MXPA98010552A - Clasificador de aire con accion centrifuga - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a un separador neumático del tipo de acción centrífuga que comprende:un rotor que tiene un eje vertical, dicho rotor tiene una pluralidad de paletas distribuidas alrededor de una periferia de la misma;un alojamiento que contiene dicho rotor, dicho alojamiento tiene un medio para la entrada de aire y un medio para la entrada de material, dicho medio para la entrada de material hace pasar el material hacia dicho rotor, alojamiento tiene un medio de conducto de descarga para hacer pasar el cargo con una fracción fina del material, dicho alojamiento tiene un medio de salida para hacer pasar una fracción gruesa del material desde dicho rotor, dicho medio de entrada del aire hace pasar el aire a una periferia de dicho rotor a través de canales formados entre las paletas adyacentes de dicha pluralidad de paletas de modo que el airefluye dentro de dicho rotor hacia los medios del conducto de descarga, estando dividido dicho rotor para definir por lo menos dos pasajes separados por el que el aire del medio de entrada de aire fluye hacia dichos medios del conducto de descarga como por lo menos dos corrientes separadas en relación paralela, dicho rotor comprende un medio de ajuste de canal conectado con al menos alguna de dicha pluralidad de paletas para variar unárea de sección transversal de alguno de dichos canales;y medios de ajuste conectados con dicho rotor para ajustar un gasto de por lo menos una de dichas corrientes separadas.

Description

CLASIFICADOR DE AIRE CON ACCIÓN CENTRIFUGA CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a un separador neumático que tiene una acción centrifuga designada para graduar o clasificar material en grano en fracciones finas o fracciones gruesas y que comprende de un rotor con un eje vertical . provisto con aspas distribuidas de forma regular sobre su periferia, paletas guia ubicadas alrededor del rotor, a lo largo de unas lineas que generan un cilindro ficticio; el separador es capaz de impartir en una corriente de aire u otro gas que penetra en el cilindro ficticio, un movimiento de rotación alrededor del eje del cilindro, y una caja que encierra al rotor y a las paletas guia. Está equipado con una o más entradas para el aire y para el material a ser clasificado, con un orificio de salida ubicado sobre o debajo del rotor y a través del cual se succiona la corriente de aire cargada con la fracción fina del material, y con por lo menos una salida para la fracción gruesa, el aire penetra en el rotor y en su periferia, a través de canales formados entre las aspas y circula dentro del rotor hacia el orificio de salida.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN En un separador de este tipo, el material a ser P1772/98MX clsificado y la corriente de aire se pueden introducir de forma separada dentro del espacio con una sección anular delimitada por las paletas guia y el rotor, o el material a ser clasificado puede suspenderse en la corriente de aire antes de que ésta última sea admitida dentro del espacio, a través de las paletas; entonces, la corriente de aire penetra en el rotor y se escapa a través del orificio de salida. En ambos casos, la corriente de aire y el material a ser clasificado se someten a rotación, alrededor del eje del rotor, en el espacio con una sección anular contenida entre el rotor y las paletas guia. Las partículas que forman la sección gruesa del material se proyectan por la fuerza centrifuga generada por la rotación contra las paletas guia y caen por el efecto de gravedad dentro de un embudo recolector provisto con un orificio de evacuación, mientras que las partículas que forman la fracción fina se introducen por la corriente de aire a través del rotor y del orificio central de salida. La fracción fina que se separa contiene todas las partículas del tamaño menor a un primera dimensión determinada, mientras que la fracción gruesa contiene prácticamente todas las partículas de tamaño mayor a una segunda dimensión, que es mayor a la primera dimensión. Además, las dos fracciones contienen partículas del tamaño P1772/98MX intermedio entre la primera dimensión y la segunda dimensión. Esto se refleja por la curva de distribución que consta de dos porciones esencialmente horizontales unidas por una porción inclinada, cuya pendiente caracteriza el separador. La distribución de las partículas de tamaño intermedio en una u otra de las fracciones, caracteriza la precisión de discriminación del separador. En general, se intenta obtener, por construcción, una discriminación que sea tan marcada como sea posible entre las dos fracciones, es decir, reducir el intervalo entre el primer y el segundo tamaño, que se refleja mediante una curva de distribución con una pendiente pronunciada. En ciertos casos, el producto que se desea obtener tiene que tener una distribución de tamaño de grano diferente al de la fracción, ya sea fina o gruesa, que se obtiene mediante el separador de este tipo. Esto se aplica, en particular, al cemento que se obtiene al moler por compresión la escoria del cemento. Hasta ahora, la única solución al problema fue utilizar dos separadores colocados en serie o en paralelo y ajustar las diferentes dimensiones de discriminación. Esto representa una solución muy costosa.