ES2961407T3 - Aparato y método para cribar polvos - Google Patents
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Abstract
La invención se refiere a un dispositivo de cribado y a un método para cribar polvos. El dispositivo comprende un espacio de cribado que comprende una primera cámara y una segunda cámara, cámaras dispuestas adyacentes y que tienen una pared divisoria común. El dispositivo comprende una pantalla que se coloca oblicua o verticalmente en el dispositivo de pantalla, en donde la pantalla forma al menos una parte de la pared divisoria común. La primera cámara comprende una entrada de materia prima, una entrada de gas impulsor, una unidad de gas flotante y una salida de partículas residuales. La segunda cámara comprende una salida de material de producto y una paleta giratoria, en donde la paleta comprende boquillas que están configuradas para soplar gas contra la pantalla. Además, la invención se refiere a un conjunto que comprende un primer y un segundo dispositivo de cribado, en el que la salida del material del producto de un primer dispositivo de cribado está conectada a la entrada de materia prima del segundo dispositivo de cribado. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Aparato y método para cribar polvos
La invención se refiere a un dispositivo de cribado y a un método para cribar polvos.
Antecedentes
El documento JP2002/186908A divulga un dispositivo de cribado que comprende un espacio de tamizado que se forma en una carcasa del dispositivo. El espacio de tamizado se divide en un espacio superior del dispositivo de tamizado y un espacio inferior del dispositivo de tamizado. Entre el espacio superior y el espacio inferior se proporciona una criba de tamizado dispuesta horizontalmente. Sobre una cubierta que cierra la cara superior del espacio superior del dispositivo de tamizado, se proporciona un puerto de inyección de material, mientras que debajo de este puerto de inyección de material, se proporciona una placa de dispersión de material. En el espacio inferior del dispositivo de tamizado se instala un puerto de salida del producto y al mismo se conecta un conducto de succión. Además, en el espacio inferior del dispositivo de tamizado se posiciona una boquilla que sopla aire hacia la red de tamizado, mientras ésta gira bajo la criba de tamizado. En un lado del espacio superior del dispositivo de tamizado, se proporciona un puerto de escape de partículas residuales para descargar las partículas residuales que no pasaron a través de la criba. A este puerto se le proporciona una puerta para que se pueda seleccionar una condición de apertura/cierre.
En uso, el puerto de escape de partículas residuales se puede cerrar en un estadio en el que la cantidad de partículas residuales es pequeña y no interfiere con la operación de tamizado. El puerto cerrado de escape de partículas residuales también evita la fuga de las partículas del producto. Sin embargo, con el tiempo la cantidad de partículas residuales en el espacio superior aumenta gradualmente hasta el punto de que empiezan a perturbar la operación de tamizado. Cuando esto ocurre, el puerto de escape de partículas residuales se puede abrir para descargar las partículas residuales todas a la vez.
El documento EP0759813B divulga un dispositivo de cribado con dos cámaras, una criba colocada verticalmente entre las dos cámaras.
Resumen de la invención
Una desventaja de la técnica conocida es que la eficiencia del proceso disminuye gradualmente con el tiempo porque las partículas residuales se acumularán en la parte superior de la criba, lo que perturba la operación de tamizado.
Además, cuando se abre el puerto de escape de partículas residuales para descargar todas las partículas residuales, no se puede evitar que también las partículas de producto, que aún no han pasado a través de la criba, se descarguen a través del puerto de escape de partículas residuales.
Un objeto de la presente invención es obviar al menos parcialmente al menos uno de los problemas de los dispositivos de tamizado actuales o proporcionar al menos un dispositivo alternativo que proporcione un proceso de cribado más eficiente, preferiblemente con una mejor eficiencia, y/o que permita prevenir sustancialmente la obstrucción durante el proceso de cribado.
De acuerdo con un primer aspecto, la presente invención proporciona un nuevo dispositivo de cribado de acuerdo con la reivindicación 1.
De acuerdo con la presente invención, la criba se dispone en un plano oblicuo o vertical de tal manera que las partículas residuales, que no pasan a través de la criba, se deslizarán fuera de la criba y se acumularán debajo de la criba. De acuerdo con lo anterior, las partículas residuales no se acumularán sobre la criba como en el tamiz del dispositivo de la técnica anterior, y el área de la criba no quedará bloqueada por las partículas residuales.
Además, la criba se limpia con el gas de la cuchilla giratoria que sopla gas a través de las boquillas contra la criba. Dado que la cuchilla giratoria se dispone en la segunda cámara, las boquillas se configuran para soplar el gas contra el lado de la criba que se orienta hacia la segunda cámara. De acuerdo con lo anterior, el gas de las boquillas se sopla al menos parcialmente desde la segunda cámara a la primera cámara.
Por lo tanto, en el dispositivo de cribado de la presente invención la eficiencia y/o rendimiento del proceso de cribado no disminuirán sustancialmente con el tiempo.
Sin embargo, cuando se dispone la criba de forma oblicua o vertical, la materia prima, que incluye las partículas que deben atravesar la criba, también se deslizarán predominantemente fuera de la criba. Para ayudar a cribar los polvos en el dispositivo de cribado de la presente invención, la primera cámara comprende además una unidad de gas flotante, en la que la unidad de gas flotante se configura para, en uso, proporcionar un flujo de gas dirigido hacia arriba en una parte de la primera cámara. De acuerdo con lo anterior, en uso, la unidad de gas flotante se activa para proporcionar un flujo ascendente configurado para al menos parcialmente suspender o hacer flotar al menos parte de las partículas del polvo en la primera cámara, en particular en frente de la criba, que ayuda a dejar pasar las partículas de dicho polvo con dimensiones más pequeñas que las aberturas en la criba a través de la criba en la segunda cámara. Además, al proporcionar, en uso, una diferencia de presión entre la primera cámara y la segunda cámara de tal manera que la presión en la segunda cámara es menor que la presión en la primera cámara, genera un flujo de gas desde la primera cámara hasta la segunda cámara, a través de la criba, que también ayuda en el proceso de cribado.
El dispositivo de cribado de la presente invención también funciona con la criba que comprende una malla, en particular una criba de malla de metal. Sin embargo, en una realización, la criba comprende una matriz de aberturas con sustancialmente las mismas dimensiones, en la que cada una de dichas aberturas se configura de tal manera que un diámetro de una abertura en un lado de la criba orientada hacia la primera cámara es más pequeño que un diámetro de dicha abertura en un lado de la criba orientada hacia la segunda cámara. De acuerdo con lo anterior, las aberturas se ahúsan preferiblemente en dirección hacia el lado de la criba orientada hacia la primera cámara. Dicha criba, por ejemplo, se puede fabricar utilizando técnicas de impresión 3D. Cuando una partícula se puede encajar a través del diámetro de la abertura lateral de la criba orientada hacia la primera cámara, sustancialmente no se obstruirá en su camino hacia la segunda cámara.
Se observa que la diferencia de presión se puede establecer al aumentar la presión si la primera cámara y/o disminuir la presión en la segunda cámara. En una realización, la segunda cámara o la salida de material del producto se configuran para conectar un aparato de succión o bomba de vacío para, en uso, reducir la presión en la segunda cámara. De acuerdo con lo anterior, en uso, un aparato de succión o bomba de vacío se puede disponer en conexión fluida con la segunda cámara para reducir la presión en la segunda cámara y establecer la diferencia de presión entre la primera cámara y la segunda cámara.
