MX2014000703A - Difusor. - Google Patents

Abstract

Un difusor impulsado por cadenas para usarse en un proceso de extracción del azúcar, el difusor, incluyendo un piso del difusor, una pluralidad de ensambles de escalera de cadenas que son desplazables en relación con el piso del difusor, con cada ensamble de escalera de cadenas comprendiendo dos cadenas opuestas impulsadas por ruedas dentadas impulsoras, caracterizado porque por lo menos algunas de las ruedas dentadas motrices del difusor son impulsadas independientemente de las otras de las ruedas dentadas impulsoras del difusor.

Description

DIFUSOR Antecedentes de la invención Esta invención se refiere a un difusor y muy particularmente a un difusor de cadena para usarse en un proceso de extracción de azúcar.

Un difusor es un aparato comúnmente usado en la industria azucarera para extraer el jugo que contiene azúcar de la caña rallada o bagazo. La operación de un difusor se basa en el lavado de contracorriente sistemático de la caña o bagazo por medio de agua de imbibición. Esto se logra mediante la formación de un lecho de caña o bagazo en una banda transportadora, mientras se deja que grandes cantidades de agua y jugo fino se filtren a través del lecho para lavar el jugo que contiene azúcar. El agua se agrega en el extremo de descarga del transportador y se bombea hacia adelante, etapa por etapa, hacia el extremo de alimentación, con cada etapa siendo definida por un ciclo de filtración completado. El proceso se repite hasta que el jugo alcanza la concentración máxima en el extremo de alimentación del difusor .

Un difusor típico es de 60 m de largo por 6-12 m de ancho. El piso del recipiente está hecho de chapa perforada, sobre la cual viaja un portador. El portador está en forma de cadenas con listones (rejillas transportadoras) entre dos cadenas, que arrastra los listones a través del difusor. Un par de cadenas y sus listones se conocen comúnmente como 'escaleras de cadena' con un ancho de aproximadamente uno a dos metros. Las cadenas de arrastre son soportadas sobre los corredores de la cadena (o tiras de uso) a lo largo del difusor y son impulsadas con los piñones en el eje principal a través de un eje principal común. La longitud de retorno de las cadenas es soportada por rodillos de retorno o un corredor de retorno. La linea de ejes tiene forma de un rodillo liso.

Las escaleras de cadena arrastran la caña a una velocidad de aproximadamente 1 metro por minuto. Bajo el suelo perforado, el difusor se divide en 10-12 etapas, cada etapa análoga a una unidad de molienda individual. El agua de prensado e imbibición se añaden adelante de la etapa 12/ el jugo fino de etapa 12 es reciclado y añadido delante de la etapa 11; el jugo fino de la etapa 11 es reciclado y añadido delante de la etapa 10 - y asi sucesivamente hasta que el jugo es extraído de la etapa 1. Una porción del jugo de la etapa 1 es sacada por golpeteo, calentada y vertida sobre la caña entrante para saturarla y calentarla. Esta fracción de jugo se llama jugo de escaldado. La mayor parte del jugo es enviada a la corriente de proceso para su posterior procesamiento .

El extremo de descarga del difusor es sellado por un tambor giratorio ponderado que deshidrata la caña hasta cierto punto. Un rotor de clavos llamado trozador corta trozos de la fibra caliente que luego caen sobre un portador que alimenta el molino de deshidratación.

La filtración a través del lecho de fibra es fundamental en un difusor. Las baterías de los tornillos de elevación perturban el lecho, evitando cualquier empacamiento que pueda ocurrir durante su recorrido de 1 hora a través del difusor. Un lecho tapado da por resultado un jugo que viaja por arriba de la fibra y entonces se dice que el difusor es inundado. Las tasas de imbibición tienden a ser mayores en un difusor que para un molino, mientras se pueden obtener extracciones similares. En donde uno (o dos) molinos convencionales preceden a un difusor, el difusor se conoce como un difusor de bagazo. Un difusor de caña maneja caña preparada.

