MX2014003059A - Separador para materiales granulares. - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a un separador dinámico de aire para separar materiales que consisten en partículas de diferentes tamaños en fracciones de tamaño de partículas, dicho separador incluye una jaula rotatoria (1) y una cámara (2) para recuperar las partículas finas, que están dispuestas coaxialmente en alineación con la jaula rotatoria, caracterizada porque: dicho separador incluye una rueda del ventilador (3) colocada coaxialmente a la cámara de recuperación de partículas finas; y dicha rueda del ventilador está localizada en el extremo del conducto de salida de aire purificado (4) de la cámara para recuperar las partículas finas para succionar dicho aire durante el uso y enviar el último a la cámara de distribución de aire (5) alrededor de la jaula rotatoria.

Description

SEPARADOR PARA MATERIALES GRANULARES CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a una estación industrial para la separación de materiales granulares, y, en particular, para la clasificación de polvos o materiales similares con separadores de aire dinámico.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN La separación de materiales en fracciones de partículas de distintos tamaños se puede lograr por medio de separadores de aire dinámico. Los materiales en cuestión son polvos con tamaños de partícula de hasta 1000 µ?t? (mieras), tales como cemento, caliza o cal, mena, y carbón entre otros.

Los separadores dinámicos han experimentado varias evoluciones importantes que permiten clasificarlos en 3 principales grupos. El primero, conocido generalmente con los nombres "turbo", "heyd", o "torbellino", se mejoró en un segundo grupo llamado de tipo "Wedag". Estos separadores pueden tener opcionalmente una jaula en lugar de cuchillas de separación.

El documento EP2266715A1 (Hosokawa) describe un separador en donde el material no es suministrado y dispersado desde arriba, sino por debajo de la jaula o las cuchillas de selección. Asimismo, el ventilador no se encuentra a la salida del conducto de aire purificado, pero al contrario recibe el aire cargado con el material.

La última generación de separadores que se han desarrollado son los más compactos y de más alto rendimiento en términos de eficacia de separación. El principio de funcionamiento de este tipo de separador se describe puntualmente en los documentos de EE.UU. US 4,551 ,241 y EP 0023320 A1.

El documento DE19743491 (Schmidt) describe tres tipos de separadores, centrándose en la jaula de los mismos. Se describe un generador llamado de primera generación (Kompaktsichter), un separador llamado de segunda generación (Zyklonumluftsichter) y un generador llamado de tercera generación (Querstromsichter). En estos separadores, el ventilador y el ciclón están fuera del separador. No se busca compacidad en la instalación.

El documento US 4,551 ,241 describe un separador de partículas provisto de un ciclón lateral en el cual las partículas finas se envían conjuntamente con el aire hacia los ciclones para ser recuperadas. Las partículas finas que no han sido ciclonadas son enviadas de vuelta a la jaula rotatoria del separador. La instalación completa resulta ser relativamente voluminosa y de diseño bastante complejo.

El documento WO 2005/075115 describe un dispositivo para la clasificación de materiales granulares con la particularidad de tener una cámara para el ciclonado de la fracción fina en la prolongación del eje de la jaula rotatoria. Esta cámara de recuperación, dispuesta coaxialmente a la jaula rotatoria, forma parte del cuerpo del separador. Por lo tanto, este tipo de separador de aire no requiere de un ciclón o filtro externo para separar el material fino del aire de separación. La cámara de recuperación se beneficia del vórtice de aire creado por la jaula para el ciclonado. Sin embargo, el ventilador que aspira el aire en la salida del separador y lo descarga hacia la voluta de entrad del separador está situado en el exterior de la instalación, lo que crea un bulto significativo. Además, el aire tiene que ser distribuido a través de una voluta diseñada para un predeterminado caudal de aire. Esto, por lo tanto, no permite un funcionamiento óptimo cuando la tasa del flujo de aire varía.

Todos los separadores del estado de la técnica funcionan según el mismo principio, tal como se muestra en las figuras 1 a 6. El núcleo del separador se compone de una jaula de ardilla que gira alrededor de un eje vertical. Esta jaula está compuesta de tira o barras separadas entre sí, y está rodeada por álabes, por lo que es posible guiar el aire procedente de la cámara de distribución de aire del separador antes de entrar en la jaula. El material a ser separado llega en el área de selección delimitada por el exterior de la jaula y los deflectores. El tamaño máximo de las partículas que pueden entrar con el aire a la jaula se determina por la velocidad de rotación de la jaula y la cantidad de aire provista al separador. Las partículas más grandes permanecen fuera de la jaula y se recuperan en la parte inferior de la cámara de recuperación de la fracción gruesa. Las partículas finas entran en la jaula con el aire. Este aire cargado de partículas finas es orientado hacia el medio de separación del aire/material para recoger el material. Estos medios de separación pueden ser ciclones o filtros fuera del separador, o - tal como es descrito en WO 2005/075115 - en una cámara de recuperación de partículas finas integrada dentro del separador, adyacente y coaxial a la jaula. El aire ciclonado o filtrado entonces es succionado hacia un ventilador y devuelto, en su totalidad o en parte, a la cámara de distribución de aire del separador. En general, esta cámara de distribución de aire consta de una voluta en forma de espiral centrada en la jaula del separador. Sin embargo, es difícil distribuir el aire de manera uniforme alrededor de los 360° de la jaula. De hecho, la distribución del aire depende de la forma de la voluta, así como de la velocidad y tasa de flujo del aire. Además, depósitos de material pueden aparecer en la voluta, lo que impide una distribución uniforme del aire, y por lo tanto una buena eficacia de separación.

