SEPARADOR DE CRIBAS TUBULAR
REFERENCIA CRUZADA A SOLICITUDES RELACIONADAS Esta solicitud reivindica la prioridad de la Solicitud Provisional Serie No. 60/566,656 presentada el 30 de abril de 2004 por Lilie et al y titulada "Agitador de Cribas Tubular" ("Tubular Screeen Shaker") y es una continuación en parte de la Solicitud de Patente de E.U. Serie No. 10/922,342 presentada el 20 de agosto de 2004. ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Campo de la Invención El campo de la presente invención es el de los agitadores de cribas vibratorias y las instalaciones de cribas asociadas. Técnica Anterior Los separadores de cribas vibradoras se han conocido durante mucho tiempo, los cuales incluyen una base, un alojamiento resilientemente instalado, un dispositivo vibratorio conectado al alojamiento e instalaciones de cribas colocadas sobre el alojamiento. Las instalaciones de cribas instaladas en separadores de cribas vibratorias son típicamente planas o muy ligeramente convexas y se construyen en marcos circulares o rectangulares con una sola o una pluralidad de capas de medios de cribado unidas a ellos para proporcionar una superficie de cribado. En algunos casos los
medios de cribado se pliegan antes de unirse sobre el marco de soporte para proporcionar un área de cribado incrementada. Ver la Patente de E.U. No. 6,484,885, expedida el 26 de noviembre de 2002 para Glenn Lilie, titulada Cribas Elevadas para Sólidos ( Solids Raised Screens) Ver la patente de E.U. No. 4,820,407 expedida en abril de 1989 para Glenn Lilie, titulada Cribas para Sólidos) ( Solid Screens) . Algunos medios de cribado son "corrugados" para formar esos pliegues. Ver las Patentes de E.U. 5,636,749, expediada el 10 de junio de 1997, para Wojciechowski, titulada "Criba Ondulante para Máquina de Cribado Vibrador" ("Undulating Screen for Vibrator Screening Machine"), la Patente 5,417,858, expedida el 23 de mayo de 1995, para Derrick et al . titulada "Instalación de cribado para Máquina de Cribado vibratorio" ("Screen Assembly for Vibrating Screening Machine") y la Patente de E.U. 5,417,859, expedida el 23 de mayo de 1995, para Bakula, titulada "Criba Ondulante para Máquina de Cribado Vibrador y Método de Fabricación del mismo" ("Undulating Screen for Vibratory Screening Machina and Method of Fabrication Thereof") . Algunos separadores de cribas vibradoras se han diseñado con múltiples plataformas capaces de dirigir un fluido ya sea en flujo paralelo o en serie sobre múltiples plataformas. Ver la Patente de E.U.. No. 6,530,482 expedida el 11 de marzo de 2003 para Mike Wiseman, titulada "Colador Vibrador en Tándem" ("Tándem Shale Shaker") .
En la mayoría de los procesos de cribado, particularmente en el caso en donde se utiliza el flujo por gravedad para distribuir el material no cribado hacia uno o más separadores de cribas vibratoria. El objeto de la presente invención es permitir el incremento del área de cribado sin incrementar la zona de recepción o espacio instalado de los separadores de cribas vibratoria. Es un objetivo adicional de la presente invención permitir el flujo paralelo o el flujo en serie sobre las múltiples plataformas con la plataforma inferior indicando a la plataforma superior la falla del elemento de cribado u otras condiciones que puedan hacer que las partículas sobredimensionadas se descarguen con el material cribado. Es un objetivo adicional de la presente invención mejorar la seguridad del operador. Es un objetivo adicional de la presente invención proporcionar el confinamiento de los humos, la evacuación de los humos o el retiro del gas arrastrado por el fluido que se criba . Es un objetivo adicional de la presente invención mejorar la recuperación de la porción líquida y descargar los sólidos sobredimensionados más secos. Es un objetivo adicional de la presente invención incluir elementos de cribado que se reciclen fácilmente en casos en donde los elementos pueden construirse
principalmente de acero inoxidable y adhesivos no metálicos. SUMARIO DE LA INVENCIÓN La presente invención se dirige a una instalación de cribado para separadores vibratorios que incluyen una o más superficies de cribado construidas de elementos de criba conformados en tubos individualmente reemplazables o elementos de criba individualmente reemplazables conformados en un canal que dirige un solo flujo. El área de superficie de cribado se crea al colocar estos elementos de criba individualmente reemplazables, lado por lado con el eje longitudinal de los elementos de criba dispuestos para situarse sobre un plano común o un radio común. Cuando se requiere más de una instalación de los elementos de criba de lado por lado, para proporcionar el área de cribado necesaria, la modalidad preferida de disposiciones adicionales de elemento de criba lado por lado es un apilamiento vertical en la forma de un separador vibratorio de múltiples plataformas. Una segunda modalidad de las disposiciones adicionales de los elementos de criba lado por lado es ubicar las disposiciones adicionales de los elementos de criba lado por lado esencialmente en el mismo plano que la primera disposición de los elementos de criba lado por lado en la forma de un separador vibratorio de panel de criba múltiple de una sola plataforma. Una tercera modalidad de las disposiciones adicionales de los elementos de criba
múltiple es ubicar las disposiciones adicionales en círculos coaxiales como se explica más adelante. Los elementos de criba incluyen una o más capas de medios de criba formados en la forma de un tubo o la forma de un solo canal que dirige el flujo. Si se utilizan múltiples capas de los medios de criba, las capas pueden soldarse de manera continua, laminarse o unirse entre sí de otra manera. Preferentemente los medios de criba más finos (medios con la abertura de tamaño más pequeño) se colocan en el diámetro interior y las otras capas que son progresivamente más gruesas hacia el exterior. El área de superficie combinada de estos elementos de criba se traduce en un área de superficie de cribado más grande en comparación a la base del área de superficie de cribado del área por unidad del espacio instalado para otros equipos de cribado conocidos. En un primer aspecto de la presente invención, el tamaño de las aberturas de la criba para la capa más interna de los medios de criba se determina por el proceso de cribado deseado. Las capas subsecuentes (radialmente exteriores) de los medios de filtro son típicamente más gruesas con mayores aberturas y proporcionan soporte, resiliencia y rigidez al elemento de criba conformado tubular o en canal. En un segundo aspecto de la presente invención los elementos de criba del separador vibratorio se ubican en dos o más plataformas verticalmente apiladas y se conectan de