En una realización, la entrada de la materia prima se dispone en o cerca de un lado superior de la primera cámara, y en la que la unidad de gas flotante se dispone en o cerca de un lado inferior de la primera cámara. Debido a esta disposición la unidad de gas flotante se configura para proporcionar, en uso, un flujo que está sustancialmente en una dirección opuesta con respecto al flujo del polvo que se va a cribar procedente de la entrada de la materia prima. Este contraflujo se configura para al menos parcialmente suspender o hacer flotar al menos parte de las partículas del polvo en la primera cámara, en particular en frente de la criba.
En una realización, la unidad de gas flotante comprende un ventilador y/o una entrada de gas flotante. En el caso de la unidad de gas flotante comprende un ventilador, en uso, el ventilador se activa para proporcionar un flujo hacia arriba en la primera cámara para al menos parcialmente suspender o hacer flotar al menos parte de las partículas del polvo en la primera cámara, en particular en frente de la criba. Preferiblemente, el ventilador proporciona un flujo de gas turbulento y/o un movimiento giratorio en la primera cámara. Además o alternativamente, la unidad de gas flotante comprende una entrada de gas flotante, que se configura para introducir, en uso, un gas flotante en la primera cámara para proporcionar un flujo ascendente configurado para al menos parcialmente suspender o hacer flotar al menos parte de las partículas del polvo en la primera cámara, en particular en frente de la criba.
En una realización, la primera cámara comprende además una entrada de gas de impulsión. La entrada de gas de impulsión permite introducir un gas de impulsión en la primera cámara para regular más fácilmente un flujo de gas desde la primera cámara hasta la segunda cámara, que ayuda en el paso de las partículas de dicho polvo con dimensiones más pequeñas que las aberturas en la criba a través de la criba en la segunda cámara.
En una realización, la entrada de gas de impulsión se dispone en o cerca de un lado superior de la primera cámara. En una realización alternativa, la entrada de gas de impulsión se dispone en una pared lateral de la primera cámara, preferiblemente en la que la entrada de gas de impulsión se dispone sustancialmente opuesta a la pared divisoria o la criba.
En una realización, el dispositivo de cribado se configura para introducir la materia prima en la primera cámara junto con un gas de transporte. El gas de transporte puede ayudar en el transporte de la materia prima en la primera cámara. Además, el gas de transporte puede proporcionar una adición al gas de impulsión para ayudar al flujo de gas desde la primera cámara hasta la segunda cámara, y de esta manera ayudar al paso de las partículas de dicho polvo con dimensiones más pequeñas que las aberturas en la criba a través de la criba en la segunda cámara.
En una realización, la salida de partículas residuales se dispone en o cerca de un lado inferior de la primera cámara, y preferiblemente adyacente a la pared divisoria o criba. Debido a esta disposición, las partículas grandes y/o pesadas caerán hacia abajo y serán eliminadas de la primera cámara a través de la salida de partículas residuales.
En una realización, el ángulo de la criba con respecto al plano horizontal está entre los 45 y 90 grados, y preferiblemente entre los 80 y 90 grados. En una realización el dispositivo se configura para comprender un eje vertical en la primera cámara, en la que el eje vertical se cruza con la criba en una posición en una parte verticalmente inferior de la criba, y en la que el eje vertical se separa de la criba en una posición en una parte verticalmente superior de la criba. Esto evita que queden partículas sobre la criba y las partículas que no pasan a través de la criba ahora se transfieren fácilmente a la salida de partículas residuales.
En una realización, la salida de material del producto se ubica en la parte inferior de la segunda cámara. De acuerdo con lo anterior, el retiro del material del producto fuera de la segunda cámara es asistido por la gravedad.
En una realización, el dispositivo de cribado comprende un accionador que se configura para girar la cuchilla giratoria en frente de la criba. En una realización, el accionador comprende un motor eléctrico para girar la cuchilla giratoria en frente de la criba, para limpiar al menos una gran parte de la superficie de la criba o, preferiblemente, la superficie completa de la criba.
En una realización, el gas flotante, el gas para la cuchilla giratoria, el gas de impulsión y/o el gas de transporte son gases inertes, preferiblemente argón o nitrógeno. Esto sustancialmente evita la corrosión del material de partículas en el dispositivo de cribado. Si el material en polvo no es sensible a la corrosión, entonces el aire es adecuado para uso para el gas flotante, el gas para la cuchilla giratoria, el gas de impulsión y/o el gas de transporte.
En una realización, se utiliza el mismo gas como un gas flotante, como el gas para la cuchilla giratoria, como el gas de impulsión y/o como gas de transporte. De acuerdo con lo anterior, en esta realización no es necesario proporcionar fuentes para múltiples gases diferentes, lo que hace que el uso del dispositivo de cribado de la presente invención sea más fácil y económico.
En una realización, el dispositivo de cribado comprende además una unidad ciclónica que se adhiere a la salida de material del producto, en el que la unidad ciclónica se configura para sustancialmente separar las partículas cribadas desde una corriente de gas. Los gases introducidos en la primera cámara y la parte de la misma que fluye en la segunda cámara, abandonan el dispositivo de cribado con el material del producto a través de la salida de material del producto. Para obtener el material del producto, es necesario separar este material del producto de este flujo de gas. Esto se puede establecer por la unidad ciclónica.
En una realización, la unidad ciclónica comprende:
una cámara para separar las partículas cribadas y la corriente de gas,
una salida de gas para la corriente de gas, y
una salida de material ciclónico.
También se describe, y no se reivindica como tal una criba para uso en un dispositivo de cribado o una realización del mismo como se describió anteriormente, en el que la criba comprende una matriz de aberturas con sustancialmente las mismas dimensiones, en cada una de dichas aberturas se configura de tal manera que un diámetro de una abertura en un lado de la criba orientada hacia la primera cámara es más pequeño que un diámetro de dicha abertura en un lado de la criba orientada hacia la segunda cámara. En una realización, se obtiene dicha criba mediante fabricación aditiva, preferiblemente obtenida mediante impresión 3D.
De acuerdo con un segundo aspecto, la invención proporciona un ensamble para cribar polvo, en el que dicho ensamble que comprende un primer dispositivo de cribado de acuerdo con el primer aspecto de la invención o una realización del mismo como se describió anteriormente, y un segundo dispositivo de cribado de acuerdo con el primer aspecto de la invención o una realización del mismo como se describió anteriormente, en el que el ensamble comprende además una conexión entre la entrada de la materia prima del segundo dispositivo de cribado y la salida de material del producto del primer dispositivo de cribado.
De acuerdo con lo anterior, el primer dispositivo de cribado y el segundo dispositivo de cribado están concatenados. Dicha concatenación de los dos dispositivos de cribado también se denomina como un sistema en cascada. En dicho sistema en cascada, las aberturas en la criba del segundo dispositivo de cribado son preferiblemente iguales o más pequeñas que las aberturas en la criba del primer dispositivo de cribado. Este sistema de cascadas también se puede ampliar a tres o más dispositivos de cribado.
El ensamble de acuerdo con la presente invención permite dividir la materia prima en polvo en al menos tres fracciones:
una primera fracción de partículas con dimensiones mayores que las aberturas en la criba del primer dispositivo de cribado,
una segunda fracción de partículas con dimensiones más pequeñas que las aberturas en la criba del primer dispositivo de cribado, y más grandes que las aberturas en la criba del segundo dispositivo de cribado, y
una tercera fracción de partículas con dimensiones más pequeñas que las aberturas en la criba del segundo dispositivo de cribado.
Se pueden obtener más fracciones al agregar más dispositivos de cribado con aberturas cada vez más pequeñas en su criba.
