VVO 2004/0307 1 Al
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DISTRIBUIDOR PARA FILTRO GIRATORIO Y FILTRO GIRATORIO EQUIPADO CON EL MISMO
MEMORIA DESCRIPTIVA
La presente invención se refiere a un distribuidor para un filtro giratorio que comprende celdas de filtrado que giran en movimiento circular, que comprende: una porción colectora fija que comprende por lo menos dos compartimientos, los cuales cada uno tienen una abertura hacia arriba en la forma de un arco de un círculo y por lo menos un tubo de descarga de líquido, y una cámara de separación central, la cual comprende una abertura hacia abajo que coloca a la cámara de separación en comunicación con cada uno de dichos compartimientos y con un tubo de salida de gas, dicha abertura hacia abajo estando dispuesta a un nivel menor que dicha abertura hacia arriba de cada uno de los compartimientos, una porción de distribuidor movible que se desliza encima de la porción colectora durante dicho movimiento circular y que comprende, por celda de filtrado, una cavidad que tiene una entrada para recibir un mezcla de líquido/gas filtrada que viene de la celda de filtrado y una salida que pasa opuesta a dicha abertura en forma de arco en cada uno de dichos compartimientos durante dicho movimiento circular, de esta manera permitiendo el paso de la mezcla en dicha porción colectora, y 2
medios para colocar la cámara de separación bajo presión negativa, de manera que se provoque la separación de gas de la mezcla de líquido/gas que fluye en dichos compartimientos de la porción colectora, con un movimiento ascendente del gas en la cámara de separación desde su abertura hacia abajo. Tales distribuidores son conocidos y descritos por ejemplo en las patentes BE-A-847088 y EP-B-0 175 702. Por lo tanto, estos dispositivos permiten una separación de los gases existentes en la mezcla de líquido/gas que forman el filtrado separado en las celdas de filtrado por medio del arreglo de una cámara de separación central dentro de la cual se extraen los gases. Sin embargo, los gases de arrastre arrastran con ellos gotas de líquido las cuales deben separarse de los gases por medio de gravedad durante el movimiento ascendente de lo último que se obtiene en la cámara de separación central. Para realizar esto, la velocidad ascendente de los gases en la entrada a la cámara de separación preferiblemente debe estar limitada para aumentar la eficacia de la separación de las gotas, y por lo tanto la abertura hacia abajo de la cámara de separación central debe tener una sección transversal mínima, de conformidad con la velocidad de flujo del filtrado que alcanza la porción colectora fija del distribuidor. El inconveniente de los distribuidores de conformidad con el arte previo es que, debido a esta sección transversal mínima de la cámara de separación central, ellos tienen un volumen total desfavorable en la mitad del 3
filtro giratorio, lo cual da como resultado un consumo mayor de energía de fricción y un costo adicional de fabricación del aparato. La finalidad de la presente invención es desarrollar un distribuidor para un filtro giratorio que permita la separación efectiva entre líquido y gas en la mezcla filtrada que viene de las celdas de filtrado del filtro giratorio, mientras se ofrece la ventaja de un volumen reducido. Para reducir estos problemas, un distribuidor como el que se describió al inicio se ha provisto de conformidad con la invención, en el cual, en proyección vertical, la abertura hacia abajo de la cámara de separación central y dicha abertura hacia arriba de cada compartimiento de la porción colectora, se traslapan parcialmente. Por lo tanto, en la porción colectora fija, en lugar de yuxtaponer una cámara de separación central en el centro de los compartimientos, el distribuidor de conformidad con la presente invención provee una cámara de separación central la cual se proyecta hacia abajo debajo de las aberturas hacia arriba en forma de arco de los compartimientos. El resultado es una reducción confirmada en el volumen del distribuidor total, para obtener por lo menos una idéntica si no es que eficacia aumentada de la separación de líquido/gas en la mezcla filtrada. De conformidad con una modalidad preferida de la presente invención, la cámara de separación central tiene una pared periférica externa la cual, por lo menos a un nivel situado debajo de cada abertura hacia arriba, se extiende para ser inclinada hacia abajo y hacia el exterior y de esta manera forma, en dichos compartimientos, un deflector que desvía la mezcla de 4