Diseños difusor actuales utilizan un eje principal e impulsan para arrastrar el lecho de caña a través del difusor. Aunque esto funciona bien desde una perspectiva de proceso, una serie de desventajas se asocian con esta configuración cuando se ven desde una perspectiva mecánica y estructural. Estos incluyen: • La carga sobre el eje principal es alta y grandes cantidades de acero son necesarias para la fabricación del eje principal; • Los fundamentos son substanciales y costoso; • Un solo disco grande y caro es necesario; • La unidad no se puede mantener viable como un elemento común, dando asi por resultando un tiempo de inactividad considerable sui hubiera una falla importante; y • La anchura del difusor es fija en el tiempo de fabricación debido al eje principal continuo, y la expansión de la capacidad al ensanchar el difusor supondrá el reemplazo de todo el eje principal y el impulsor, haciendo asi la expansión comercialmente viable.

Para reducir el costo de fabricación, se ha sugerido un "difusor de piso de avance" y actualmente se usa en la industria, por ejemplo en el documento WO2007/015124. El difusor de piso de avance utiliza un método establecido para mover el bagazo y comprende una serie de tiras de placas perforadas/paneles que avanzan todos ellos a la velocidad a la cual se desea que estera de bagazo o caña viaje. Las placas/paneles son movidas hidráulicamente, y este tipo de difusor no usa un sistema de impulso de cadenas. Las placas o paneles regresan rápidamente al extremo de alimentación del difusor una vez que se alcanza el extremo de descarga. De esta manera, el piso hace avanzar lentamente el bagazo hacia adelante. La ventaja es que no hay ningún eje principal e impulsor, y el difusor por lo tanto es expandible en anchura al añadir más hileras de placas/paneles perforadas. Sin embargo, hay una serie de inconvenientes con este arreglo particular. Estos incluyen: • El bagazo tiende a bloquear la placa perforada porque la acción de raspado de la cadena y listones no están presentes; • El arreglo de impulsión hidráulico es complejo y costoso de mantener; • Los controles son complejos y cualesquiera problemas de secuenciación ocasionan fracturas de las placas; • Las placas perforadas llevan todo el peso del lecho de bagazo, ocasionando un desgaste excesivo; • El bagazo tiende a compactarse; y • La tira de retorno rápido de la placa perforada provoca desviación del jugo en la trayectoria de flujo en contracorriente prevista y la eficiencia de extracción de jugo se reduce.

Por consiguiente, un objeto de la invención es proveer un difusor que, por lo menos parcialmente, alivie los inconvenientes anteriores.

También, un objeto de la invención es proveer un difusor que sea una alternativa útil para difusores existentes.

Sumario de la invención De conformidad con la invención, se provee un difusor impulsado por cadena para usarse en un proceso de extracción del azúcar, el difusor, incluyendo: un piso del difusor; una pluralidad de ensambles de escalera de cadena que son desplazables en relación con el piso del difusor, con cada ensamble de escalera de cadena comprendiendo dos cadenas opuestas impulsadas por ruedas dentadas impulsoras; caracterizado porque por lo menos algunas de las ruedas dentadas motrices del difusor son impulsadas independientemente de las otras de las ruedas dentadas impulsoras del difusor.

En una modalidad, se provee que el difusor incluya por lo menos dos ejes impulsores independientes, con cada eje llevando una serie de ruedas dentadas impulsoras. Se provee que cada eje sea impulsado por un medio impulsor que está preferiblemente en forma de un motor (eléctrico o hidráulico) que impulsa una caja de engranes, que a su vez impulsa el eje principal. Los medios impulsores se pueden proveer en un extremo de cada eje, alternativamente en extremos opuestos de cada eje.

En otra modalidad se provee que las ruedas dentadas sean impulsadas de manera independiente, o en grupos de dos, por medios de impulso directo sin el uso de ejes impulsores.

Cada rueda dentada puede ser impulsada de manera independiente por un medio impulsor.

Dos ruedas dentadas adyacentes de dos ensambles de escalera cadena adyacentes pueden ser impulsadas por medios impulsores mutuos.

Los medios impulsores pueden estar en forma de un arreglo de motor y caja de engranes.

Además, se provee que una rueda dentada sea montada en un cojinete de la corona giratoria y que la sección engranada del cojinete de la corona giratoria sea impulsada por los medios impulsores. También se provee que las dos ruedas dentadas sean montadas en la misma sección engranada separándola de la corona giratoria.