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN P1772/98MX El objetivo de la presente invención es perfeccionar los separadores del tipo mencionado, lo cual es posible al ajustar la pendiente de la curva de distribución en una manera simple, es decir modificar la distribución del tamaño del grano de las partículas, cuyo tamaño está entre la primera y la segunda dimensiones. El separador de acuerdo con la invención se caracteriza en que el aire que circula a través del rotor se divide en por lo menos dos corrientes separadas, y el rotor está equipado con mecanismos para ajustar la velocidad y/o gasto del flujo en por lo menos una de las corrientes. Si la velocidad de las dos corrientes de aire a través de los canales provistos entre las aspas del rotor se ajustan a diferentes valores, las fuerzas de arrastre ejecutadas por las dos corrientes sobre una partícula de una masa determinada y las dimensiones determinadas serán diferentes; en los canales a través de los cuales fluye la corriente de aire a una velocidad reducida, el balance entre las fuerzas de arrastre y las fuerzas centrifugas que corresponden a la malla de discriminación teórica, se presentará para una dimensión más pequeña de partícula que para una dimensión para la cual el balance se presentó en los otros canales con una velocidad de aire más alta. De esta manera, todo se llevará a cabo como si hubiera dos P1772/98MX separadores en paralelo con mallas de diferente discriminación; al ajustar las velocidades de las corrientes de aire, las mallas de discriminación pueden ajustarse y, consecuentemente, la distribución del tamaño del grano de las partículas en el producto terminado. Los mecanismos para ajustar la velocidad y/o gasto de flujo de las corrientes de aire se pueden formar por mecanismos para variar la sección de entrada de por lo menos algunos canales provistos entre las aspas del rotor y/o con mecanismos para variar las secciones de paso de las aberturas a través de las cuales escapan las corrientes de aire del rotor. En conformidad con una forma particular de la modalidad, el rotor está dividido en sectores por paredes divisorias verticales dispuestas en forma radial, y cada sector se comunica con el orificio de salida de aire mediante una abertura provista con los mecanismos para ajustar la sección de paso que se puede formar, por ejemplo, al montar compuertas y diafragmas con pivotes. En esta forma de la modalidad, las paredes divisorias radiales desempeñan una función anti-vórtice del segundo grupo de aspas del separador, de acuerdo con la Patente Francesa No. 90 01673 a nombre del solicitante. Para variar la sección de los canales formados entre las aspas del rotor, se pueden usar las placas P1772/98MX dispuestas en los canales, cada placa es móvil, por ejemplo, por rotación sobre un eje paralelo al eje del rotor, entre una primera posición, en la cual prácticamente deja libre toda la sección del canal respectivo, y una segunda posición, en la cual cierra completamente el canal. Por ejemplo, se puede seleccionar colocar en la salida del canal dos placas montadas por pivotes en el eje vertical dispuesto en el plano medio del canal; con el uso de un mecanismo apropiado las placas se pueden llevar desde una primera posición en la cual se presionan una con otra y se colocan prácticamente en el plano medio, hacia una segunda posición en la cual sus extremos libres se apoyan en los extremos de las aspas que delimitan el canal. De manera alternativa, algunas aspas del rotor se pueden orientar sobre los ejes verticales para que sus extremos puedan sostenerse contra una aspa vecina para cerrar el canal que delimitan. Otra solución es producir las aspas en dos porciones, una parte fija y otra parte móvil, que se pueden orientar por rotación sobre un eje vertical. Por ejemplo, una de las vistas de la aspa puede ser fija, y la otra puede ser móvil y capaz de montarse por pivotes sobre el eje vertical localizado cerca de la periferia del rotor, para que se sostenga en la aspa vecina para cerrar el canal que forman. De conformidad con otra forma de la modalidad, P1772/98MX la porción externa radial de la aspa puede ser fija y la porción interna puede ser giratoria, las porciones móviles de las dos aspas vecinas pueden ser capaces de apoyarse una con otra para cerrar el canal delimitado por las dos aspas.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS O FIGDRAS Otras características del objetivo de la presente invención serán evidentes a partir del estudio de la siguiente descripción, que se refiere a los dibujos anexos, que muestran a manera de ejemplo no limitativo, algunas formas de la modalidad de la invención. En estos dibujos: La Figura 1 es una vista en sección diametral de un rotor del separador de acuerdo con la invención; La Figura 2 es una vista superior del rotor de la figura 1, con el anillo que cierra en forma parcial el rotor en su porción superior retirada sobre la mitad del rotor; La Figura 3 es una vista a mayor escala de un detalle del rotor; Las Figuras 4 y 5 son vistas análogas a la figura 3, que ilustra las formas alternativas de la modalidad; La Figura 6 es una vista en sección diametral de otro rotor del separador de acuerdo con la invención; y La Figura 7 muestra las curvas de distribución de P1772/98MX un separador convencional y de un separador de acuerdo con la invención.