanse las Figuras 2 y 5), mientras que las partículas más pequeñas de aire limpio se extraen del cuerpo de clasificador 12 a través de una salida de descarga 17 central definida por un tubo de extracción 16 tubular.

[0028] Cada cuerpo de clasificador 12 hueco define un eje longitudinal X (véase la Figura 5). Cada conducto de entrada 13 incluye una cubierta de entrada 14 de cuadrada a redonda que dirige la corriente de aire sobre las paletas 21. Los bordes interiores de las cubiertas de entrada 14 contiguas están en contacto para asegurar un flujo de aire uniforme a través del banco 100 de filtración de aire. Cada conducto de entrada 13 incluye también una cubierta cilíndrica circular 9 dispuesta concéntricamente alrededor de las paletas 21. La cubierta de entrada 14 de cuadrada a redonda es cóncava y se conecta a la cubierta cilíndrica circular 9. Corriente abajo del conducto de entrada 13, el cuerpo de clasificador 12 incluye un difusor cónico 15 que se conecta al conducto de entrada 13 en un extremo y a una pared trasera 8 corriente abajo en el otro extremo a través de una serie de patas o soportes 7 sobresalientes. El difusor cónico 15 diverge en una dirección corriente abajo. El conducto de entrada 13 inductor de vórtices se conecta de manera desmontable al difusor cónico 15, lo que significa que el conducto de entrada 13 puede quitarse y sustituirse fácilmente si se deteriora. Es decir, esto evita la sustitución de todo el cuerpo de clasificador 12 cuando solo está deteriorado el conducto de entrada 13. Lo mismo se aplica a la cubierta de entrada 14 de cuadrada a redonda.

[0029] Cada clasificador 10 tiene un tubo de extracción 16 tubular (véase la Figura 5) dispuesto corriente abajo de la entrada, concéntrico al difusor cónico 15 y parcialmente dentro de este. La salida de descarga 17 está alineada axialmente con la entrada. El banco 100 de filtración de aire incluye además un bastidor 18 en el que se montan cada uno de los clasificadores 10 de aire ciclónico. Cada banco 100 de filtración de aire incluye una pared operativa superior inclinada 23 que sobresale hacia fuera y está fijada al bastidor 18 que define una cavidad interior 33 alrededor de las salidas de residuos 25 de los clasificadores 10 de aire ciclónico más elevados en la disposición o la agrupación de 2x2. La pared superior inclinada 23 comprende una pared principal inclinada 23.1 y una pared secundaria inclinada 23.2 en sentido opuesto que se encuentran en un punto superior 23.3. La pared principal inclinada 23.1 tiene una trampilla de inspección 24 que se pueda abrir como se muestra en la Figura 1. Las salidas de residuos 25 conducen a una zona de rechazo de partículas 22 (véase la Figura 6) que se define entre una pared corriente arriba 6, proporcionada alrededor de una interfaz de la cubierta cilíndrica circular 9 y el difusor cónico 15 del cuerpo de clasificador 12, en un extremo, la pared trasera corriente abajo 8 en el otro extremo, la pared superior inclinada 23 por encima y el receptáculo de descarga 5 para la recogida de arenas por debajo (véase la Figura 6). La cavidad interior 33 está en comunicación de flujo con la zona de rechazo de partículas 22 y está configurada para evitar la acumulación excesiva de presión alrededor de las salidas de residuos 25 más elevadas, mejorando así la eliminación de partículas y el flujo de aire a través del banco 100 de filtración.

[0030] Para lograr un flujo de aire óptimo a través del banco 100 de filtración de aire, los conductos de entrada 13 inductores de vórtices, específicamente las paletas 21 arqueadas de los clasificadores 10 de aire ciclónico adyacentes, están configurados para inducir vórtices orientados de forma opuesta en los respectivos difusores cónicos 15.

[0031] Por consiguiente, las paletas 21 de los clasificadores 10 de aire ciclónico adyacentes están dispuestas para inducir vórtices en sus respectivos cuerpos de clasificador 12 huecos en direcciones opuestas.

[0032] Además, los pares operativamente superior 15.1 y operativamente inferior 15.2 de los difusores cónicos 15 de cada banco 100 de filtración de aire tienen diferentes longitudes, como se puede ver en las Figuras 3 y 5. Esto tiene como efecto que las salidas de residuos 25 de los respectivos pares 15.1, 15.2 no son coplanarias y están separadas longitudinalmente a lo largo del banco 100 de filtración de aire. Esto sirve para limitar la interferencia del flujo de salida de residuos y da como resultado una menor caída de presión a través del banco 100 de filtración de aire, lo que a su vez conduce a una eliminación de partículas más eficiente. Además, como resultado de las diferentes longitudes de los difusores cónicos 15.1, 15.2, el banco 100 de filtración de aire está configurado para filtrar partículas de diferentes tamaños. Como puede verse, el par operativamente superior de clasificadores 10 de aire ciclónico tiene difusores cónicos 15.1 que son más cortos que los difusores cónicos 15.2 de un par operativamente inferior de clasificadores de aire ciclónico (véase la Figura 3).