De acuerdo con lo anterior, al seleccionar los cribados adecuados con las aberturas adecuadas, se puede separar una fracción de partículas con dimensiones dentro de un rango deseado de la materia prima en polvo.
En una realización, la primera cámara del primer dispositivo de cribado y primera cámara del segundo dispositivo de cribado ambos comprenden una entrada de gas de impulsión. Como se discutió anteriormente, la entrada de gas de impulsión permite introducir un gas de impulsión en la primera cámara para regular más fácilmente un flujo de gas desde la primera cámara hasta la segunda cámara que ayuda en el paso de las partículas de dicho polvo con dimensiones más pequeñas que las aberturas en la criba a través de la criba en la segunda cámara. Proporcionar tanto el primer como el segundo dispositivos de cribado con su propia entrada de gas de impulsión permite optimizar el flujo de gas entre la primera y la segunda cámara del primer y segundo dispositivo de cribado individualmente.
En una realización, la conexión entre la salida de material del producto del primer dispositivo de cribado y la entrada de la materia prima del segundo dispositivo de cribado comprende un dispositivo de amortiguación, en el que el dispositivo de amortiguación se configura para recolectar el material del producto del primer dispositivo de cribado y para dosificar y transferir dicho material del producto al segundo dispositivo de cribado. Debido al dispositivo de amortiguación, el flujo de entrada del material en el segundo dispositivo de cribado se puede elaborar sustancialmente independente del flujo de salida del material desde el primer dispositivo de cribado. De acuerdo con lo anterior, la dosificación y transferencia del material en el segundo dispositivo de cribado se puede optimizar para cribar el material en el segundo dispositivo de cribado.
En una realización, en la que una unidad ciclónica se dispone entre la salida de material del producto del primer dispositivo de cribado y el dispositivo de amortiguación, preferiblemente en el que la salida de material ciclónico se conecta a una entrada de material del producto del dispositivo de amortiguación. Al disponer la unidad ciclónica entre el primer dispositivo de cribado y el dispositivo de amortiguación, la corriente de gas de la salida de material del producto del primer dispositivo de cribado se separa del material del producto y se puede operar el segundo dispositivo de cribado sustancialmente independente de la corriente de gas de la salida de material del producto del primer dispositivo de cribado.
En una realización, el ensamble comprende además un aparato de succión o bomba de vacío que se dispone en conexión fluida a la segunda cámara del segundo y/o el primer dispositivo de cribado.
De acuerdo con un tercer aspecto, la invención proporciona, un método para cribar polvo utilizando un dispositivo de cribado de acuerdo con el primer aspecto de la invención o una realización del mismo como se describió anteriormente o un ensamble de acuerdo con el segundo aspecto de la invención o una realización del mismo como se describió anteriormente, en el que el método comprende las etapas de:
proporcionar polvo en la primera cámara a través de la entrada de la materia prima, en la que el polvo comprende un ensamble de partículas que tiene una variedad de dimensiones;
activar una unidad de gas flotante en la primera cámara para proporcionar un contraflujo configurado para al menos parcialmente suspender o hacer flotar al menos parte de las partículas del polvo en la primera cámara;
soplar gas contra la criba por medio de una o más boquillas de la cuchilla giratoria;
proporcionar una diferencia de presión entre la primera cámara y la segunda cámara de tal manera que la presión en la segunda cámara es menor que la presión en la primera cámara; y
permitir que las partículas de dicho polvo con dimensiones más pequeñas que las aberturas en la criba pasen a través de la criba en la segunda cámara, en la que las partículas que llegan a una segunda cámara son parte de un material del producto que sale de la segunda cámara a través de la salida de material del producto.
De acuerdo con lo anterior, la criba se limpia por el gas de la cuchilla giratoria que sopla el gas a través de las boquillas contra la criba. Para limpiar al menos gran parte de la superficie de la criba o preferiblemente la superficie completa de la criba, la cuchilla giratoria gira impulsada por un accionador, tal como un motor eléctrico.
En una realización, en la que el dispositivo de cribado comprende una entrada de gas de impulsión, el método comprende además la etapa de:
introducir un gas de impulsión en la primera cámara a través de la entrada de gas de impulsión para crear o potenciar un flujo de gas desde la primera cámara en la segunda cámara.
En una realización, en la que el dispositivo de cribado comprende una unidad ciclónica, el método comprende además la etapa de:
separar el material del producto desde la corriente de gas utilizando una unidad ciclónica, preferiblemente en el que el material del producto abandona la unidad ciclónica sustancialmente a través de la salida del material ciclónico, mientras que la corriente de gas abandona la unidad ciclónica a través de la salida de gas.
En una realización utilizando un ensamble de acuerdo con el segundo aspecto de la invención o una realización del mismo como se describió anteriormente, el material del producto del primer dispositivo de cribado se conduce al menos parcialmente en la entrada de la materia prima del segundo dispositivo de cribado.
En una realización, el material del producto del primer dispositivo de cribado al menos se recolecta parcialmente en un dispositivo de amortiguación, en el que el material del producto en el dispositivo de amortiguación se dosifica y transfiere a la entrada de la materia prima del segundo dispositivo de cribado.
Los diversos aspectos y características descritos y mostrados en la especificación se pueden aplicar, individualmente, siempre que sea posible. Estos aspectos individuales, en particular los aspectos y características descritos en las reivindicaciones dependientes adjuntas, pueden ser objeto de solicitudes de patente divisionales.
Breve descripción de los dibujos
La invención se aclarará sobre la base de una realización de ejemplo mostrada en los dibujos adjuntos, en los que:
La Figura 1 muestra una vista esquemática de un primer ejemplo de un dispositivo de cribado de acuerdo con la presente invención,
La Figura 2A muestra una sección transversal esquemática de un ejemplo de un dispositivo de cribado de acuerdo con la presente invención,
La Figura 2B muestra una sección transversal esquemática a lo largo de la línea IIB-IIB del ejemplo de la figura 2A,
La Figura 3 muestra un esquema del proceso esquemático de un primer ejemplo de un ensamble de acuerdo con la presente invención,
La Figura 4 muestra un esquema del proceso esquemático de un segundo ejemplo de un ensamble de acuerdo con la presente invención,
La Figura 5 muestra esquemáticamente un ejemplo de una distribución de tamaño de partículas de polvo obtenidas mediante un ensamble de la presente invención, y una distribución de tamaño de partículas de polvo creadas utilizando polvo de diferentes fracciones de la distribución original,
Las Figuras 6A y 6B muestran una vista superior esquemática y una sección transversal de un primer ejemplo de una criba para uso en un dispositivo de cribado de acuerdo con la presente invención, y
La Figura 7 muestra una sección transversal esquemática de un segundo ejemplo de una criba para uso en un dispositivo de cribado de acuerdo con la presente invención.
Descripción detallada de la invención
La Figura 1 muestra una vista esquemática de un primer ejemplo de un dispositivo 101 de cribado de acuerdo con la presente invención. El dispositivo 101 de cribado comprende una primera cámara 102 y una segunda cámara 103. Las dos cámaras son adyacentes y tienen una pared 104 divisoria común. Al menos una parte de las paredes 104 divisorias se forma por una criba (no mostrada). En el ejemplo mostrado en la figura 1, la primera cámara 102 comprende una primera pestaña 1041 en un lado que se orienta hacia la segunda cámara 103, y la segunda cámara 203 comprende una segunda pestaña 1042 en un lado que se orienta hacia la primera cámara. La primera cámara 102 y la segunda cámara 103 se pueden conectar entre sí al conectar la primera pestaña 1041 a la segunda pestaña 1042. La criba (no mostrada) luego se puede sujetar entre la primera pestaña 1041 y la segunda pestaña 1042 para formar la pared 104 divisoria.