La corona giratoria puede ser impulsada por una sola rueda dentada impulsada por un solo medio impulsor.

La corona giratoria puede ser impulsada por múltiples piñones, cada uno de los cuales es impulsado por sus propios medios impulsores.

La corona giratoria puede ser impulsada por múltiples piñones planetarios, que a su vez pueden ser impulsados por un engrane de sol. El engrane de sol puede ser impulsado por sus propios medios impulsores. Alternativamente, un número de engranes de sol de los arreglos de rueda dentada adyacentes puede ser impulsados por un único eje.

De conformidad con otro aspecto de la invención que se provee un difusor cadena adecuado para usarse en un proceso de extracción del azúcar, caracterizado porque es modularmente expandible al aumentar la anchura y por lo tanto el número de ensambles de escalera del difusor.

Breve descripción de los dibujos Varias modalidades de la invención se describen mediante ejemplos no limitantes y con referencia a los dibujos esquemáticos anexos en los cuales: La figura 1 es una representación esquemática simplifi<cada de un difusor de conformidad con la invención; La figura 2 es una primera modalidad de un arreglo impulsor del difusor; La figura 3 es una segunda modalidad de un arreglo impulsor del difusor; La figura 4 es una tercera modalidad de un arreglo impulsor del difusor; y La figura 5 es una cuarta modalidad de un arreglo impulsor del difusor .

Descripción detallada de la invención Haciendo referencia a los dibujos, en los cuales los números similares indican características similares, un ejemplo no limitante del difusor de conformidad con la invención se indica generalmente por número de referencia 10.

El difusor 10 en particular es un difusor impulsor de cadena e incluye un alojamiento primario 11 que tiene un piso perforado 15 para recibir caña desfibrada o bagazo. La caña o bagazo se alimenta al difusor 10 en un extremo de alimentación 12, y es desplazado hacia un extremo de descarga 13, mientras el agua de imbibición se filtra a través del lecho de caña o bagazo en una configuración de contracorriente. Muy particularmente, el difusor 10 se divide en varias etapas (14.1, 14.2... 14. n), cada una incluyendo una tolva de recolección de fluido abajo, y un medio de desplazamiento de fluido para bombear el fluido a una etapa posterior. El movimiento efectivo del agua de imbibición está en la dirección del eje B, es decir, desde el extremo de descarga 13 del difusor 10 hacia el extremo de alimentación 12, que está en la dirección opuesta al movimiento de la caña o bagazo, indicada por la eje A.

La caña o bagazo es desplazada a lo largo del piso 15 del difusor 10 por medio de un arreglo de desplazamiento mecánico y en particular por medio de una pluralidad de escaleras de cadenas paralelas 16. Cada escalera de cadenas 16 comprende dos cadenas impulsoras opuestas 16.1, con listones 16.2 que se extienden entre las mismas para formar marcos articulados. Las cadenas impulsoras 16.1 son impulsadas por ruedas dentadas impulsoras 18 en una extremidad y montadas en ruedas dentadas sueltas o ruedas 17 en un extremo opuesto de la misma.

La descripción anterior describe el estado del equipo difusor de la técnica más avanzada y por lo tanto no es el enfoque principal de la presente invención. La esencia de la presente invención radica en la naturaleza modular de un nuevo difusor, y en particular también las nuevas e inventivas configuraciones de impulso que permiten que el difusor sea modular. En el contexto de la especificación, por modular se debe entender la adición de más ensambles de escalera (y desde luego la expansión correspondiente del piso y recipiente primario) con el fin de aumentar el ancho del difusor.

Se proponen varias opciones para lograr esta funcionalidad y se describen con más detalle adelante. Sin embargo, el denominador común es que ninguno de los arreglos de impulso nuevos propuestos utiliza un eje principal único para impulsar las ruedas dentadas impulsoras. Hasta ahora, el eje principal único, que se usa constantemente en difusores impulsados por cadenas, ha sido el principal impedimento para la expansión modular de difusores de cadenas. Sin embargo, este problema es enfrentado usando, entre otras cosas, cualquiera de los arreglos de las figuras 2 a 5.