líquido/gas hacia el exterior de éstos en una primera dirección y permite una separación del gas de esta mezcla en una segunda dirección orientada a 180° con respecto a la primera dirección. La mezcla de líquido/gas que viene de la cavidad de la porción de distribuidor movible rebota sobre el deflector en una dirección orientada de manera oblicua hacia abajo y hacia fuera. Los gases por otro lado se extraen dentro de la cámara central mientras se orientan por el deflector de manera oblicua hacia arriba y hacia la parte superior de la cámara central, es decir a 180° con respecto a la dirección de la ase líquida. La eficacia de la separación líquido/gas de esta manera se mejora mediante una preseparación debido al impacto sobre el deflector, seguido inmediatamente de una inversión de la dirección de flujo de los gases a 180°. Otras modalidades del distribuidor de la presente invención se indican en las reivindicaciones anexas. Otros detalles y particularidades de la invención surgirán a partir de la descripción dada más adelante, de manera no limitativa y con referencia a los dibujos anexos. La Figura 1 representa una vista esquemática general de un filtro giratorio provisto con un distribuidor. La Figura 2 representa una vista en sección axial parcial de un distribuidor de conformidad con la invención, a lo largo de la línea ll-ll en la Figura 3. La Figura 3 representa una vista en sección longitudinal parcial del distribuidor de conformidad con la Figura 2, a lo largo de la línea lll-lll.
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Las Figuras 4 y 5 son vistas similares a las Figuras 2 y 3 de una modalidad variante del distribuidor de conformidad con la invención. En los diversos dibujos, los elementos idénticos o similares están designados mediante los mismos números de referencia. Aunque el presente documento descriptivo aplica de manera particular al ejemplo de filtros giratorios continuos con celdas, preferiblemente basculables, la invención no debe considerarse a estar limitada a estos filtros giratorios continuos sino que aplica en general a distribuidores de filtros giratorios de vacío con una superficie de filtración sustancialmente horizontal de otros tipos. Los filtros en general comprenden una serie de unidades de filtración comúnmente referidas como "celdas", las cuales se someten de manera separada, en una manera discontinua, a las operaciones de filtración, lavado, diversos tratamientos especiales, descarga de la torta formada sobre la superficie de filtrado, lavado y secado de las celdas y de la tela filtrante. Todas estas diversas operaciones re reproducen en el curso de cada uno de los ciclos de movimiento, todos los ciclos que constituyen un proceso total continuo, integrado en una línea de filtración. Un ejemplo de tal línea de filtración se muestra esquemáticamente en la Figura 1. Tal filtro comprende esencialmente: a) una estructura giratoria conocida, la cual lleva celdas 1 por medio de cojinetes, e impulsa estas celdas en el movimiento circular indicado por la flecha, 6