La primera cámara 102 comprende varias entradas y una salida, a saber, una entrada 105 de la materia prima, una entrada 106, 106' de gas de impulsión, una entrada 107 de gas flotante y una salida 108 de partículas residuales. Cabe señalar que, en este ejemplo, la unidad de gas flotante solo comprende una entrada 107 de gas flotante.
Como se indica esquemáticamente en la figura 1, la entrada 105 de la materia prima se dispone en o cerca de un lado superior de la primera cámara 102. Al menos en uso, la entrada 105 de la materia prima se conecta con un suministro de materia prima (no mostrado). El suministro de materia prima se puede proporcionar de un suministro de gas de transporte, que se configura de tal manera que el gas de transporte ayude en el transporte de la materia prima desde el suministro de materia prima a la primera cámara 102 a través de la entrada 105 de la materia prima.
La salida 108 de partículas residuales se dispone en o cerca de un lado inferior de la primera cámara 102. En particular, el lado inferior de la primera cámara 102 se configura para proporcionar una transición sustancialmente suave a la salida 108 de partículas residuales. También la entrada 107 de gas flotante se dispone en o cerca de un lado inferior de la primera cámara 102, y se configura preferiblemente para dirigir un chorro de gas flotante en dirección hacia arriba para proporcionar un contraflujo contra el flujo de materia prima desde la entrada 105 de la materia prima. Preferiblemente, en uso, el chorro de gas flotante se configura para llevar al menos parte de la materia prima a una condición sustancialmente flotante adyacente a la pared 104 divisoria o la criba.
Para ayudar aún más en el cribado de la materia prima, la primera cámara 102 comprende además una entrada 106, 106' de gas de impulsión. Esta entrada de gas 106 de impulsión se puede disponer en o cerca de un lado superior de la primera cámara 102 o se puede combinar con la entrada 105 de la materia prima, y/o esta entrada 106' de gas de impulsión se puede disponer en una pared lateral de la primera cámara 102, preferiblemente en una posición sustancialmente opuesta a la pared 104 divisoria o la criba. Al agregar el gas de impulsión en la primera cámara 102, la presión del gas en la primera cámara 102 aumenta, y cuando la presión del gas en la primera cámara 102 es mayor que la presión del gas en la segunda cámara 103, un flujo de gas a través de la criba establecerá qué flujo de gas ayuda en el cribado de la materia prima al llevar partículas de materia prima suficientemente pequeñas desde la primera cámara 102 hasta la segunda cámara 103. Este efecto se puede aumentar aún más al utilizar la entrada 106' de gas de impulsión que se dispone opuesta a la criba. Al utilizar esta entrada 106' de gas de impulsión, esta entrada 106' de gas de impulsión se puede configurar para proporcionar un chorro de gas de impulsión que empuja la materia prima hacia la criba.
Como se muestra esquemáticamente en la figura 1, las paredes 104 divisorias y la criba dispuesta en ellas se disponen en una orientación casi vertical. Preferiblemente, las paredes 104 divisorias y la criba se disponen en un ángulo con respecto a un plano horizontal de entre 80 y 90 grados. Además, el dispositivo 101 de cribado se configura de tal manera que un eje central vertical de la entrada 105 de la materia prima en la primera cámara cruza la criba en una posición en una parte verticalmente inferior de la primera cámara 102, y en el que este eje central vertical se separa de la criba en una posición en una parte verticalmente superior de la primera cámara 102, en la que la pared 104 divisoria y la criba se disponen entre el eje central vertical y la segunda cámara 103, al menos en la parte verticalmente superior de la primera cámara 102.
La segunda cámara 103 comprende una salida 109 de material del producto. En la segunda cámara se dispone una cuchilla giratoria, que se describe con más detalle a continuación con referencia a la figura 2. La cuchilla giratoria comprende una o más boquillas que se dirigen hacia la criba y que se configuran para soplar una corriente de gas contra la criba. En este ejemplo, la cuchilla giratoria se monta sobre un eje 115 hueco que se extiende fuera de la segunda cámara 103 en un lado alejado de la criba y alejado de la primera cámara 102.
Fuera de la segunda cámara 103, se dispone un accionador 113 para hacer girar el eje 115. Con la rotación del eje 115, la cuchilla giratoria también gira al frente de la criba para limpiar sustancialmente toda el área de la criba. El accionador 113 puede ser un accionador accionado neumáticamente, pero preferiblemente el accionador 113 comprende un electromotor 112.
Además, el eje 115 hueco se acopla a un acoplamiento 116 giratorio o acoplamiento oscilante para conectar una tubería 117 fija de suministro de gas al eje hueco giratorio 115. Preferiblemente, como se indica en la figura 1, el acoplamiento 116 giratorio se dispone en un extremo distal del eje 115 hueco, en un lado del accionador 113 alejado de la segunda cámara 103. La tubería 117 fija de suministro de gas es, al menos en uso, en conexión fluida con un suministro de gas de limpieza de criba.
Como se muestra esquemáticamente en la figura 1, un separador 114 ciclónico se conecta a la salida 109 de material del producto. El separador 114 ciclónico comprende una salida 110 de gas y una salida 111 de material ciclónico.
De acuerdo con lo anterior, el dispositivo 101 de cribado permite dividir la materia prima procedente de la entrada 105 de la materia prima en dos fracciones;
el material residual con dimensiones mayores que las aberturas en la criba, que sale del dispositivo 101 de cribado a través de la salida 108 de material residual hacia un recipiente 118 de material residual, y
el material del producto con dimensiones más pequeñas que las aberturas en la criba, que sale del dispositivo 101 de cribado a través de la salida 109 de material del producto, y la salida 111 de material ciclónico en un recipiente 119 de material del producto.
El funcionamiento del dispositivo de cribado de la presente invención se describirá a continuación, con referencia a la figura 2A.
La Figura 2A muestra una sección transversal esquemática de un ejemplo de un dispositivo 201 de cribado de acuerdo con la presente invención. El dispositivo 201 de cribado comprende una primera cámara 202 y una segunda cámara 203. Las dos cámaras son adyacentes y tienen una pared 204 divisoria común. Al menos una parte de las paredes 204 divisorias se forma por una criba 204'.
En este ejemplo, la unidad de gas flotante comprende tanto un ventilador 207' como una entrada 207 de gas flotante, y uno o ambos se pueden utilizar para proporcionar un flujo hacia arriba en la primera cámara 202 para suspender o hacer flotar al menos parcialmente al menos parte de las partículas del polvo en la primera cámara 202, en particular en frente de la criba 204'.
La primera cámara 202 comprende varias entradas y una salida, a saber, una entrada 205 de materia prima, una entrada 206' de gas de impulsión, la entrada 207 de gas flotante y una salida 208 de partículas residuales. La entrada 205 de materia prima se dispone en o cerca de un lado superior. de la primera cámara 202. La salida 208 de partículas residuales se dispone en o cerca de un lado inferior de la primera cámara 202.
También, la entrada 207 de gas flotante y el ventilador 207' se disponen en o cerca de un lado inferior de la primera cámara 202, y ambos se configuran para proporcionar un chorro de gas flotante en dirección hacia arriba para proporcionar un contraflujo contra el flujo de materia prima desde la entrada 205 de materia prima. Preferiblemente, en uso, el ventilador 207' y/o el gas flotante introducido por la entrada 207 de gas flotante se configuran para llevar al menos parte de la materia prima en una condición sustancialmente flotante adyacente a la pared 204 divisoria o a la criba 204'.