[0033] Como se mencionó, cada difusor cónico 15 define una salida anular de residuos 25 alrededor del tubo de extracción 16 a través del cual se expulsan operativamente partículas rechazadas a la zona de rechazo de partículas 22. La zona de rechazo de partículas 22 y la cavidad interna 33 conectan las salidas de residuos 25 en comunicación de flujo con el receptáculo de descarga 5 para la recogida de arenas que hay debajo. Además, los clasificadores 10 de aire ciclónico que tienen los difusores cónicos 15.1 más cortos, es decir, cada uno de los clasificadores más elevados operativamente, incluye un deflector anular 34 que se conecta a una superficie exterior del tubo de extracción 16, corriente abajo de la salida de residuos 25. El deflector 34 se extiende radialmente hacia fuera alejándose del tubo de extracción 16, sirviendo así además para limitar la interferencia del flujo de salida de residuos entre los clasificadores 10 de aire ciclónicos superiores e inferiores en el banco 100 de filtración de aire, como se puede ver en la Figura 5. El deflector 34 está más o menos alineado longitudinalmente con un extremo corriente abajo del difusor cónico 15.2 que hay debajo.

[0034] Con referencia a las Figuras 1 y 5, cada conducto de entrada 13 puede incluir un buje alineado axialmente que tenga una tapa cónica central 35 para garantizar un flujo de aire uniforme. Cada una de las paletas 21 puede extenderse en el buje radialmente hacia fuera desde posiciones separadas circunferencialmente. Cada paleta 21 tiene un borde corriente arriba recto orientado en una dirección axial y ortogonal al eje longitudinal X y un borde corriente abajo o posterior que está en un ángulo de aproximadamente 60 grados con respecto al eje longitudinal X del cuerpo de clasificador 12. Cada paleta 21 diverge del buje hacia un extremo distal radialmente hacia fuera o hacia la punta de la paleta 21.

[0035] Como se puede ver mejor en la Figura 6, el sistema de filtración de aire 50 está conectado operativamente en línea a los conductos. La dirección del flujo de aire a través del sistema 50 se indica mediante la flecha 30. Se pueden proporcionar uno o más filtros de material corriente abajo del sistema de filtración 50 para filtrar las partículas más finas no eliminadas por los clasificadores 10 de aire. Se proporciona un par de soportes 28 de montaje para montar el banco 100 de filtración de aire como soportes en el punto superior 23.3 de la pared operativa superior 23. En una forma de realización ilustrativa, y como se ilustra en la Figura 7, el sistema de filtración de aire 50 incluye un receptáculo de descarga principal 5.1 para la recogida de arenas y un receptáculo de descarga secundario 5.2 adyacente para la recogida de arenas. Se dispone un transportador de tornillo o transportador de tornillo sin fin 26.1, 26.2, un alimentador de paletas giratorias o una válvula de charnela de clasificación en un canal 27 conectado a un extremo distal de cada receptáculo de descarga 5.1,5.2. Los transportadores de tornillo 26.1, 26.2 están configurados para descargar las arenas recogidas en los canales 27. Cada receptáculo de descarga para la recogida de arenas tiene dos trampillas de inspección 24 que se pueden abrir. El extremo distal de cada receptáculo de descarga 5.1, 5.2 está sellado por los transportadores de tornillo para evitar que el flujo de aire hacia atrás obstaculice la descarga de partículas pesadas de la corriente de aire que pasa a través del sistema de filtración 50.