manera fluida a un colector de alimentación. El colector de alimentación distribuye el material no cribado en flujo paralelo hacia una o más plataformas que contienen las instalaciones lado por lado de elementos de criba conformados en tubo o conformados en canal. Cada plataforma se separa de las plataformas' inferiores mediante un depósito de reflujo que dirige el material cribado hacia el depósito inferior o colector sin pasar a través de más de un elemento de criba a menos que deliberadamente se redirija hacia la plataforma más inferior para propósitos de asegurar la calidad. El material retenido dentro de los elementos de criba se transporta a lo largo de la superficie interior del elemento de criba conformado tubular o en canal mediante el movimiento vibratorio y se descarga en el extremo del separador vibratorio. En un tercer aspecto de la presente invención, los elementos de criba del separador vibratorio se localizan en dos o más plataformas verticalmente apiladas y se conectan de manera fluida a un colector alimentador que distribuye el material no cribado a las plataformas separadas en el flujo en serie. Esto multiplica la longitud efectiva en la dirección de flujo del área de cribado, proporcionando así sustancialmente, mayor eficiencia de cribado y permitiendo que los elementos de criba de tamaño de abertura más pequeño se utilicen sobre las plataformas inferiores sin preocuparse
del daño o sobrecarga debido a la capacidad para cribar sólidos gruesos sobre las plataformas superiores. En un cuarto aspecto de la presente invención, el uso de plataformas múltiples de elementos de criba permite que todo o una porción del material cribado que pasa la plataforma o plataformas superiores se dirija hacia la plataforma inferior en donde los elementos de criba tienen tamaños de abertura ligeramente más gruesos que los elementos de criba superiores y cualquier sólido rechazado por la plataforma inferior proporciona así una indicación de falla de los elementos de criba superiores o alguna otra derivación de material no cribado alrededor de los elementos de criba superiores . En un aspecto adicional de la presente invención, los elementos de criba y la instalación de colector de alimentación se unirán a un alojamiento que proporciona un mecanismo de transporte de las partículas sobredimensionadas a lo largo de la superficie interior de los elementos de criba y facilita el paso del líquido remanente y las partículas de tamaño menor a través de los medios de criba. En aun otro aspecto separado de la presente invención, el alojamiento vibratorio junto con el dispositivo vibratorio pueden inclinarse hacia arriba o hacia abajo dependiendo de las condiciones del proceso. La seguridad del operador se incrementa debido a
que los elementos de criba individualmente reemplazables son más pequeños y fáciles de instalar o cambiar que los elementos de criba reemplazables utilizados en los separadores vibratorios de la técnica anterior. Al utilizar vacío o diferencial de presión para extraer aire u otro gas a través de los elementos de criba en la misma dirección que normalmente fluye la porción líquida, se logra la recuperación de la porción líquida y la descarga de los sólidos sobredimensionados más secos. Se proporciona un área de cribado sustancialmente más grande de área por unidad del espacio instalado y el desempeño del separador vibratorio de plataforma múltiple mejorado. El área de cribado sustancialmente más grande de área por unidad de espacio instalado se logra al utilizar elementos de criba no planos para incrementar el área de superficie de criba en contacto con el fluido del proceso y mejorando así el desempeño del separador. La capacidad de cribado incrementada da como resultado significativos ahorros de espacio, ahorros de costo y desempeño mejorado en comparación con los separadores vibratorios de la técnica anterior . La sequedad de los sólidos sobredimensionados o rechazados de otra manera se mejora debido a la acción de tamboredo impartida a los sólidos rechazados debido a la fuerza de transferencia de la vibración sobre un elemento de
criba conformado tubular o en canal. DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Para un entendimiento adicional de la naturaleza y objetivos de la presente invención, debe hacerse referencia a los siguientes dibujos en los cuales a las partes similares se les dan numerales de referencia similares y en donde: La Figura 1 es una vista lateral en corte que muestra la alimentación paralela a tres plataformas de la modalidad preferida de la invención; La Figura 2 es una vista del extremo de descarga del dispositivo de la Figura 1; La Figura 3 es una vista en sección de un dispositivo de la modalidad preferida de la presente invención que muestra el drenaje del material cribado hacia el colector cuando se alimentan en paralelo múltiples plataformas; La Figura 4 es una vista lateral en corte de un dispositivo de la modalidad preferida alterna de la presente invención que muestra la alimentación en serie de tres plataformas con elementos de criba progresivamente más fina instalados sobre las plataformas inferiores. La Figura 5 es un vista lateral en corte que muestra la alimentación a tres plataformas con elementos de criba más gruesos seleccionados e instalados sobre la plataforma más inferior para indicar que el material
sobredimensionado o no cribado no está siendo rechazado por los elementos de criba en las plataformas superiores; La Figura 6 es una vista lateral en corte que muestra la variación del ángulo de las plataformas; La Figura 7 es una vista lateral en corte que muestra el método de distribución de material no cribado hacia dos o más plataformas en paralelo; La Figura 8A es una vista lateral y la Figura 8B es una vista de extremo de un elemento de criba tubular construido de múltiples capas de medios de criba con una superficie de cribado uniforme (no plegada) ; La Figura 9A es una vista lateral y la Figura 9B es una vista de extremo de un elemento de criba tubular construido de múltiples capas de medios de criba con una superficie de cribado plegada; La Figura 10A es una vista lateral y la Figura 10B es una vista de extremo de un elemento de criba tubular construido de múltiples capas de medios de criba con una restricción de descarga para incrementar la concentración del material no cribado retenido en el elemento de criba a fin de incrementar el diferencial de presión a través de la criba e incrementar el área de cribado en contacto con el material no cribado; La Figura HA es una vista lateral en corte y la Figura 11B es una vista de extremo de un elemento de criba en
el cual se ha impregnado material plástico en el diámetro interno del tubo para forzar al material no cribado a seguir una trayectoria no lineal incrementando así la sequedad de los sólidos; La Figura 12 es una vista lateral de una criba instalada en el cesto vibratorio que muestra la boquilla de entrada cónica y el retenedor de tubo cónico sobre el extremo de descarga. El tubo se sujeta al cesto mediante retenedores de "estilete de bayoneta" para la fácil instalación o retiro del elemento de tubo; La Figura 13 es una vista lateral en corte de un cribador tubular con alojamiento giratorio que muestra alimentación paralela; La Figura 14 es una vista del extremo de descarga del cribador tubular de la Figura 13 con un alojamiento giratorio; La Figura 15 es una vista lateral en corte de un separador tubular con alojamiento giratorio que muestra alimentación en serie; La Figura 16 es una vista isométrica que muestra un elemento de criba reemplazable que tiene una geometría en sección transversal pre-formada colocada arriba de un canal poroso diseñado con una geometría en sección transversal similar para acoplarse y retener el elemento de criba en la forma del canal poroso;