Para ayudar aún más en el cribado de la materia prima, la primera cámara 202 comprende además una entrada 206' de gas de impulsión, que se dispone en una pared lateral de la primera cámara 202, en una posición opuesta a la criba 204'.
Como además se muestra esquemáticamente en la figura 2A, las paredes 204 divisorias y la criba 204' dispuesta en ellas se disponen en un ángulo con respecto a un plano horizontal de aproximadamente 80 grados. Además, el dispositivo 201 de cribado se configura de tal manera que un eje central vertical CA de la entrada 205 de materia prima en la primera cámara 202 se dispone separada de la criba 204' a una distancia d1 en una parte verticalmente inferior de la primera cámara 202, y este eje central vertical CA se separa de la criba 204' a una distancia d2 en una parte verticalmente superior de la primera cámara 202, en la que la distancia d2 es mayor que la distancia d1, y en el que la criba 204' se dispone entre el eje central vertical CA y la segunda cámara 203.
La segunda cámara 203 comprende una salida 209 de material del producto. En la segunda cámara se dispone una cuchilla 210 giratoria. La cuchilla 210 giratoria comprende una o más boquillas 211 que se dirigen hacia la criba 204' y que se configuran para soplar una corriente de gas contra la criba 204'. La cuchilla 210 giratoria se monta sobre un eje 215 hueco que se extiende fuera de la segunda cámara 203 en un lado alejado de la criba 204' y alejado de la primera cámara 202.
Fuera de la segunda cámara 203, se dispone un accionador 213 para girar el eje 215. Con la rotación del eje 215, la cuchilla 210 giratoria también gira en frente de la criba 204' para limpiar sustancialmente toda el área de la criba 204'. Como se muestra esquemáticamente en la figura 2B, la cuchilla 210 giratoria comprende un haz estrecho con boquillas 211, haz estrecho que se extiende en direcciones radiales opuestas desde el eje 215.
Además, el eje 215 hueco se acopla a un acoplamiento 216 giratorio o acoplamiento giratorio para conectar una tubería 217 fijo de suministro de gas al eje 215 hueco giratorio. El acoplamiento 216 giratorio se dispone en un extremo distal del eje 215 hueco, en un lado del accionador 213 alejado de la segunda cámara 203. La tubería 217 fija de suministro de gas está, al menos en uso, en conexión fluida con un suministro de gas de limpieza de criba.
El dispositivo 201 de cribado comprende uno o más sensores 219 de presión, que se configuran para medir al menos una diferencia en la presión del gas dp entre la primera cámara 202 y la segunda cámara 203.
En uso, se introduce un polvo que se va a cernir en el dispositivo 201 de cribado a través de la entrada 205 de materia prima. Al mismo tiempo, se introduce un gas flotante presurizado en la primera cámara 202 a través de la entrada 207 de gas flotante. Este gas flotante presurizado se dirige en dirección hacia arriba y crea una corriente de gas que provoca un contraflujo contra la fuerza gravitacional. Este contraflujo se configura de tal manera que al menos parte de las partículas en el polvo que se va a cribar se levantan y flotan delante de la criba 204' en la primera cámara 202. Las partículas que son demasiado pesadas y donde la fuerza hacia abajo es mayor que la fuerza hacia arriba caerá en la salida 208 de partículas residuales.
Además o alternativamente, el ventilador 207' se activa para proporcionar un flujo hacia arriba a lo largo de la criba 204'. Este flujo hacia arriba se configura de tal manera que al menos parte de las partículas en el polvo que se va a cribar se levantan y flotan en frente de la criba 204' en la primera cámara 202. Las partículas que son demasiado pesadas y donde la fuerza hacia abajo es mayor que la fuerza hacia arriba caerán en la salida 208 de partículas residuales. Cabe señalar que cuando se utiliza el ventilador 207', el uso de un gas flotante adicional y/o la entrada 207 de gas flotante no es necesario y se puede omitir.
Al agregar el gas de impulsión en la primera cámara 202, se aumenta la presión del gas en la primera cámara 202, y cuando la presión del gas en la primera cámara 202 es mayor que la presión del gas en la segunda cámara 203, fluirá una corriente de gas desde la primera cámara 202, a través de la criba 204', hacia la segunda cámara 203. Esta corriente de gas llevará partículas con dimensiones lo suficientemente pequeñas como para atravesar las aberturas en la criba 204'. Las partículas más grandes permanecen en la primera cámara 203 y saldrán del dispositivo 201 de cribado a través de la salida 208 de partículas residuales. Las partículas que han atravesado la criba 204' llegarán a la segunda cámara 203 y saldrán del dispositivo 201 de cribado a través de la salida 209 de material del producto.
En el dispositivo 201 de cribado como se muestra en la figura 2, la entrada 206' de gas de impulsión se configura para dirigir un chorro de gas de impulsión desde la entrada 206' de gas de impulsión hacia la criba 204'. Al utilizar este chorro de gas de impulsión, la materia prima se empuja hacia la criba 204'.
De acuerdo con lo anterior, el polvo que se va a cernir se divide en dos fracciones; el material residual con dimensiones mayores que las aberturas en la criba, y el material del producto con dimensiones más pequeñas que las aberturas en la criba.
Para controlar el transporte de partículas a través de la criba 204', la diferencia de presión dp entre la primera cámara 202 y la segunda cámara 203 se puede aumentar y/o controlar al introducir una cantidad adicional de gas de impulsión en la primera cámara 202. Además o, alternativamente, la diferencia de presión dp entre la primera cámara 202 y la segunda cámara 203 se puede aumentar y/o controlar al eliminar gas desde la segunda cámara 203, por ejemplo al conectar la salida 209 de material del producto a un aparato de succión o bomba de vacío.
Además, para evitar sustancialmente la obstrucción de la criba 204' por partículas, la cuchilla 210 giratoria comprende una o más boquillas 211 que soplan una corriente de gas contra la superficie de la criba 204' que se orienta hacia la segunda cámara 203. La corriente de gas de la cuchilla 210 giratoria se dirige en una dirección opuesta con respecto a la corriente de gas desde la primera cámara 202 hasta la segunda cámara 203 que lleva las partículas a través de la criba 204'. De acuerdo con lo anterior, en la posición en donde la una o más boquillas 211 de la cuchilla 210 giratoria se dirigen hacia la criba 204', las partículas se soplan de regreso a la primera cámara 202 para eliminar sustancialmente cualquier partícula obstruida. Cabe señalar que el contraflujo del gas de la cuchilla 210 giratoria se limita sustancialmente a la posición sobre la criba 204' a donde se dirigen la una o más boquillas 211 de la cuchilla 210 giratoria con conformación de haz estrecho. En la parte restante de la criba 204', la corriente de gas va predominantemente desde la primera cámara 202 hasta la segunda cámara 203, que lleva las partículas a través de la criba 204'. De acuerdo con lo anterior, el dispositivo 201 de cribado de la presente invención proporciona una operación continua de material de cribado a través de la criba 204' y limpieza de la parte de la criba 204' a la que se dirige la cuchilla 210 giratoria.