La figura 2 muestra un arreglo de impulso en el cual el eje principal se ha dividido en dos ejes impulsores separados 22, cada uno de ellos es impulsado en un extremo por un medio impulsor 20. El medio impulsor 20 está típicamente en forma de una combinación de motor y caja de engranes. Se provee un punto de cojinete 21 entre los dos ejes impulsores. La figura 3 es una mejora adicional del arreglo de impulso de la figura 2, en que los ejes impulsores 22 son impulsados desde ambos extremos, dando por resultado el uso de ejes impulsores de diámetro más pequeño, asi como motores y cajas de engranes más pequeños. Tanto en las modalidades de la figura 2 como en las de la figura 3 el eje principal único usado en la técnica anterior ha sido eliminado y reemplazado por ejes impulsores independientes 22, que hacen más eficiente en costos la extensión del ancho del difusor, como un eje impulsor adicional 22 (y su ruedas dentadas y ensambles de escalera de cadenas asociadas) pueden añadirse al difusor.

Un enfoque diferente para lograr la misma meta (es decir, eliminar el eje principal único) puede ser eliminar el uso de ejes impulsores en conjunto, al impulsar directamente las ruedas dentadas impulsoras 22. Una primera modalidad de este enfoque se ilustra esquemáticamente en la figura 4, en la cual cada rueda dentada es impulsada por un medio impulsor dedicado 20. Un refinamiento adicional de esta modalidad se muestra en la figura 5, y en este caso ruedas dentadas impulsoras adyacentes de ensambles de escalera de cadenas contiguas son impulsadas por un medio impulsor común, reduciendo así el número de medios impulsores requeridos.

Los medios impulsores 20 y arreglos utilizados en las modalidades de las figuras 4 y 5 pueden adoptar varias formas. Una primera opción es usar motores eléctricos que impulsen las ruedas dentadas a través de las cajas de engranes en ángulo recto. Las cajas de engranes en ángulo recto serán necesarias debido a las limitaciones de espacio asociadas a las modalidades de las figuras 4 y 5.

Otra opción es montar las ruedas dentadas en cojinetes de corona giratoria, que permite entonces un número de arreglos impulsores alternativos. Algunos ejemplos incluyen : • La corona giratoria del cojinete es impulsada por un solo piñón, que a su vez es impulsado por medios impulsores adecuados; • La corona giratoria del cojinete es impulsada por múltiples piñones, cada uno de los cuales es impulsado por sus propios medios impulsores; • La corona giratoria del cojinete es impulsada por múltiples piñones planetarios que son impulsados por un engrane de sol, con el engrane de sol siendo impulsado por un medio impulsor; y • La corona giratoria del cojinete es impulsada por múltiples ¦ piñones planetarios que son impulsados por un engrane de sol, con múltiples engranes de sol de diferentes cojinetes de corona giratoria siendo impulsados por un medio impulsor común.

Se apreciará que hay algunas otras configuraciones que serán suficientes, pero otra vez el denominador común es la omisión de un eje principal y todavía usar cadenas o cuerdas con listones fijados para arrastrar la caña a través del difusor.

Los arreglos de impulso descritos anteriormente facilitan la adopción de una filosofía de diseño modular a través del ancho de un difusor de cadena. El módulo más pequeño sería una escalera de cadena única, pero múltiples escaleras de cadena también pueden comprender un módulo individual. El ancho total del difusor se determina por el ancho del módulo individual y el número total de módulos. De esta manera, un difusor consistirá de un conjunto de módulos que arrastrarán el lecho de bagazo de la manera convencional - con todas las ventajas del difusor de cadenas. Algunas de las ventajas de este enfoque incluyen las siguientes: • Impulsores más pequeños que son más baratos y "disponibles en estantes"; • Los engranes y componentes mecánicos se reducen en tamaño a las unidades estándares; • Los módulos de tamaño estándar pueden usarse como componentes en difusores de diferente tamaño; y • Facilidad de expansión de un difusor instalado mediante la adición de módulos adicionales.

Se apreciará que las anteriores son sólo algunas modalidades de la invención y que pueden existir muchas variaciones sin apartarse de la esencia y/o el alcance de la invención.