La Figura 17 es una vista lateral en corte de un separador vibratorio que utiliza elementos de criba conformados en canal que tienen una sección transversal semicircular . La Figura 18 es una vista de extremo del dispositivo en la Figura 17. La Figura 19 es una vista lateral, parcialmente en corte, de un agitador de plataforma única que utiliza elementos de criba conformado en canal con una disposición de elementos de criba lado por lado en el extremo de alimentación y una disposición de elementos de criba lado por lado en el extremo de descarga; La Figura 20 es una vista del extremo de descarga del dispositivo en la Figura 19 con el tanque de alimentación removido para claridad; La Figura 21 es una vista isométrica que muestra un elemento de criba reemplazable que se coloca plano (no preformado) arriba del canal poroso que se ha diseñado con una geometría en sección transversal y una longitud para acoplarse y retener el elemento de criba en la forma del canal poroso; La Figura 22 muestra un método alternativo para retener los elementos de criba conformados en canal dentro de los canales porosos; Las Figuras 23A, 23B y 23C ilustran un método para
preformar los elementos de criba; La Figura 24A es una vista en planta superior de un elemento de criba no plegado no formado mostrado parcialmente en línea punteada; La Figura 24B es una vista en sección transversal de la Figura 24A tomada a lo largo de las líneas de sección 8-8 de la Figura 24A; Las Figuras 24C, 24D, 24E, 24F, 24G y 24E ilustran impregnaciones de diseños alternativos asociados con la 24A; La Figura 25A es una vista en planta superior de un elemento de criba plegado no formado mostrado parcialmente en línea punteada; La Figura 25B es una vista en sección transversal de la Figura 25A tomada a lo largo de las líneas de sección 9-9 de la Figura 25A; La Figura 26 ilustra un método para retener los elementos de criba dentro del canal poroso; y La Figura 27 ilustra un método alternativo para retener los elementos de criba dentro del canal poroso. DESCRIPCIÓN DE LA MODALIDAD PREFERIDA La Figura 1 ilustra un separador de cribas vibratorio 1 de la modalidad preferida de la presente invención. El separador 1 incluye una base que también sirve como un colector 10 en el cual un alojamiento vibratorio 12 se instala de manera resiliente sobre resortes 14 (Figura 2)
que sirven como aislantes de vibración. El alojamiento 12 es un diseño de plataforma múltiple verticalmente apilada. La superficie de cribado de cada plataforma se crea mediante una disposición de los elementos de criba 24 conformados en tubo lado por lado con el material no cribado 100 fluyendo hacia el interior de los elementos de criba 24 conformados en tubo. La instalación resiliente del alojamiento 12 se proporciona mediante los resortes 14 (Figura 2). El alojamiento 12 se acciona mediante un dispositivo vibratorio tal como un par de generadores de movimiento 16 conectados al alojamiento 12 como se conoce en la técnica. Un tanque de alimentación 18 se instala sobre la base 10 y se conecta de manera fluida a un vertedero de distribución de alimentación fijo 20. El tanque de alimentación 18 presenta el material en el vertedero de distribución de alimentación fijo 20. El vertedero de distribución de alimentación fijo 20 incluye una boquilla de alimentación 21 que suministra fluido a un distribuidor de alimentación de múltiples tolvas 23 como se trata en más detalle abajo. Cada una de la pluralidad de tolvas 15, 17, 19 incluye múltiples boquillas de alimentación 22, 33, 37 estando cada boquilla conectada de manera fluida a un elemento de criba 24. Preferentemente, el elemento de criba 24 se conforma tubular. Los elementos de criba 24 se disponen sustancialmente de manera horizontal en preferentemente una o más plataformas 31, 35 y 39 que tienen
un extremo conectado a las boquillas de alimentación 22, 33, 37. Los extremos de descarga 56 de los elementos de criba 24 se retienen por los soportes de tubo del extremo de descarga 60 en el extremo de descarga 25 del alojamiento 12. Como se ilustra en la Figura 12, las boquillas de alimentación 22 son cónicas de manera que se ajustarán dentro de los elementos 24 proporcionando así una conexión de sello hermético a líquido. El extremo de descarga 56 del elemento de criba 24 se retiene y soporta por los retenedores 62 del extremo de descarga conformado cónico unidos al soporte 60 de la criba del extremo de descarga. El extremo de descarga 56 del elemento de criba 24 se ajusta dentro del retenedor 62 del extremo de descarga permitiendo la descarga no restringida de sólidos sobredimensionados (no mostrada en la Figura 12). Las boquillas 22, 33, 37 (Figura 1) y los retenedores 62 del extremo de descarga se hacen de material resiliente para evitar la fuga alrededor de los elementos de criba 24. Cada plataforma 31, 35, 39 (Figura 1) de los elementos de criba 24 tendrá un soporte 60 de criba del extremo de descarga independiente que permite a los elementos de criba 24 recolocarse sobre cada plataforma 31, 35, 39 (Figura 1) de manera independiente. Los retenedores 62 del tubo del extremo de descarga son ajustables dentro del soporte 60 de criba del extremo de descarga para proporcionar
la fuerza adecuada contra los elementos 24 para una retención positiva. El diámetro de los elementos de criba 24 puede ser entre una a seis pulgadas, preferentemente entre dos a tres pulgadas. El número de elementos de criba 24 colocados lado por lado puede ser hasta veinticuatro o en algunos casos especiales incluso de hasta cincuenta cuando se utilizan los elementos de criba 24 de una pulgada y tan bajo como tres cuando se utilizan elementos de criba 24 de seis pulgadas. La Figura 3 ilustra el flujo de fluido paralelo sobre tres plataformas. Bajo cada plataforma 31, 35, 39
(Figura 2) de los elementos de criba 24 se encuentra un depósito de reflujo 26 que dirige el material cribado 29 pasando a través de cada elemento de criba 24 hacia el extremo de alimentación 11 del alojamiento 12. El material cribado 29 fluye entonces por gravedad hacia el colector 41 a través de los tubos de drenaje 40. Los tubos de drenaje 40 no se requieren para la modalidad preferida. Estos pueden omitirse debido a que el material cribado 29 fluiría entre las boquillas de alimentación 22, 33, 37 y de cualquier forma el flujo por gravedad hacia el colector 41. Los tubos se muestran a fin de ilustrar mejor el flujo paralelo. Los sólidos sobredimensionados 13 que salen de los elementos de criba 24 se dirigen sobre los rebordes de descarga 28, 30 y 32 en los diversos niveles de los elementos de criba 24 hacia un depósito de rechazo (no mostrado) .