b) una unidad de accionamiento, no mostrada, la cual transmite un movimiento de rotación a la estructura giratona, por ejemplo por medio de una cremallera dentada, c) palancas guías conocidas para las celdas 1 que llevan rodillos los cuales dan vueltas sobre rieles unidos a una estructura periférica conocida por sí misma. Estas palancas impulsan a las celdas en su movimiento de basculación, el cual se puede observar en la Figura 1 , d) canales de distribución 2 y 3, suspendidos desde la estructura arriba de las celdas y los cuales distribuyen en las últimas el deslizamiento que será filtrado y los licores de lavado, e) un distribuidor central 4 que consiste esencialmente, en primer lugar, de una cabeza de distribuidor circular giratorio 5, la cual comprende una cavidad 6 dispuesta en un círculo, conectada respectivamente a las celdas, y, en segundo lugar, una base colectora fija 8, la cual comprende cámaras y compartimientos delimitados por divisiones, la cabeza de distribuidor giratorio 5 deslizándose en rotación sobre la base colectora fija 8 por medio de un sello de fricción plano para estanco a los fluidos. Los canales de distribución, situados en correspondencia con las divisiones, delimitan los sectores de filtración y lavado sucesivos, los líquidos y gases que han pasado a través de los lechos filtrantes de las celdas de cada uno de estos sectores se colectan en compartimientos separados. La base colectora fija 8 también comprende, de manera central, una cámara de separación 9 en la cual los gases se extraen y se descargan 7
mediante unos medios 10 que colocan a la cámara de separación 9 bajo presión negativa, mientras, por gravedad, los líquidos se colectan en tubos de descarga 11. Las modalidades de los ejemplos ilustradas en las Figuras 2 a 5 se han mostrado de manera esquemática únicamente a la amplitud de 50%, ya que la otra mitad es ya sea idéntica completamente o tiene diferencias sin importancia para la invención, por ejemplo con respecto a la porción de la base colectora situada de frente a una sección del filtro giratorio sin filtración o lavado. El distribuidor de conformidad con las Figuras 2 y 3 comprende una base colectora fija 8 que tiene por lo menos tres compartimientos 12, 13 y 1 separados mutuamente por medio de divisiones radiales 15 y 16. Estos compartimientos pueden por ejemplo corresponder a varias etapas del procedimiento: filtración, primer lavado, segundo lavado, etc. En el ejemplo ilustrado, la base colectora tiene una abertura hacia la parte superior en la forma de un arco de un círculo 17 la cual cubre todos los compartimientos 12 a 14 y la cual también está subdividida por medio de divisiones radiales 15 y 16. Cada compartimiento 12 a 14 también tiene un tubo de descarga de líquido 11 dispuesto en el fondo para recibir a los líquidos, bajo el efecto de la gravedad y posiblemente succión llevada a cabo en una manera conocida por sí misma en estos tubos . La cabeza de distribuidor movible 5 comprende tantas cavidades 6 como existen celdas de filtrado. En la Figura 2, únicamente se muestra una 8
cavidad. Ésta tienen una abertura de entrada 18, a la cual se puede conectar de manera sellada un tubo flexible 7 que viene de una de las celdas, y una salida 19 la cual está dirigida hacia abajo. La cabeza de distribuidor está provista, con excepción de las ubicaciones en donde está situada la salida 19, con un sello de fricción 22 el cual, durante el movimiento de la cabeza de distribuidor, se desliza sobre las ruedas horizontales 20 y 21 dispuestas sobre cada lado de la abertura 17 de la base colectora 8. En el centro de la base colectora, también se provee una cámara de separación central 9. Esta cámara, en la modalidad del ejemplo ¡lustrada en las Figuras 2 y 3, tiene una pared periférica frustocónica 23 que delimita la sección transversal de flujo de los gases hacia arriba desde el borde periférico 27 de la rueda horizontal 21 , que se extiende, debajo del nivel de la abertura 17, por medio de un deflector 24 en la forma de una faldilla que se proyecta y se extiende para estar inclinada hacia abajo y hacia el exterior del borde periférico externo 28 de la rueda horizontal 21. La cámara de separación central 9 de esta manera tiene una abertura circular hacia el fondo, delimitada por medio del extremo libre 26 del deflector 24. Ésta tiene en este ejemplo una sección anular abierta de anchura S. En esta modalidad de ejemplo, la cámara de separación conduce en la dirección desde la parte superior hacia un tubo de descarga de gas 25 (ver Figura 1 ) a través del cual los medios 10 para colocar la cámara de separación 9 bajo presión negativa succionan los gases de esta cámara.