Claims (17)

REIVINDICACIONES

1. Un difusor impulsado por cadenas para usarse en un proceso de extracción de azúcar, el difusor, incluyendo: un piso del difusor; una pluralidad de ensambles de escalera de cadenas que son desplazables en relación con el piso del difusor, con cada ensamble de escalera de cadenas comprendiendo dos cadenas opuestas que son impulsadas por ruedas dentadas impulsoras; caracterizado porque por lo menos algunas de las ruedas dentadas impulsoras del difusor son impulsadas independientemente de algunas de las otras ruedas dentadas impulsoras del difusor.

2. El difusor impulsado por cadenas de conformidad con la reivindicación 1, en el cual el difusor incluye por lo menos dos ejes impulsores independientes, con cada eje portando varias ruedas dentadas impulsoras.

3. El difusor impulsado por cadenas de conformidad con la reivindicación 2, en el cual cada eje impulsor es impulsado por un medio impulsor, que a su vez impulsa el eje impulsor.

4. El difusor impulsado por cadenas de conformidad con la reivindicación 3, en el cual el medios impulsor está en forma de un motor que impulsa una caja de engranes.

5. El difusor impulsado por cadenas de conformidad con la reivindicación 2, 3 o 4, en el cual el medio impulsor se provee en un extremo de cada eje impulsor.

6. El difusor impulsado por cadenas de conformidad con la reivindicación 2, 3 o 4, en el cual el medio impulsor se provee en extremos opuestos de cada eje impulsor.

7. El difusor impulsado por cadenas de conformidad con la reivindicación 1, en el cual las ruedas dentadas son impulsadas por medios impulsores directos sin el uso de ejes impulsores .

8. El difusor impulsado por cadenas de conformidad con la reivindicación 7, en el cual cada rueda dentada es independientemente impulsada por un medio impulsor.

9. El difusor impulsado por cadenas de conformidad con la reivindicación 7, en el cual dos ruedas dentadas adyacentes de dos ensambles de escalera de cadenas adyacentes son impulsadas por un medio impulsor mutuo.

10. El difusor impulsado por cadenas de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 7 a 9, en el cual el medio impulsor está en forma de un arreglo de motor y caja de engranes.

11. El difusor impulsado por cadenas de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones de 7 a 10, en el cual la rueda dentada se monta en un cojinete de corona giratoria y para una sección engranada del cojinete de corona giratoria que ha de ser ser impulsada por el medio impulsor.

12. El difusor impulsado por cadenas de conformidad con la reivindicación 11, en el cual dos ruedas dentadas son montadas en la misma sección engranada del cojinete de corona giratoria .

13. El difusor impulsado por cadenas de conformidad con la reivindicación 11 o 12, en el cual la corona giratoria es impulsada por un solo piñón, que a su vez es impulsado por un solo medio impulsor.

14. El difusor impulsado por cadenas de conformidad con la reivindicación 11 o 12, en el cual la corona giratoria es impulsada por múltiples piñones, cada uno de los cuales es impulsado por su propio medio impulsor.

15. El difusor impulsado por cadenas de conformidad con la reivindicación 11 o 12, en el cual la corona giratoria es impulsada por múltiples piñones planetarios, que a su vez pueden ser impulsados por un engrane de sol.

16. El difusor impulsado por cadenas de conformidad con la reivindicación 15, en el cual varios engranes de sol de los arreglos de rueda dentada adyacentes son impulsados por un solo eje.

17. Una difusor impulsado por cadenas adecuado para usarse en un proceso de extracción del azúcar, el difusor caracterizado porque es modularmente expandible al aumentar la anchura y por lo tanto el número de ensambles de escalera, del difusor. RESUMEN DE LA INVENCIÓN Un difusor impulsado por cadenas para usarse en un proceso de extracción del azúcar, el difusor, incluyendo un piso del difusor, una pluralidad de ensambles de escalera de cadenas que son desplazables en relación con el piso del difusor, con cada ensamble de escalera de cadenas comprendiendo dos cadenas opuestas impulsadas por ruedas dentadas impulsoras, caracterizado porque por lo menos algunas de las ruedas dentadas motrices del difusor son impulsadas independientemente de las otras de las ruedas dentadas impulsoras del difusor.