Los elementos de criba 24 se construyen de una o más capas de medios de criba que se han formado en una forma tubular de extremo abierto con la superficie de cribado ya sea uniforme o corrugada (Figura 9B) . Se prefiere la geometría en sección transversal circular del elemento de criba 24 (Figura 8B) . Sin embargo, puede utilizarse la forma elíptica, rectangular o de cualquier otra forma geométrica similar capaz de contener el flujo de fluido. Los medios de criba con el tamaño de abertura más fino 50 (Figura 8A) se colocan sobre el diámetro interior y las capas de medios de criba subsecuentes 51, 52 son progresivamente más gruesos hacia el diámetro exterior. Puede utilizarse cualquier combinación de los medios de criba en estos elementos de criba 24. La rigidez y resiliencia adecuadas se suministra típicamente por la capa exterior más gruesa 52 del elemento de criba 24. Alternativamente, la rigidez o resiliencia del elemento de criba 24 puede incrementarse al plegar los medios de criba (Figura 9A) o al utilizar un tubo de metal poroso como la capa más exterior 52. Puede requerirse resiliencia o rigidez adicional para que los elementos de criba 24 soporten la carga de sólidos, la carga de líquido o la vibración producida por los generadores de movimiento 16 en algunas condiciones del proceso. Los elementos de criba 24 pueden reemplazarse individualmente según se requiera cuando los
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medios de criba se desgasten o rompan por las condiciones del proceso. El elemento de criba 24 puede incorporar además impregnaciones de plástico o directores de flujo elevados 63 sobre el diámetro interior del elemento de tubo de criba 24 (Figura HA y 11B) para incrementar el desempeño de separación o auxiliar en el transporte de sólidos. En una modalidad alternativa preferida ilustrada en la Figura 4, los depósitos de reflujo 26 y el distribuidor de alimentación por tolva 23 puede disponerse para crear el flujo en serie en donde todo el material no cribado 100 entra a la tolva más superior 17 que dirige primero el fluido hacia los elementos de criba 24 sobre la plataforma superior 31. El material cribado 29 pasa a través de la plataforma superior 31 de los elementos de criba 24, se dirige entonces por el depósito de reflujo 26 de manera subsecuente hacia la tolva media 19 alimentando las boquillas 33 sobre la plataforma media 35 de los elementos de criba 24. El material cribado 29 pasa a través de la plataforma media 35 de los elementos de criba 24, se dirige hacia la tolva más inferior 15 alimentando las boquillas 37 de la plataforma más inferior 39 de los elementos de criba 24. El flujo de fluido en serie permite a los elementos de criba 24 de tamaño de abertura más pequeña utilizarse sobre las plataformas inferiores sin preocuparse del daño o sobrecarga debido a la capacidad para cribar sólidos más gruesos sobre las
plataformas superiores produciendo una eficiencia de cribado sustancialmente mayor. Aunque se muestran tres plataformas en la Figura 4, pueden agregarse, emplearse y alimentarse plataformas adicionales en flujo de fluido en serie. En una tercera modalidad preferida ilustrada en la
Figura 5, la plataforma más inferior 39 se utiliza para monitorear la calidad del material cribado 29 que se presenta corriente abajo del separador vibratorio. Los elementos de criba 24 seleccionados para su instalación sobre la plataforma más inferior 39 preferentemente tendrán aberturas que son más grandes que las aberturas en los elementos de criba 24 instalados sobre las plataformas superiores 31, 35 para el propósito de control de calidad en lugar de cribado. Esto se lleva a cabo mediante (A) alimentar el material no cribado 100 hacia las plataformas superiores en flujo de fluido paralelo e instalar los elementos de criba 24 con aberturas de tamaño idéntico sobre las plataformas superiores 31, 35 o (B) alimentar el material no cribado a las plataformas superiores en flujo en serie con elementos de criba 24 progresivamente más finos sobre las plataformas 31, 35 arriba de la plataforma más inferior 39. (Solo se muestran tres plataformas pero pueden emplearse más de tres plataformas) . Tanto en el caso A como en el caso B anteriores, todo o una porción del material cribado 29 proveniente de las plataformas superiores 31, 35 se dirige
entonces hacia la plataforma más inferior 39 que tiene elementos de criba 24 instalados con aberturas de mayor tamaño que las aberturas en los elementos de criba 24 instalados en las plataformas superiores 31, 35. La plataforma más inferior 39 rechaza los sólidos sobredimensionados 13 solo en el caso de una falla de los elementos de criba superiores o cuando por otras razones el material no cribado 100 se presenta con el material cribado 29 proveniente de las plataformas superiores 31, 35. Los sólidos sobredimensionados 13 provenientes de los elementos de criba 24 instalados sobre la plataforma más inferior 39 pueden descargarse, por ejemplo, en un alimentador helicoidal 43 o dispositivo similar para separar y recolectar los sólidos sobredimensionados 13 proporcionando así una indicación a través de la instrumentación o inspección visual que los sólidos gruesos 13 no deseados se presentan con el material cribado 29 corriente debajo de las plataformas superiores 31, 35. Como se ilustra en la Figura 6, también es importante tener la capacidad de ajustar el ángulo del alojamiento 12 que contiene los elementos de criba 24 en relación a una posición de 0 grados con respecto al horizonte. Un ángulo ascendente máximo de más cinco grados debe ser suficiente para producir la sequedad deseada de los sólidos. Un ángulo ligeramente descendente de menos tres
grados se desea para mejorar el transporte de los sólidos sobredimensionados 13 retenidos dentro de los elementos de criba 24 hacia el extremo de descarga 25 del alojamiento 12. Como se ilustra en la Figura 7, el distribuidor de alimentación de múltiples tolvas 23 evita que el material no cribado 100 se "aisle" o fluya preferentemente a través del conjunto de elementos de criba 24 sobre la plataforma más inferior 39 cuando se alimentan las plataformas 31, 35, 39 en flujo de fluido paralelo. Los vertederos de sobreflujo 34, 36 se proporcionan para asegurar que el flujo del material no cribado 100 entre al distribuidor de alimentación de múltiples tolvas de manera secuencial, llene primero la tolva más superior 17, después llene la tolva media 19 y por último llene la tolva más inferior 15. La salida 21 del vertedero de sobreflujo 20 dirige el material no cribado 100 primero hacia la tolva 17 que alimenta los elementos de criba 24 sobre la primera plataforma 31. Si el volumen de la tasa de flujo es suficientemente elevado, el material no cribado 100 rebosará el vertedero de rebosamiento más superior 34 para alimentar el material no cribado 100 a la segunda tolva 17 del distribuidor de alimentación por tolva 23 dando como resultado así que el material no cribado 100 entre a los elementos de criba 24 en la segunda plataforma 35. Si el volumen de la tasa de flujo es suficientemente elevado, el material no cribado 100 rebosará el vertedero de rebosamiento