Objetivos de la invención La presente invención tiene como objetivo dar a conocer un separador dinámico con una jaula rotatoria que haga posible evitar el uso de un ventilador de aire exterior. El ventilador se integra en el cuerpo del separador, lo que posibilita mejorar la distribución de aire en el perímetro y la altura de la jaula, y así producir un flujo de aire homogéneo y prevenir la segregación de las partículas en las áreas muertas.

El separador, según la presente invención, también tiene como objetivo reducir el bulto o volumen general de la instalación, y así posibilitar la instalación de un separador de alto rendimiento en espacios reducidos donde anteriormente no era posible hacerlo.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La presente invención da a conocer un separador de aire dinámico para la separación de materiales compuestos de partículas de diferentes tamaños en fracciones de distintos tamaños de partículas. Dicho separador comprende una jaula rotatoria, y una cámara de recuperación de partículas finas dispuesta coaxialmente en la prolongación de la jaula rotatoria, caracterizado porque: - dicho separador comprende una rueda de ventilador colocada coaxialmente a la cámara de recuperación de partículas finas; - dicha rueda de ventilador se ubica en el extremo del conducto de salida de aire purificado procedente de la cámara de recuperación de partículas finas, con el fin de aspirar el aire en uso y enviarlo hacia la cámara de distribución de aire alrededor de la jaula rotatoria.

De acuerdo con las formas de realización específicas, la invención comprende al menos uno o una combinación apropiada de las siguientes características: la cámara de distribución de aire alrededor de la jaula rotatoria tiene una forma de revolución; la rueda del ventilador está rodeada por unacarcasa, lo que permite canalizar el aire; - dicha carcasa que rodea la rueda del ventilador está posicionada coaxialmente al separador. - la rueda del ventilador se encuentra por encima o por debajo de la jaula rotatoria. dicha carcasa que rodea la rueda del ventilador está conectada a la cámara de distribución de aire alrededor de la jaula rotatoria por una virola.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La figura 1 muestra un diagrama de un separador de acuerdo con el estado de la técnica con un separador de jaula rotatoria funcionando con ciclones y ventiladores externos.

La figura 2 muestra una instalación completa de acuerdo con el estado de la técnica, la operación de la cual se esquematiza en la figura .

La figura 3 muestra una vista en planta de la instalación de la figura 2. En este tipo de instalación, los ciclones y los ventiladores están fuera del separador.

La figura 4 muestra un diagrama del separador descrito en el documento WO 2005/0751 15; el separador incorpora una jaula rotatoria con el ciclonado de las partículas finas dispuestas coaxialmente a la jaula.

La figura 5 muestra una instalación completa de acuerdo con el estado de la técnica WO 2005/075115, con sus elementos externos.

La figura 6 muestra una vista en planta de la instalación de la figura 5. En este tipo de instalación, el ciclonado se ha integrado dentro del separador y solo los ventiladores están todavía fuera del separador.

Las figuras 7 y 8 muestran una vista en sección transversal del principio de funcionamiento de un separador de acuerdo a una primera y segunda forma de realización de la invención. Aquí el ciclón Y el ventilador han sido incorporados en el separador.

La figura 9 muestra la primera forma de realización de la invención en su entorno inmediato con los conductos de recirculación de aire.

El separador es muy compacto.

La figura 10 muestra la primera forma de realización de la invención en tres dimensiones.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN El principio de la separación de las partículas en la instalación de acuerdo con la invención se esquematiza en las figuras 7 a 10.

De acuerdo a la invención, el separador comprende una cámara de recuperación de partículas finas 2 adyacente y dispuesta coaxialmente en la prolongación de la jaula rotatoria 1 , con dicha cámara de recuperación 2 siendo provista en uno de sus extremos con un conducto de salida coaxial 4 para el aire purificado, con dicho conducto comprendiendo en su extremo una rueda de ventilador. Dicha rueda de ventilador 3 está posicionada coaxialmente a la jaula rotatoria 1 y la cámara de recuperación de partículas finas 2.

La rueda de ventilador 3 es impulsada por un motor cuya velocidad se adaptará a la pérdida de presión en el separador.

Entre la carcasa de recirculación del ventilador 6 y la cámara de distribución de aire 5 en la entrada del separador, múltiples conductos 7 (véase la figura 9) pueden ser instalados para posibilitar la recirculación de aire desde el ventilador hacia la cámara de distribución de aire 5 alrededor de la jaula rotatoria 1 del separador. Estos conductos 7 se distribuirán de manera uniforme en los 360° alrededor del eje del separador.