La figura 3 muestra un esquema del proceso esquemático de un ejemplo de un ensamble de acuerdo con la invención en el que dos dispositivos de cribado se disponen en un sistema en cascada. Un amortiguador 301 de polvo proporciona al primer dispositivo 302 de cribado a través de una válvula 303 de dosificación con polvo que consiste en partículas finas con una variedad de tamaños de partículas. El suministro 307 de gas flotante crea un contraflujo que elevará las partículas frente a la criba 308. Las partículas que son demasiado grandes y/o demasiado pesadas, y donde la fuerza hacia abajo (gravedad) es mayor que la fuerza hacia arriba (chorro de gas flotante) caerá en el recipiente 309 de partículas residuales.
El suministro 304 de gas de impulsión introduce un gas de impulsión en la primera cámara 305 para crear una presión más alta en la primera cámara 305 que en la segunda cámara 306. Esta diferencia de presión dp1 crea una corriente de gas que fluye desde la primera cámara 305 en la segunda cámara 306, cuya corriente de gas lleva partículas con un tamaño más pequeño que las aberturas en la criba 308. De acuerdo con lo anterior, el polvo que se introduce en la primera cámara 305 se suelta en una fracción de partículas con un tamaño menor que las aberturas en la criba 308, que terminan en la segunda cámara 306, y partículas con un tamaño mayor que las aberturas en la criba 308, que permanecen en la primera cámara 305 y salen del primer dispositivo 302 de cribado a través de la salida de partículas residuales y terminan en el recipiente 309 de partículas residuales.
Para evitar sustancialmente que la criba 308 se obstruya, se dispone una cuchilla 310 giratoria en la segunda cámara 306. La cuchilla 310 giratoria se proporciona con una o más boquillas que, en uso, soplan un gas de limpieza contra la criba 308 para limpiar la criba 308. Las boquillas de gas de la cuchilla 310 giratoria se conectan a un suministro 311 de gas comprimido. Para limpiar la criba en fases, la cuchilla giratoria gira en frente a la criba, cuya rotación se potencia por un motor 312 eléctrico.
Las partículas transmitidas a través de la criba 308 abandonan el primer dispositivo 302 de cribado a través de la salida 313 de material del producto. Estas partículas y al menos parte del gas que ha fluido desde la primera cámara hasta la segunda cámara del primer dispositivo de cribado, entran en el segundo dispositivo 314 de cribado a través de la entrada 324 de partículas. Debido a la combinación de partículas y gas desde el primer dispositivo 302 de cribado que ingresan al segundo dispositivo 314 de cribado, y al seleccionar cuidadosamente las condiciones de trabajo adecuadas del primer y segundo dispositivos de cribado, el segundo dispositivo 314 de cribado puede funcionar sin un suministro de gas de impulsión adicional en la primera cámara 325 del segundo dispositivo 314 de cribado. Sin embargo, en caso de que resulte difícil obtener la diferencia de presión requerida dp2 entre la primera y la segunda cámara en el segundo dispositivo 314 de cribado, la primera cámara 325 del segundo dispositivo 314 de cribado se puede proporcionar de un suministro de gas de impulsión y/o la segunda cámara 326 del segundo dispositivo 314 de cribado se dispone en conexión de fluido con un dispositivo 328 de succión a través de una unidad 317 ciclónica.
El procedimiento en el segundo dispositivo 314 de cribado sigue el mismo principio que en el primer dispositivo 302 de cribado, sólo que las aberturas en la criba 316 del segundo dispositivo 314 de cribado son preferiblemente más pequeñas que las aberturas en la criba 308 del primer dispositivo 302 de cribado. El suministro 327 de gas flotante crea un contraflujo contra las partículas que caen hacia abajo provenientes de la entrada 324 de partículas y cuyo gas flotante proporcionará elevación a las partículas en frente de la criba 316. De acuerdo con lo anterior, las partículas con un tamaño más pequeño que las aberturas en la criba 308 del primer dispositivo 302 de cribado, pero con un tamaño más grande que las aberturas en la criba 316 del segundo dispositivo 314 de cribado permanecen en la primera cámara 325 del segundo dispositivo 314 de cribado y terminan en el recipiente 315 de partículas residuales del segundo dispositivo 314 de cribado. Las partículas con un tamaño menor que las aberturas en la criba 316 del segundo dispositivo 314 de cribado se transmiten a través de la criba 316 y salen del segundo dispositivo 314 de cribado a través de una salida de material del producto y se dirigen a la unidad 317 ciclónica para separar la corriente de gas de las partículas utilizadas como material del producto. El material del producto se almacena en un recipiente 318 de material del producto y luego la corriente de gas se filtra mediante un filtro 319 de limpieza automático y un filtro 320 HEPA para eliminar cualesquier partículas residuales y limpiar el gas. El gas limpio se mueve a través de un soplador 321 y se almacena en un amortiguador 322 de gas.
Nuevamente, para evitar sustancialmente que la criba 318 se obstruya, se dispone una cuchilla 330 giratoria en la segunda cámara 326 del segundo dispositivo 314 de criba. La cuchilla 330 giratoria se proporciona con una o más boquillas que, en uso, soplan un gas de limpieza contra la criba 316 para limpiar la criba 316. Las boquillas de gas de la cuchilla 330 giratoria se conectan a un suministro 331 de gas comprimido. Para limpiar la criba en fases, la cuchilla giratoria gira en frente de la criba, cuya rotación se potencia por un motor 332 eléctrico.
El gas desde el amortiguador 322 de gas entonces se puede reutilizar como gas flotante y/o gas de impulsión en el primer y/o segundo dispositivo de cribado. Además, el gas del amortiguador 322 de gas también se utiliza como gas de limpieza en las cuchillas giratorias del primer y segundo dispositivo de cribado. Si es necesario, la presión del gas de limpieza se puede aumentar utilizando el compresor 323 para proporcionar una presión deseada de gas de limpieza desde las boquillas de las cuchillas giratorias.
Además, el amortiguador 322 de gas también se conecta al amortiguador 301 de polvo a través de un conducto 340 de suministro de gas de transporte. El conducto 340 de suministro de gas de transporte permite introducir un gas de transporte en el amortiguador 301 de polvo, cuyo gas de transporte puede ayudar a mover el polvo desde el amortiguador 301 de polvo a la primera cámara 305 del primer dispositivo 302 de cribado.
Si, por ejemplo, la criba 308 del primer dispositivo 302 de cribado tiene aberturas de 100 micrones y la criba 316 del segundo dispositivo 314 de cribado tiene aberturas de 50 micrones, el recipiente 309 de partículas residuales del primer dispositivo 302 de cribado comprende partículas con dimensiones de 100 micrones y mayores, el recipiente 315 de partículas residuales del segundo dispositivo 314 de cribado comprende partículas con dimensiones entre 50 y 100 micrones, y el recipiente 318 de material del producto comprende partículas con dimensiones menores de 50 micrones.
La operación de cada uno del primer y segundo dispositivos de cribado se controla preferentemente al controlar la diferencia de presión dp1, dp2 sobre el cribado 308, 316 correspondiente y controlar la cantidad de afluencia de materia prima en la primera cámara 305, 325 respectivo del dispositivo 302, 314 de cribado.
Cabe señalar que en el ensamble como se muestra en la figura 3, la cantidad de afluencia de material en la primera cámara 325 del segundo dispositivo 314 de cribado es igual a la cantidad del flujo de salida del material del producto desde la salida 313 de material del primer dispositivo 302 de cribado. De acuerdo con lo anterior, en este ejemplo no se puede controlar activamente la cantidad de afluencia de material en la primera cámara 325 del segundo dispositivo 314 de cribado.