medio 36 para alimentar el material no cribado 100 hacia la tolva más inferior 15 del distribuidor de alimentación por tolva 23 dando así como resultado que el material no cribado entre a los elementos de criba 24 en la tercer plataforma 39. En caso de tasas de flujo extremadamente altas del material no cribado 100, el distribuidor de alimentación por tolva 23 puede rebosar el vertedero de desahogo 38 de manera que el exceso de flujo vaya sobre los elementos de plataforma superiores 24 proporcionando una indicación visual o alarma de instrumentos de que existe una condición de sobreflujo. (Aunque se muestran tres plataformas, pueden agregarse, pueden emplearse y alimentarse plataformas adicionales en flujo de fluido paralelo) . Pueden utilizarse los métodos alternativos para controlar el flujo de material no cribado 100 en las diversas plataformas. Estos pueden incluir pero no limitarse a restringir el flujo de material no cribado 100 a través de las boquillas de alimentación 22, 23 y 37 al variar los tamaños de orificio de las boquillas de alimentación 22, 33, 37 con válvulas de control de flujo, válvulas de control de flujo pulsante y/o dispositivos similares. Como se ilustra en la Figura 10A y 10B pueden utilizarse métodos alternativos para mejorar la eficiencia de la separación de los elementos de criba 24. Al restringir el diámetro de descarga 48 (Figura 10B) del elemento de criba
24, puede incrementarse el volumen de material no cribado (no mostrado) retenido en el elemento de criba. El volumen incrementado, aumenta la presión hidrostática ejercida por el material no cribado (no mostrado) sobre el diámetro interno de los elementos de criba 24, forzando así al material cribado (no mostrado) a través de los elementos de criba 24 a una tasa mayor. Una boquilla de restricción 55 (Figura 10A) se moldea o une en el diámetro interno del extremo de descarga 56 del elemento de tubo de criba 24. Una forma de cono truncado 59 forma el diámetro interno sobre el lado corriente arriba 58 del orificio de restricción 55 permitiendo que los sólidos sobredimensinados (no mostrados) se transporten fuera del elemento de criba 24. Una cuarta modalidad preferida se ilustra en la Figura 13 en donde gira una alojamiento conformado de manera cilindrica 92. El material no cribado se dirige en flujo paralelo a través de uno o más arreglos circulares concéntricos 71, 75, 79 (Figura 14) de los elementos de criba tubular 24. Se prefiere que el alojamiento 92 se vibre simultáneamente por un módulo de vibración 16 mientras gira aunque la vibración no necesariamente es para la separación en algunos procesos. Los elementos de criba 24 se disponen en arreglos circulares concéntricos 71, 75, 79 (Figura 14) que incrementan el diámetro de la línea central del alojamiento cilindrico 92 en lugar de en las plataformas
horizontales de las modalidades previamente tratadas. El alojamiento 92 se soporta por elementos de rodillo 76 (Figura "14) que permiten al alojamiento girar a velocidades por debajo de la velocidad crítica a fin de permitir que el material no cribado 100 permanezca en la parte inferior de las tolvas de alimentación 95, 97 y 99. Un tubo de alimentación fijo 70 (no giratorio, no vibratorio) introduce el material no cribado 100 en el distribuidor de alimentación por tolva 73 que dirige el material no cribado 100 primero hacia la tolva de alimentación más interna 95 que se conecta de manera fluida a los elementos de criba 24 del arreglo circular más interno 71. El material no cribado 100 se evita de "aislarse" o preferentemente de fluir a través de los elementos de criba 24 conectados de manera fluida a la tolva de alimentación media 97 o la tolva de alimentación más externa 99 por el diseño del distribuidor de alimentación por tolva 73. El distribuidor de alimentación de múltiples tolvas 73 se construye de manera que el material no cribado 100 rebose en una forma de cascada secuencialmente desde la tolva más interna 95 hacia la tolva media 97, hacia la tolva más externa 99 según se requiera para manejar la tasa de alimentación creciente de material no cribado 100. El material no cribado 100 fluye a través del tubo de alimentación fijo 70 y entra primero a la tolva de alimentación más interna 95. Los elementos de criba 24 en el
arreglo más interno 71 se conectan de manera fluida a la tolva más interna 95 y cribarán todo el material no cribado 100 hasta que el incremento de la tasa de alimentación alcance el "punto de rebosamiento" haciendo que el material no cribado 100 rebose el vertedero más interno 94 y entre a la tolva 97. Los elementos de criba 24 en el arreglo medio 75 se conectan de manera fluida a la tolva media 97 y cribarán el material no cribado 100 presentándose en la tolva media 97 hasta que los incrementos de la tasa de alimentación adicionales alcanzan un "punto de rebosamiento" haciendo que el no cribado 100 rebose el vertedero medio 96 y entre a la tolva 99. En caso de un flujo extremadamente mayor, el distribuidor de alimentación por tolva 73 puede rebosar el vertedero de desahogo 98 y el exceso e material no cribado 100 fluirá sobre el arreglo más interno de los elementos de criba 24 y rebasarán el extremo de descarga 93 del alojamiento 92 proporcionando así una indicación a través de la instrumentación o inspección visual de que existe una "condición de inundación" y que el material no cribado 100 se esta perdiendo con los sólidos sobredimensionados 13. Los depósitos de reflujo 77, 78 dirigen el material cribado 29 hacia el extremo de alimentación 91 del alojamiento 92 en donde el material cribado 29 fluye por gravedad entre las boquillas de alimentación 22,23 respectivamente y se recolecta en el diámetro interior 89 del alojamiento 92.