[0036] El solicitante considera que la configuración específica del sistema de filtración de aire 50, según un aspecto de la invención, que comprende una serie de bancos 100 de filtración de aire modulares, según otro aspecto de la invención, dispuestos uno al lado del otro, cada uno de los cuales incluye una disposición de clasificadores 10 de aire ciclónico que tienen difusores cónicos 15.1, 15.2 de diferentes longitudes y conductos de entrada 13 inductores de vórtices orientados de manera opuesta, entre otras características, como se ha descrito anteriormente, proporciona una separación o filtración de partículas mucho mejor y sirve para limitar la interferencia del flujo de salida de residuos, lo que da como resultado una menor caída de presión a través del banco 100 de filtración de aire, lo que a su vez conduce a una eliminación de partículas más eficiente. Debido a la modularidad de los bancos 100 de filtración de aire, el sistema de filtración de aire 50 puede diseñarse para cumplir diversos requisitos operativos y de instalación. Por ejemplo, los bancos 100 de filtración del sistema de filtración de aire 50 pueden filtrar partículas de 10 micrómetros hacia arriba. Desde el punto vista del mantenimiento, el sistema de filtración de aire 50 tiene la ventaja de que no tiene partes móviles, tales como rotores, que puedan requerir un mantenimiento frecuente para prolongar su vida útil operativa. Además, como se ha descrito anteriormente, los conductos de entrada 13 inductores de vórtices pueden sustituirse fácilmente si se deterioran, sin tener que quitar el resto del clasificador 10 de aire ciclónico. Las cubiertas de entrada 14 de cuadradas a redondas dan como resultado un flujo de aire laminar uniforme en las paletas sin puntos muertos entre las entradas de las paletas y menos desgaste y rotura en el conducto de entrada 13. También mejoran la aerodinámica de la entrada al crear menos resistencia al flujo de aire. Además, el solicitante considera que el ángulo, la curvatura y el número de paletas (ocho) producen una mayor eficiencia al maximizar el movimiento de vórtice centrífugo de la corriente de aire. Además, el difusor cónico 15 divergente permite el grado de desarrollo máximo del movimiento del vórtice ciclónico, maximizando la eficiencia general. El deflector 34 limita además la interferencia del flujo de aire de la salida de residuos 25 entre los clasificadores de aire superiores e inferiores. Finalmente, el receptáculo de descarga o tolva 5 para la recogida de arenas evita la acumulación de partículas y garantiza la eliminación más eficiente y rápida de partículas desde una única salida.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Banco (100) de filtración de aire que incluye:

al menos dos clasificadores (10) de aire ciclónico adyacentes, incluyendo cada clasificador (10) de aire ciclónico un cuerpo de clasificador (12) hueco que incluye:

un conducto de entrada (13) inductor de vórtices en una entrada corriente arriba, definiendo el cuerpo de clasificador (12) hueco un eje longitudinal (X);

un tubo de extracción (16) tubular, dispuesto corriente abajo de la entrada, definiendo el tubo de extracción una salida de descarga (17) que está alineada axialmente con la entrada; y

un difusor al menos parcialmente cónico (15), que se extiende desde el conducto de entrada (13) hacia el tubo de extracción (16) de manera que un extremo corriente abajo del difusor al menos parcialmente cónico (15) y del tubo de extracción (16) definen juntos una salida de residuos (25) en un plano transversal al eje longitudinal (X) del cuerpo de clasificador (12) hueco; y

un bastidor (18) en el que se montan los clasificadores (10) de aire ciclónico, caracterizado por que los conductos de entrada (13) inductores de vórtices de los clasificadores (10) de aire ciclónico adyacentes están configurados para inducir vórtices orientados de manera opuesta en los respectivos cuerpos de clasificador (12) huecos de los clasificadores (10) de aire ciclónico adyacentes y donde los difusores al menos parcialmente cónicos (15) de los clasificadores de aire ciclónico adyacentes son de diferentes longitudes de manera que sus respectivas salidas de residuos (25) no son coplanarias y están separadas longitudinalmente a lo largo del banco (100) de filtración de aire que sirve para limitar la interferencia del flujo de salida de residuos y da como resultado una menor caída de presión a través del banco de filtración de aire, lo que a su vez conduce a una eliminación de partículas más eficiente, caracterizado además por que un clasificador de aire ciclónico que tiene un difusor cónico (15.1) más corto, en comparación con la longitud del otro difusor cónico (15.2), incluye un deflector (34) que se conecta a una superficie exterior del tubo de extracción (16), corriente abajo de la salida de residuos (25), y donde el deflector (34) se extiende radialmente hacia afuera alejándose del tubo de extracción (16) sirviendo así además para limitar la interferencia del flujo de salida de residuos entre los clasificadores (10) de aire ciclónico adyacentes.

2. Banco (100) de filtración de aire según la reivindicación 1 caracterizado por que es modular y se puede conectar a bancos (100) de filtración de aire adyacentes e incluye una agrupación de 2x2 de cuatro clasificadores (10) de aire ciclónico, donde los conductos de entrada de los clasificadores (10) de aire ciclónico diagonalmente opuestos en la agrupación están configurados para inducir vórtices en sus respectivos cuerpos de clasificador (12) huecos en la misma dirección.

3. Banco (100) de filtración de aire según la reivindicación 2 caracterizado por que incluye una pared operativa superior inclinada hacia fuera (23) fijada al bastidor (18), definiendo la pared superior una cavidad interior (33) alrededor de las salidas de residuos (25) de los clasificadores de aire ciclónico más elevados en la agrupación de 2x2, donde la cavidad interior (33) está configurada para evitar la acumulación excesiva de presión alrededor de las salidas de residuos (25).