Cabe señalar que en este ejemplo, la unidad de gas flotante de cada dispositivo 302, 314 de cribado solo comprende una entrada 307, 327 de gas flotante. Sin embargo, además o en lugar de, la unidad de gas flotante de uno o más de los dispositivos 302, 314 de cribado puede comprender un ventilador como se describió anteriormente con referencia a la figura 2A.
Se muestra un segundo ejemplo de un ensamble de acuerdo con la presente invención, que permite controlar activamente la afluencia de material en la primera cámara 425 del segundo dispositivo de cribado en la Figura 4. La Figura 4 muestra esquemáticamente un sistema en cascada alternativo, en el que las mismas características ya descritas anteriormente en relación con el primer ejemplo de un ensamble de acuerdo con la presente invención se proporcionan con los mismos números de referencia. La salida 313 de material del producto del primer dispositivo 302 de cribado se conecta a una unidad 401 ciclónica donde se separan las partículas y la corriente de gas de la salida 313 de material del producto del primer dispositivo 302 de cribado. Las partículas se dirigen y se almacenan en un amortiguador 402 intermedio, y el gas se dirige al filtro 319 de limpieza automática. Las partículas desde el amortiguador 402 intermedio se dosifican y se dirigen hasta la primera cámara 325 del segundo dispositivo 314 de cribado mediante una válvula 403 de dosificación. Como se muestra en la figura 4, el segundo dispositivo de cribado también comprende un suministro 404 de gas de impulsión, que se configura para aumentar la presión en la primera cámara 325 del segundo dispositivo 314 de cribado con el fin de obtener la diferencia de presión deseada dp2 entre la primera cámara 325. y la segunda cámara 326 del segundo dispositivo 314 de cribado.
En caso de que resulte difícil obtener la diferencia de presión requerida dp1 entre la primera y la segunda cámara en el primer dispositivo 302 de cribado, la segunda cámara 306 del primer dispositivo 302 de cribado se dispone en conexión fluida con un dispositivo 329 de succión a través de la unidad 401 ciclónica.
Dado que los dispositivos de cribado de acuerdo con la presente invención se basan en el principio de hacer flotar las partículas en frente de la criba, se podría esperar que esta tecnología sólo funcione con partículas que tengan una densidad baja. Sin embargo, el inventor descubrió que esta tecnología también funciona muy bien con partículas que tienen una densidad relativamente grande, tales como partículas metálicas y, en particular, partículas metálicas para uso en la impresión tridimensional de objetos metálicos.
Al agregar dispositivos de cribado adicionales con cribas con diferentes tamaños de apertura, la materia prima entrante se puede dividir en diferentes fracciones. Por ejemplo, si la materia prima comprende un polvo con una determinada distribución del tamaño de partículas PD, como se muestra esquemáticamente en la figura 5, esta distribución del tamaño de partículas PD puede no tener una distribución adecuada para uso, por ejemplo, en un aparato de impresión tridimensional. Los ejemplos anteriores mostraron ensambles para cribar el polvo en diferentes fracciones F1, F2, F3, cuyo número de fracciones se puede ampliar al agregar dispositivos de cribado adicionales con las cribas apropiadas. De acuerdo con lo anterior, en una realización, el ensamble para cribar el polvo de acuerdo con la invención permite separar el polvo producido con las partículas de polvo con una cierta distribución de tamaño PD en varias fracciones diferentes F1,<f>2, F3, F4, F5. Al combinar diferentes cantidades de polvo desde una o más de estas diferentes fracciones F1, F2, F3, F4, F5, se puede obtener un polvo con una distribución de tamaño igual o cercana a una distribución DD deseada.
El dispositivo de cribado de la presente invención también funciona con una criba que comprende una malla, en particular una criba de malla metálica, como se muestra esquemáticamente en la figura 6A. La criba de malla comprende alambres 601 metálicos dispuestos en una matriz ortogonal que define una abertura 602 sustancialmente rectangular en la criba. Como se indica en la vista en sección cruzada de la figura 6B, los alambres metálicos redondos de la criba de malla dan como resultado una abertura pasante que tiene conformación de embudo y comprende un cuello 603 estrecho con una distancia más pequeña d3. Debido a esta conformación de embudo, las partículas P1, P2, P3 que intentan pasar la criba pueden quedar atrapadas y bloquear el paso de partículas más pequeñas a través de la criba. Al utilizar la cuchilla giratoria como en los dispositivos de cribado de la presente invención, cuya cuchilla giratoria comprende una o más boquillas que se configuran para soplar gas contra la criba, se pueden eliminar las partículas acuñadas.
En un nuevo diseño de criba de acuerdo con la presente invención como se muestra esquemáticamente en la sección transversal de la figura 7, la criba 701 comprende una matriz de aberturas con sustancialmente las mismas dimensiones, en la que cada una de dichas aberturas 702 se configura de tal manera que un diámetro d3 de una abertura en un lado 703 de la criba que se orienta hacia la primera cámara es más pequeña que un diámetro de dicha abertura en un lado 704 de la criba que se orienta hacia la segunda cámara. Como se muestra en la figura 7, las aberturas 702 preferiblemente están ahusadas en dirección hacia el lado 703 de la criba que se orienta hacia la primera cámara. Dicha criba se puede fabricar, por ejemplo, utilizando técnicas de impresión 3D. Cuando una partícula se puede encajar a través del diámetro d3 de la abertura en el lado 703 de la criba que se orienta hacia la primera cámara, sustancialmente no quedará obstruida en su camino hacia la segunda cámara.
Sin embargo, si las aberturas 702' no tienen su diámetro más pequeño en el lado 703, sino que tienen bordes redondeados, las partículas P2, P3 aún pueden quedar atrapadas en dichos bordes redondeados. Sin embargo, los cambios en el hecho de que las partículas P2, P3 queden atrapadas en dicha una abertura 702' se reducen considerablemente, en comparación con la criba de malla de la figura 6B, y además estas partículas acuñadas se pueden eliminar mediante la cuchilla giratoria.
En resumen, la invención se refiere a un dispositivo de cribado y un método para cribar polvos. El dispositivo comprende un espacio de cribado que comprende una primera cámara y una segunda cámara, cuyas cámaras se disponen adyacentes y tienen una pared divisoria común. El dispositivo de cribado comprende una criba que se coloca de forma oblicua o vertical en el dispositivo de cribado, en el que la criba forma al menos una parte de la pared divisoria. La primera cámara comprende una entrada de la materia prima, una entrada de gas de impulsión, una unidad de gas flotante, y una salida de partículas residuales. La segunda cámara comprende una salida de material del producto y una cuchilla giratoria, en la que la cuchilla comprende boquillas que se configuran para soplar gas contra la criba. Además, la invención se refiere a un ensamble que comprende un primer y segundo dispositivo de cribado, en el que la salida de material del producto de un primer dispositivo de cribado se conecta a la entrada de la materia prima del segundo dispositivo de cribado.
Se debe entender que la descripción anterior se incluye para ilustrar la operación de las realizaciones preferidas y no pretende limitar el alcance de la invención. A partir de la discusión anterior, para un experto en la técnica resultarán evidentes muchas variaciones que aún estarían abarcadas por el alcance de la presente invención tal como se define en las reivindicaciones.