(Aunque se muestran tres arreglos concéntricos, pueden agregarse, emplearse y alimentarse arreglos adicionales en flujo de fluido paralelo) . Un tubo de evacuación fijo 72 retira el material cribado 29 del diámetro interno 89 del alojamiento92 a medida que se recolecta en el extremo de alimentación 91. La evacuación del material cribado 29 a través del tubo de evacuación 72 requerirá una bomba (no mostrada) capaz de superar la aspiración. El ligero vacío creado por la bomba (no mostrado) ayudará al confinamiento de los humos y mejorará la separación. Alternativamente, el material cribado puede descargarse por gravedad a partir de alojamiento a través de las boquillas (no mostradas) que penetran la pared del alojamiento 92 en el extremo de alimentación 91 permitiendo que el material cribado 29 se presenta en el colector 41 (Figura 15). El alojamiento 92 se gira mediante la banda 80 o la transmisión por cadena unida al motor accionador externo 90. Alternativamente, el alojamiento puede girarse mediante un motor accionador (no mostrado) unido a uno o más de los elementos giratorios 76 (Figura 14) que soportan y centran el alojamiento 92. Alternativamente, en lugar de girar el alojamiento 12, el alojamiento 12 puede oscilarse hacia delante y hacia atrás a través de un ángulo que se aproxima a los 360 grados mediante el motor 90 unido al alojamiento 12 para efectuar la misma separación de cribado. Tanto en el caso de rotación como en
el caso de oscilación, se prefiere la vibración pero no se requiere . En una quinta modalidad preferida se ilustra en la Figura 15, un material no cribado 100 que se dirige en flujo de fluido en serie a través de uno o más arreglos circulares 71, 75, 79 de elementos de criba tubular 24. El flujo en serie se lleva a cabo al aislar la tolva de alimentación media 97 y la tolva de alimentación más exterior 99 del tubo de alimentación fijo 70 que introduce el material no cribado 100 en la tolva de alimentación más interior 95 que se encuentra conectada de manera fluida a los elementos de criba 24 del arreglo circular más interior 71. El flujo de fluido en serie, del material no cribado 100 se dirige primero a través de los elementos de criba 24 conectados de manera fluida a la tolva más interior 95. El material cribado 29 que pasa a través de los elementos de criba 24 conectados de manera fluida a la tolva más interior 95 se dirige mediante el depósito de reflujo 77 hacia la tolva de alimentación 97. La tolva de alimentación 97 se conecta de manera fluida a los elementos de criba 24 del arreglo circular medio 97. El material cribado 29 que ha pasado a través de los elementos de criba 24 conectados de manera fluida a la tolva de alimentación media 97 se dirige entonces mediante el depósito de reflujo 78 hacia la tolva de alimentación 99. La tolva de alimentación 99 se conecta de manera fluida a los elementos
de criba 24 del arreglo circular más exterior 79. El material cribado 29 que ha pasado a través de los elementos de criba 24 conectados de manera fluida a la tolva de alimentación 99 sale entonces del alojamiento a través del tubo de evacuación fijo 72 previamente tratado o mediante la alternativa no preferida de salida a través de las boquillas (no mostradas) que penetran el alojamiento 92 permitiendo que el material cribado 29 se presente en el colector 41. La disposición de flujo en serie en donde el arreglo más interior 71 (Figura 14) de los elementos de criba 24 tienen aberturas de tamaño mayor al del arreglo medio 75 (Figura 14) de los elementos de criba 24 y el arreglo más exterior 79 (Figura 14) de los elementos de criba 24 provee el retiro secuencial de sólidos en base al tamaño de partícula para evitar que los sólidos gruesos dañen los elementos de criba más finos 24 instalados en los arreglos medio y más exterior 75, 79, incrementando así la vida del elemento de cribado para los elementos de criba más finos 24 y mejorando la separación. La disposición de flujo en serie en donde todos los arreglos circulares de los elementos de tubo de criba 24 tienen igual grosor no se prefiere pero incrementará la tasa de rechazo de los sólidos sobredimensionados (no mostrados) como resultado del cribado redundante. Como se trató previamente ya sea en el flujo en serie o en el flujo paralelo, la plataforma más inferior 79
(Figura 14) puede tener elementos de criba 24 seleccionados de manera que el tamaño de abertura sea mayor que el tamaño de abertura de los elementos de criba 24 instalados en los arreglos interiores 71, 75. Todo o una porción del flujo de material cribado 29 que pasa los arreglos interiores 71,75 puede dirigirse al arreglo más exterior 79 a fin de monitorear la calidad del proceso de separación como se trató i previamente. Esta modalidad puede tener una o más plataformas separadas, preferentemente de una a cuatro. También es importante tener la capacidad de ajustar el ángulo del alojamiento 92 con los elementos de criba 24 en relación a la posición horizontal mostrada en la Figura 13 de 0 grados. Un ángulo ascendente máximo de más cinco grados (Figura 13) debe ser suficiente para producir la sequedad de los sólidos deseada. UN ángulo ligeramente descendente (Figura 13) de menos 3 grados puede ser necesario en algunos casos para mejorar la transferencia de los sólidos sobredimensionados dentro de los elementos de criba 24 hacia el extremo de descarga 93 del alojamiento 92. En la sexta modalidad preferida, los elementos de criba 240 conformados en canal (Figura 16) pueden remplazar los elementos de criba 24 conformados en tubo. Como se ilustra en la Figura 16, se crea la superficie de cribado cuando un elemento de criba 240 plegable y resiliente, construido de una o más capas de medios de cribado que se han