Debido a la distribución uniforme del los conductos de recirculación de aire 7 en el perímetro de la cámara de distribución de aire 5, el aire reciclado se distribuye de manera uniforme alrededor de la jaula 1 del separador. Como resultado, el tamaño de corte (punto de separación de tamaño de partículas) del separador es constante sobre toda la circunferencia de la jaula separadora.

Una de las formas de realización de la invención consiste en reemplazar los múltiples conductos 7 con una sola virola exterior 19 formada por una superficie de revolución - de un diseño generalmente cilindrico o cónico - cuyo diámetro está comprendido entre el diámetro de la carcasa del ventilador 6 y el diámetro exterior de la cámara de distribución de aire 5 alrededor de la jaula. En este caso, es preferible instalar en la zona de transición entre la carcasa del ventilador 6 y la virola 19, deflectores 8 que hagan posible convertir la velocidad tangencial del aire en la salida de la rueda del ventilador 3 en velocidad vertical. Del mismo modo, podría ser útil instalar deflectores 9 en la unión entre la virola 19 y la cámara de distribución de aire 5, con el fin de impartir la dirección deseada al aire dentro de la cámara de distribución 5. Como resultado, también es posible influir en la distribución del aire por sobre la altura de la cámara de distribución y la altura de la jaula. Esto entonces hace posible la obtención de un tamaño de corte constante a lo largo de la altura de la jaula, lo cual es muy difícil de obtener con una voluta tradicional.

La figura 8 muestra otra posible forma de realización de la invención. La rueda del ventilador 3 está posicionada coaxialmente al separador en el extremo del conducto de salida del aire purificado 4, como en la primera forma de realización, pero esta vez la rueda del ventilador 3 está posicionada encima del la jaula 1 del separador. La cámara de recuperación de partículas finas 2 se encuentra por debajo de la jaula rotatoria .Sin embargo, el conducto de salida de aire purificado 4 entra en la parte superior de la cámara de recuperación de partículas finas y pasa a través de la jaula rotatoria 1. Ventajosamente, dicho conducto 4 está equipado con deflectores anti-vórtice 13 para disminuir la velocidad de rotación del aire antes de emerger en la rueda del ventilador situado en su extremo.

En la forma de realización de la invención en la cual la rueda del ventilador 3 está situada por encima de la jaula 1 , la recirculación a través de la virola 19 será preferida. Dicha virola tendrá la forma de una superficie de revolución centrado en el eje del separador, y conectará la carcasa del ventilador 6 a la cámara de distribución de aire 5. En este mismo caso, el tamaño de la virola 19 podría ser mucho más pequeño si la carcasa del ventilador y la cámara de distribución de aire se colocan cerca uno de otro.

Números de referencia 1. Jaula rotatoria 2. Cámara recuperación de partículas finas 3. Rueda del ventilador 4. Conducto de salida de aire purificado 5. Cámara de distribución de aire (en la forma de una voluta en la técnica anterior y en la forma de revolución en el separador, de acuerdo con la invención) 6. Carcasa del ventilador 7. Conducto de recirculación de aire 8. Deflector de salida del ventilador 9. Deflector de entrada en la cámara de distribución de aire 10. Fracción gruesa del material separado por gravedad 1 1. Fracción fina del material 12. Material a tratar 13. Deflector anti-vórtice 14. Deflector de distribución de aire alrededor de la jaula 15. Aire cargado de partículas finas 16. Conductos de recirculación de aire 17. Cámara de recuperación de la fracción gruesa del material 18. Aire ciclonado 19. Virola

Claims (6)

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN REIVINDICACIONES

1 - Un separador de aire dinámico para separar materiales compuestos de partículas de diferentes tamaños en fracciones por tamaño de partícula, con dicho separador comprendiendo una jaula rotatoria (1) por encima de la cual el material a tratar (12) se suministra y una cámara de recuperación de partículas finas (2) dispuesta coaxialmente en la prolongación de la jaula rotatoria (1), caracterizado porque: - dicho separador comprende una rueda de ventilador (3) situada coaxialmente a la cámara de recuperación de partículas finas (2); - dicha rueda de ventilador (3) se encuentra en el extremo del conducto de salida de aire purificado (4) proveniente de la cámara de recuperación de partículas finas (2) a fin de aspirar el aire en uso y enviarlo hacia la cámara de distribución de aire (5) alrededor de la jaula rotatoria.

2 - El separador de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque la cámara de distribución de aire (5) alrededor de la jaula rotatoria (1) tiene una forma de revolución.

3.- El separador de conformidad con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado además porque dicha rueda de ventilador (3) está rodeada por una carcasa (6) por lo que es posible canalizar el aire.

4. - El separador de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado además porque la rueda del ventilador (3) se encuentra por encima de la jaula rotatoria (1).

5. - El separador de conformidad con una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado además porque la rueda del ventilador (3) se encuentra por debajo de la jaula rotatoria (1).

6. - El separador de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado además porque dicha carcasa (6) que rodea la rueda del ventilador (3) está conectado a la cámara de distribución de aire (5) alrededor de la jaula rotatoria por una virola (19).