Claims (18)
1. Un dispositivo (101, 201, 302, 314) de cribado para cribar polvos, en el que dicho dispositivo comprende:
un espacio de cribado que comprende una primera cámara (102, 202, 305, 325) y una segunda cámara (103, 203, 306, 326), en el que la primera cámara y la segunda cámaras están adyacentes y tienen una pared (104, 204) divisoria común, y
una criba (204', 308, 316, 601, 701), en la que la criba forma al menos una parte de la pared divisoria,
en el que la primera cámara comprende una entrada (105, 205, 324) de materia prima y una salida (108, 208) de partículas residuales,
en el que la segunda cámara comprende una salida (109, 209, 313) de material del producto y una cuchilla (210, 310, 390) giratoria, en la que la cuchilla giratoria comprende una o más boquillas (211) que se configuran para soplar gas contra la criba,
en el que la criba se coloca de forma oblicua o vertical, y en el que la primera cámara comprende además una unidad (107, 207, 207', 307, 327) de gas flotante, en la que la unidad de gas flotante se configura para, en uso, proporcionar un flujo de gas dirigido hacia arriba en una parte de la primera cámara, y en la que el dispositivo de cribado se configura para, en uso, proporcionar una diferencia de presión (dp, dp1, dp2) entre la primera cámara y la segunda cámara de tal manera que la presión en la segunda cámara es menor que la presión en la primera cámara,
en el que la entrada (105, 205, 324) de materia prima se dispone en o cerca de un lado superior de la primera cámara (102, 202, 305, 325), y en el que la unidad (107, 207, 207', 307, 327) de gas flotante se dispone en o cerca de un lado inferior de la primera cámara (102, 202, 305, 325).
2. El dispositivo de cribado de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la segunda cámara (103, 203, 306, 326) o la salida (109, 209, 313) de material del producto se configuran para conectar un aparato (328, 329) de succión o bomba de vacío para, en uso, reducir la presión en la segunda cámara.
3. El dispositivo de cribado de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, en el que la unidad (107, 207, 207', 307, 327) de gas flotante comprende un ventilador (207') y/o una entrada (107, 207, 307, 327) de gas flotante.
4. El dispositivo de cribado de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-3, en el que la primera cámara (102, 202, 305, 325) comprende además una entrada (106, 106', 206', 304, 404) de gas de impulsión, en el que la entrada (106) de gas de impulsión se dispone en o cerca de un lado superior de la primera cámara, y/o en el que la entrada (106', 206',304, 404) de gas de impulsión se dispone en una pared lateral de la primera cámara, preferiblemente en el que la entrada de gas de impulsión se dispone sustancialmente opuesta a la pared (104, 204) divisoria o la criba (204', 308, 316).
5. El dispositivo de cribado de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-4, en el que el dispositivo de cribado se configura para introducir la materia prima en la primera cámara (102, 202, 305, 325) junto con un gas de transporte.
6. El dispositivo de cribado de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-5, en el que la salida (108, 208) de partículas residuales se dispone en o cerca de un lado inferior de la primera cámara (102, 202, 305, 325), y preferiblemente adyacente a la pared (104, 204) divisoria o la criba (204', 308, 316).
7. El dispositivo de cribado de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-6, en el que el ángulo de la criba (204', 308, 316) con respecto a un plano horizontal está entre los 45 y 90 grados, y preferiblemente entre los 80 y 90 grados.
8. El dispositivo de cribado de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-7, en el que el dispositivo de cribado se configura para comprender un eje vertical (no mostrado, pero paralelo a CA) en la primera cámara (202), en el que el eje vertical cruza la criba (204') en una posición en una parte verticalmente inferior de la criba, y en el que el eje vertical se separa de la criba en una posición en una parte verticalmente superior de la criba.
9. El dispositivo de cribado de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-8, en el que la salida (109, 209, 313) de material del producto se dispone en o cerca de un lado inferior de la segunda cámara (103, 203, 306, 326).
10. El dispositivo de cribado de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-9, en el que el dispositivo de cribado comprende un accionador (113, 112, 213, 312, 332) que se configura para girar la cuchilla (210, 310, 390) giratoria en frente de la criba (204', 308, 316), preferiblemente el accionador comprende un motor (112, 312, 332) eléctrico.
11. El dispositivo de cribado de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-10, en el que el gas flotante, el gas para la cuchilla giratoria, el gas de impulsión y/o el gas de transporte son gases inertes, preferiblemente argón o nitrógeno.
12. El dispositivo de cribado de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-11, que comprende además una unidad (114, 317, 401 ciclónica que se adhiere a la salida (109, 313) de material del producto, en la que la unidad ciclónica se configura para sustancialmente separar las partículas cribadas desde una corriente de gas.
13. El dispositivo de cribado de acuerdo con la reivindicación 12, en el que la unidad (114) ciclónica comprende:
una cámara para separar las partículas cribadas y la corriente de gas,
una entrada en conexión fluida con la salida de material del producto,
una salida (110) de gas para la corriente de gas, y
una salida (111) de material ciclónico.
14. El dispositivo de cribado de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-13, en el que la criba (701) comprende una matriz de aberturas (702, 702') con sustancialmente las mismas dimensiones, en el que cada una de dichas aberturas se configura de tal manera que un diámetro (d3) de una abertura en un lado (703) de la criba orientada hacia la primera cámara es más pequeño que un diámetro de dicha abertura en un lado (704) de la criba orientada hacia la segunda cámara.
15. Un ensamble para cribar polvo, en el que dicho ensamble comprende un primer dispositivo (302) de cribado de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-13, y un segundo dispositivo (314) de cribado de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-13, en el que el ensamble comprende además una conexión entre la entrada (324) de materia prima del segundo dispositivo (314) de cribado y la salida (313) de material del producto del primer dispositivo (302) de cribado.
16. Ensamble de acuerdo con la reivindicación 15, en el que la conexión entre la salida (313) de material del producto del primer dispositivo (302) de cribado y la entrada (324) de materia prima del segundo dispositivo (314) de cribado comprende un dispositivo (402) de amortiguación, en el que el dispositivo de amortiguación se configura para recolectar el material del producto del primer dispositivo (302) de cribado y para dosificar y transferir dicho material del producto al segundo dispositivo (314) de cribado.
17. Ensamble de acuerdo con la reivindicación 15 o 16, en el que el segundo dispositivo (314 de cribado comprende una unidad (317) ciclónica de acuerdo con la reivindicación 12 o 13, o
en el que el primer dispositivo (302) de cribado y el segundo dispositivo (314) de cribado comprende una unidad (317, 401) ciclónica de acuerdo con la reivindicación 12 o 13.
18. Un método para cribar polvo utilizando un dispositivo de cribado de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-14 o un ensamble de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 15-17, en el que el método comprende las etapas de:
proporcionar polvo en la primera cámara (102, 202, 305, 325) a través de la entrada (105, 205, 324) de materia prima, en el que el polvo comprende un ensamble de partículas que tiene una variedad de dimensiones;
activar una unidad (107, 207, 207', 307, 327) de gas flotante en la primera cámara (102, 202, 305, 325) para proporcionar un contraflujo configurado para al menos parcialmente suspender o hacer flotar al menos parte de las partículas del polvo en la primera cámara;
soplar gas contra la criba (204', 308, 316, 601, 701) por medio de una o más boquillas (211) de la cuchilla (210, 310, 390) giratoria;
proporcionar una diferencia de presión (dp, dp1, dp2) entre la primera cámara y la segunda cámara de tal manera que la presión en la segunda cámara es menor que la presión en la primera cámara; y
permitir que la partícula de dicho polvo con dimensiones más pequeñas que las aberturas en la criba (204', 308, 316, 601, 701) pase a través de la criba en la segunda cámara, en la que las partículas que llegan en una segunda cámara son parte de un material del producto que sale de la segunda cámara a través de la salida (109, 209, 313) de material del producto.
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