unido en una instalación se inserta en un canal poroso rígido 250. Para claridad, en la Figura 16 el elemento de criba 240 se muestra para preformarse en la forma del canal poroso 250 y colocarse a la distancia 235 por arriba del canal poroso rígido 250, como si estuviera listo para instalarse. Sin embargo también pueden emplearse los elementos de criba 240 no realizados planos (Figura 21). Si se preforma, el elemento de criba 240 (Figura 16) debe tener un radio preformado igual o mayor al radio del canal poroso 250 a fin de utilizar la resiliencia del elemento de criba 240 para adaptarse al canal poroso 250. El canal poroso 250 se forma preferentemente en una forma semi-circular; sin embargo, pueden utilizarse otras formas. Por ejemplo, la geometría en sección transversal puede ser en forma de "V", semi-circular, semi-elíptica, catenaria, hiperbólica, o de cualquier otra forma geométrica similar capaz de canalizar el flujo de fluido. El radio preferido del canal se encuentra entre una y tres pulgadas. Pueden utilizarse otras dimensiones dependiendo de los requerimientos del proceso. La Figura 16 muestra la forma semi-circular preferida del canal poroso 250. Cada canal poroso 250 tendrá pliegues cortos 230 dirigidos hacia el interior desde ambos lados. El elemento de criba 240 se fabrica de manera que el perímetro curvo 242 del elemento de criba 240 se ajuste herméticamente al perímetro curvo 252 por debajo de los
pliegues interiores cortos 230 del canal poroso 250. El elemento de criba 240 se presiona en el canal poroso 250 al colocar un borde largo 244 del elemento de criba 240 bajo el doblez interior corto 230 en un lado del canal poroso rígido 250 e impulsar el resto del elemento de criba 240 hacia el canal 250 y asegurar el borde largo opuesto 244 del elemento de criba 240 bajo el doblez interior corto opuesto 230. El elemento de criba 240 se conformará a la forma del canal poroso 250 soportándose asi por el canal poroso 250 debido a (a) la resiliencia del elemento de criba 24, (b) debido a la carga de líquido y sólidos del material no cribado (no mostrado) , y (c) la presión diferencial (no mostrada) utilizada para impulsar el líquido o gas a través de la capa o capas del elemento de criba 240 en la dirección que normalmente fluye el material cribado a través del elemento de criba 240, (d) las fuerzas compresivas creadas al formar los medios de criba en la forma del perímetro curvo 242 del canal poroso 250. En el caso de que se emplee la malla de alambre como medios de cribado, los alambres, no mostrados que corren paralelos al perímetro curvo 242 del elemento de criba 240 se fuerzan en compresión para igualar el perímetro curvo 252 del canal poroso 250 por debajo de los dobleces interiores 230. Se evita que los elementos de criba se transporten mediante movimiento vibratorio fuera del canal poroso 250 al igualar la lengüeta de retención 200 sobre el
elemento de criba 240 a la ranura de retención 220 sobre el canal poroso 250. La Figura 22 ilustra un mecanismo alternativo de retención del elemento de criba, en donde una lengüeta rígida 81 se une de manera permanente al extremo de descarga de cada canal poroso 250 para evitar que el elemento de criba no mostrado se transfiera fuera del canal poroso 250 debido al movimiento vibratorio. La lengüeta de retención 81 se coloca inmediatamente por debajo del doblez interior corto 230 sobre el canal poroso para evitar la interferencia con la descarga de los sólidos rechazados (no mostrados) . El sujetador 160 es lo suficientemente pequeño para no interferir con la carga final del elemento de criba 240 (no mostrado) hacia el canal poroso 250. El elemento de criba 240 se restringe adicionalmente de movimiento mediante la laminación o unión de las lengüetas de retención 200 en los bordes largos 244 del elemento de criba 240. Las lengüetas de retención 200 se ajustan enana o más ranuras 220 que se han cortado o formado en los dobleces interiores cortos 230 del canal poroso rígido 250. La Figura 17 muestra una modalidad alternativa en donde el separador de múltiples plataformas utiliza elementos de criba conformados en canal 240 en lugar de los elementos de criba conformados en tubo 24 (Figura 1) para el flujo paralelo sobre tres plataformas 31, 35 y 39. La Figura 18
muestra la vista del extremo de descarga del separador de múltiples plataformas en la Figura 17 utilizando los elementos de criba conformados en canal 240. La sustitución de los elementos de criba conformados en canal 240 permite que la separación vertical 260 (Figura 18) entre las plataformas 31, 35 y 39 se disminuya, disminuyendo así la altura total del separador vibratorio o permitiendo que plataformas se agreguen para más capacidad de cribado. El espaciamiento horizontal lado por lado 270 (Figura 18) debe minimizarse para maximizar el área de cribado. Aunque se muestran tres plataformas en las Figuras 17 y 18 pueden agregarse o emplearse plataformas adicionales. Esta modalidad puede utilizarse con ambas configuraciones, la alimentación paralela (Figura 1) y la alimentación en serie (Figura 4) previamente tratadas para los elementos conformados tubulares. De manera similar, la plataforma más inferior 38 (Figura 18) puede tener elementos de criba 240 (Figura 17) seleccionados de manera que la abertura sea mayor en tamaño que las aberturas en los elementos de criba 240 instalados en las plataformas superiores 31, 35. Todo o una porción del flujo de material cribado 29 proveniente de las plataformas superiores 31, 35 puede dirigirse hacia la plataforma más inferior 39 a fin de monitorear la calidad del proceso de separación como se trató previamente. Esta modalidad puede tener una o más plataformas separadas,