4. Banco (100) de filtración de aire según la reivindicación 3 caracterizado por que la pared operativa superior inclinada hacia fuera (23) tiene una trampilla de inspección (24) que se puede abrir.

5. Banco (100) de filtración de aire según cualquiera de las reivindicaciones 2 a 4 caracterizado por que cada conducto de entrada (13) incluye una pluralidad de paletas (21) en ángulo separadas equiangularmente, estando configuradas las paletas (21) en ángulo para inducir un vórtice dentro del cuerpo de clasificador (12) hueco y donde las configuraciones de paletas de los clasificadores de aire ciclónico del banco de filtración de aire se alternan en orientación, de arriba a abajo y de lado a lado, de manera que las paletas de los clasificadores (10) de aire ciclónico adyacentes están configuradas para inducir vórtices en sus respectivos cuerpos de clasificador (12) huecos en direcciones opuestas.

6. Banco (100) de filtración de aire según la reivindicación 5 caracterizado por que cada conducto de entrada (13) está conectado de manera desmontable al difusor parcialmente cónico (15) e incluye ocho paletas (21) en ángulo separadas equiangularmente.

7. Banco (100) de filtración de aire según la reivindicación 5 o 6 caracterizado por que cada conducto de entrada (13) incluye una cubierta de entrada (14) de cuadrada a redonda, estando los bordes internos de las cubiertas contiguas dispuestos en contacto, y por que cada conducto de entrada (13) incluye una cubierta cilindrica circular (9) que se extiende axialmente y está dispuesta alrededor de las paletas (21).

8. Banco (100) de filtración de aire según la reivindicación 7 caracterizado por que la cubierta de entrada (14) de cuadrada a redonda es cóncava y se conecta de manera desmontable a la cubierta cilíndrica circular (9).

9. Banco (100) de filtración de aire según cualquiera de las reivindicaciones 2 a 8 caracterizado por que un par operativo superior de clasificadores de aire ciclónico tiene difusores cónicos (15.1) que son más cortos que los de un par operativo inferior de clasificadores de aire ciclónico.

10. Banco (100) de filtración de aire según cualquiera de las reivindicaciones 5 a 9, cuando dependen de la reivindicación 5, caracterizado por que el conducto de entrada (13) incluye un buje alineado axialmente que tiene una tapa cónica central (35) para asegurar un flujo de aire uniforme y por que la pluralidad de paletas (21) se extienden desde el buje radialmente hacia fuera en posiciones separadas circunferencialmente, teniendo cada paleta (21) un borde corriente arriba recto orientado en una dirección axial y ortogonal al eje longitudinal (X) y un borde corriente abajo o posterior que está en un ángulo de aproximadamente 60 grados con respecto al eje longitudinal (X) del cuerpo de clasificador, y por que cada paleta (21) diverge del buje hacia un extremo distal radialmente hacia fuera o hacia la punta de la paleta (21).

11. Banco (100) de filtración de aire según cualquiera de las reivindicaciones 2 a 10 caracterizado por que incluye un receptáculo de descarga o tolva (5) para la recogida de arenas que está conectado en comunicación de flujo a salidas de residuos (25) anulares de los clasificadores (10) de aire ciclónico para recoger partículas rechazadas expulsadas de los clasificadores de aire ciclónico.

12. Banco (100) de filtración de aire según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado por que una parte cónica del difusor (15) diverge en una dirección corriente abajo, y por que un diámetro de entrada es prácticamente idéntico a un diámetro de salida de descarga, y por que el tubo de extracción (16) se extiende, al menos parcialmente, dentro del difusor y es concéntrico al difusor, y por que un extremo axialmente externo del tubo de extracción (16) está unido a una pared trasera (8) que sirve para aislar la salida de descarga (17) de la salida de residuos (25).

13. Sistema de filtración de aire (50) caracterizado porque incluye:

una pluralidad de bancos (100) de filtración de aire, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, dispuestos uno al lado del otro en línea en un conducto de aire; y

al menos un receptáculo de descarga o tolva (5) para la recogida de arenas que está dispuesto en comunicación de flujo con las salidas de residuos (25) de los respectivos clasificadores (10) de aire ciclónico.

14. Sistema de filtración de aire (50) según la reivindicación 13 caracterizado por que el receptáculo de descarga (5) para la recogida de arenas incluye un transportador de tornillo sin fin o un transportador de tornillo que está configurado para descargar las arenas recogidas en un canal (27) del receptáculo de descarga, donde el receptáculo de descarga (5) para la recogida de arenas incluye al menos una trampilla de inspección (24) que se puede abrir, y donde el receptáculo de descarga (5) para la recogida de arenas está sellado herméticamente con respecto a los bancos (100) de filtración de aire para evitar que el flujo de aire hacia atrás obstaculice la descarga de partículas desde las salidas de residuos (25) hacia el receptáculo de descarga (5).