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Como es claro a partir de la Figura 3, en proyección vertical, la abertura hacia el fondo de la cámara de separación 9, la cual está delimitada por medio del extremo libre 26 del deflector 24, y la abertura hacia la parte superior 17 de la base colectora, la cual está delimitada por el borde periférico externo 28 de la rueda horizontal 21 y por el borde periférico interno 29 de la rueda horizontal 20, se sobreponen parcialmente. El funcionamiento de este distribuidor es como sigue: Durante la filtración, la cabeza colectora 5 acompaña el movimiento circular de las celdas que giran en un carrusel alrededor del distribuidor. Cada cavidad 6, conectada al tubo 7 de una celda, de esta manera colecta el filtrado que viene de su celda, el cual está compuesto de una mezcla de líquido y gas. Por razones conocidas para personas expertas en la técnica, es ventajoso separar de manera efectiva los gases y los líquidos y colectarlos de manera separada. Durante la rotación de la cabeza de distribuidor 5, cada cavidad se desliza de manera sellable sobre las ruedas 20 y 21 de la base colectora y por lo tanto está colocada de manera sucesiva opuesta a la abertura hacia arriba 17 de cada compartimiento, distribuyendo la mezcla filtrada recibida en el compartimiento correspondiente. Durante esta distribución, la mezcla filtrada queda en contacto contra el deflector 27 y se desvía de manera oblicua hacia abajo y hacia el exterior del compartimiento en la dirección indicada por la flecha F1.
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En el fondo del deflector, la mezcla filtrada se somete a la presión negativa que prevalece en la cámara de separación central 9 y los gases presentes en la mezcla filtrada se succionan dentro de ésta en una dirección F2 orientada directamente a 180° con respecto a la dirección F1, es decir, directamente en un movimiento ascendente, sin transición a través de un paso horizontal. Los líquidos por otro lado continúan su descenso en el tubo de descarga 11. No sólo una preseparación de los gases y líquidos a 180° ocurre en el deflector, lo cual mejora la separación, sino que la superficie anular de anchura S de la abertura de base de la cámara de separación 9 simultáneamente se mantiene suficientemente grande para que la velocidad de los gases hacia arriba se limite. De hecho, esta limitación permite una precipitación más efectiva de las gotas de líquido arrastradas inadvertidamente en los gases succionados. Estas gotas, que caen sobre la superficie inclinada 30, también se colectan en los tubos 11. Los gases, libres de gotas de agua, finalmente se succionan a través de la parte superior de la cámara de separación 9, la cual se abre en el tubo de descarga 25. Por lo tanto, el arreglo de conformidad con la presente invención provee simultáneamente una mayor eficacia de separación entre líquido y gas a través una anchura de abertura hacia debajo de la cámara de separación central la cual es tan grande o inclusive más grande que los distribuidores del arte previo, y a través de una inversión de 180° de la corriente de gas, sin 11
pasar a través de las etapas de flujo de gas horizontal. Al mismo tiempo es posible obtener un equipo compacto. De hecho, es posible proveer un distribuidor compacto de conformidad con la invención que tiene un diámetro externo de aproximadamente 2.700 mm. Tal distribuidor se puede disponer en un filtro giratorio que tiene por ejemplo una superficie útil de 230 m2 y un peso de 9.21. Un distribuidor convencional generalmente tiene un diámetro extemo de aproximadamente 3.140 mm. Un distribuidor más voluminoso de este tipo puede equipar filtros con un tamaño menor pero una superficie útil, por ejemplo de 180 m2, y un peso de 12 1, para el mismo tamaño total. El distribuidor ilustrado en las Figuras 4 y 5 es una modalidad variante de conformidad con la invención. Este difiere de la modalidad del ejemplo de conformidad con las Figuras 2 y 3 a través de la cámara central 9'. La cámara central 9' aquí tiene la forma de un crisol invertido cuya pared periférica 23' es cilindrica. La parte superior de la cámara 9' está cerrada por medio de una cubierta 30. En el centro de la cámara central está dispuesta una boquilla 31 que está biselada y abierta hacia la parte superior y que se comunica con el tubo de descarga de gas. En este punto, los gases libres de gotas de líquidos se someten a una inversión nueva en la dirección de flujo, de conformidad con la flecha F3. Por lo tanto, ellos se succionan hacia abajo en la boquilla 31.
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Deberá entenderse que la presente invención de ninguna manera está limitada a las modalidades descritas anteriormente y que se pueden realizar muchas modificaciones a las mismas sin apartarse del alcance de las reivindicaciones anexas.