preferentemente de una a cuatro. La Figura 19 muestra una modalidad alternativa, en donde un separador vibratorio utiliza múltiples disposiciones de elementos de criba 240 conformados en canal lado por lado en una sola plataforma. Como se ilustra, dos disposiciones del elemento de criba 240 conformado en canal lado por lado se ubican en el mismo plano de manera que el extremo de descarga 25 de una disposición de elementos de criba lado por lado empalma el extremo de alimentación 11 de la siguiente disposición de elementos de criba lado por lado 240 formando así una plataforma de cribado más grande y más área de cribado. Esta configuración proporcionará un área de cribado mucho mayor dando como resultado mayor capacidad. La plataforma única puede prolongarse al empalmar hasta cinco o más arreglos de multi-elementos (dos se muestran en la Figura 19) de los elementos de criba conformados en canal 240 para eficiencia de cribado adicional y aún mayor capacidad. La Figura 20 ilustra el extremo de descarga de un cribador vibratorio de una sola plataforma descrito anteriormente. Los elementos de criba 240 conformados en canal se insertan fácilmente en los canales porosos 250 (Figura 16) desde arriba facilitando así el reemplazo individual de los elementos de criba 240 sobre la plataforma única sin necesidad de un espacio no obstruido sobre el extremo de descarga para extraer o insertar los elementos de criba 240.
Como se ilustra en las Figuras 23A, 23B, 23C, preformar los elementos de criba a la geometría del canal puede necesitar tener lugar sobre una prensa 180 para evitar la distorsión de algunos medios de cribado cuando los elementos de criba 24 se insertan en los canales 250. La geometría transversal de la sección macho de la prensa 180 será la misma forma pero de un diámetro o ancho ligeramente mayor que el canal poroso para el cual se propone la prensa 180 para hacer los elementos de criba 20. Una sección hembra 185 de la prensa se utiliza para formar los medios de cribado a la geometría deseada para proporcionar la forma resiliente que se ajusta a las características de los elementos de criba cuando se insertan en el canal poroso 250. Pueden formarse los medios de cribado de capa única o múltiple en elementos de criba 24. Cuando se construyen en capas lo elementos de criba, los medios de cribado más finos, tales como la capa media 86, se colocan sobre la sección macho de la prensa primero con las capas subsecuentes y más gruesas de los medios de cribado, tales como los medios de cribado 83, siguiendo hacia el exterior. Puede utilizarse una capa 85 de material laminar de plástico o pegamento entre los medios de cribado más finos y un medio de cribado más grueso. La obturación o impregnación de los bordes del elemento de criba también puede tener lugar mientas se forman en la prensa los medios de cribado.
Como se ilustra en las Figuras 24Ay 24B y 25A y 25B también pueden utilizarse los elementos de criba no formados. La Figura 24A es un elemento de criba no plegado comprendido de una o más capas de medios de cribado. Las Figuras 24C a 24G detallas las configuraciones alternativas del plástico 85 impregnado. La Figura 25 es un elemento de criba plegado comprendido de una o más capas de medios de cribado. Se muestran dos capas en ambas figuras por motivos de claridad. Los medios de cribado más finos, tales como la capa media 86, serán la capa más interna de manera que el material no cribado pase primero a través de los medios de cribado más finos. La otra capa 83 será los medios de cribado más gruesos para agregar resistencia y rigidez al elemento de criba 24. El borde largo 101 del elemento de criba 24 no es una superficie transportadora o de cribado y puede obturarse al ribetear los medios de cribado, mediante un borde de hoja metálica plisada, impregnación de hule o un plástico o epoxia. La forma en U o el borde corto 120 necesitarán no ser obstructivos al flujo de la partícula sobredimensionada o el fluido portador y puede obturarse mediante ribete o mediante impregnación de plástico o epoxia. Esta obturación proporciona una sello que evita que los sólidos se recolecten entre las capas de la tela de alambre. La Figura 26 ilustra el sujetador de retención 160 que se une de manera permanente a cada canal poroso 250 en la
salida del canal 250 para evitar que el elemento de criba (no mostrado en la Figura 26) se transfiera fuera del canal 250 debido al movimiento vibratorio. El sujetador 160 se coloca inmediatamente por debajo del reborde 130 sobre el canal poroso 250 para evitar la interferencia con la transferencia de sólidos que tiene lugar sobre la superficie inferior del canal 250. El sujetador 160 es lo suficientemente pequeño para no interferir con la carga final de los elementos de criba 24 hacia el canal poroso 250. La Figura 26 también muestra el extremo de alimentación 140 en donde no se requiere el sujetador 160. La Figura 27 indica un elemento de criba alternativo diseñado en donde se unen las cintas delgadas 200 a los medios de cribado en los elementos de criba 24 preformados. Las cintas 200 se colocan sobre el elemento de criba para igualar las incisiones 220 en los rebordes 130 sobre los canales porosos 250. Las cintas 200 sirven para dos propósitos (a) retener el elemento de criba 24 dentro del canal 250 y (b) facilitar el retiro del elemento de criba 24. De acuerdo con lo anterior, se describe un sistema de cribas mejorado para incrementar el área de cribado disponible. Aunque se han mostrado y descrito las modalidades y aplicaciones de esta invención, será aparente para los expertos en la técnica que pueden ser posibles más modificaciones sin apartarse del concepto inventivo en la
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presente .