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN El separador de acuerdo con la invención es del tipo descubierto en la patente Francesa 90.01673, al cual se hace referencia para mayores detalles. Como se describe antes, consta de un rotor con un eje vertical, paletas guia ubicadas alrededor del rotor y una caja que encierra al rotor y las paletas guia, y que está provista con una o más entradas para el producto que va a ser clasificado y para la corriente de aire, una o más salidas para la fracción gruesa y un orificio central de salida para la corriente de aire cargada con la fracción fina del producto. El rotor 10 está fijo en el extremo inferior de la flecha 11 vertical, montado por medio de apoyos giratorios, sobre un soporte 12 tubular fijo al techo de la caja del separador. La flecha está acoplada a una unidad de control variable de velocidad que permite que el rotor gire a la velocidad deseada. El rotor consta de un gran número de aspas 14 verticales, espaciadas en forma regular sobre su periferia, cuyos extremos superior e inferior están fijos, respectivamente, a una porción 16 de extremo y a un anillo 18. Una coraza 20 cilindrico fijo al borde interno del P1772/98MX anillo 18 define un pasaje de salida para el aire cargado con partículas de dimensiones pequeñas que han penetrado en el rotor a través de los canales 15, provistos entre las aspas 14. La coraza está conectado mediante una junta giratoria al extremo inferior de un conducto 22 de evacuación que pasa a través del techo de la caja del separador. El interior del rotor está dividido en cuatro sectores iguales por cuatro paredes divisorias 24 verticales dispuestas en forma radial. Estas paredes divisorias están fijas al extremo 16, al anillo 18 y a la coraza 26 que rodea la porción inferior del soporte 12 tubular, y en si fijas a la porción 16 de extremo. La abertura de salida delimitada por el anillo 18 y la coraza 26 está cerrada de forma parcial por las compuertas 28 montadas por pivotes (dos por sector, en la forma de la modalidad mostrada) . Cada compuerta está fija " a una flecha 30 montada en los sostenes fijos en el anillo 18 y coraza 26. Un elemento cuadrado provisto en el extremo externo de cada flecha 30 permite la orientación de las compuertas para ser ajustadas y, de manera consecuente, la sección de la abertura de salida de los sectores respectivos, y un sistema de cerrado permite que las compuertas se mantengan en la posición deseada, después del ajuste.

P1772/98MX En el sector del rotor representado en la porción izquierda de la figura 2, una aspa 14 de las dos existentes se forma por una porción 31 fija que constituye la vista activa y una porción 32 móvil que se puede orientar alrededor de un eje 31 vertical ubicado cerca del borde delantero de la aspa (consultar figura 3) . La porción 32 es desplazable entre una primera posición (mostrada por una linea continua en la figura 3) en donde se presiona contra la porción 31 fija de la aspa, para que de esta forma pueda dejar libre la entrada del canal 15; y una segunda posición (mostrada en lineas punteadas) en donde cierra la entrada por completo. La orientación de las porciones móviles de las aspas se puede controlar de forma individual o en grupos. Las aspas de dos partes se deben distribuir sobre la periferia del rotor de tal forma que éste último esté balanceado. Por ejemplo, se pueden equipar dos sectores diametralmente opuestos del rotor. La Figura 4 muestra otra forma de la modalidad de los mecanismos para cerrar ciertos canales 15 del rotor. En conformidad con esta modalidad alternativa, las dos aspas que delimitan un canal están en dos porciones: una porción externa 31' que está fija de manera rigida con la estructura del rotor; y una porción 32' inferior que es capaz de montarse por pivotes alrededor de un eje 33' vertical. Un mecanismo de control, no mostrado, permite P1772/98MX que la porción 32' móvil de cada aspa se desplace entre dos posiciones, una primera posición, mostrada con una linea continua en la figura 4, en donde las porciones 31' y 32' están en la prolongación de una con otra y el canal 15 está completamente claro; y una segunda posición, mostrada en lineas segmentadas, en donde los extremos libres de las porciones 32' de las dos aspas están apoyadas una con otra, y el canal 15 se cierra. En una modalidad alternativa de la figura 5, el mecanismo de cerrado de canal se forma por pares de placas 40 verticales colocadas dentro del rotor, las dos placas de un par están articulado en sus extremos internos en el mismo eje 42 vertical, dispuestas en el plano medio del canal. Una leva 44 colocada entre las dos placas, controlada con un mecanismo apropiado, permite que las dos placas se separen para llevar sus extremos libres en apoyo contra las aspas 14 y para cerrar la salida del canal 15, como se muestra con lineas continuas en la figura. Cuando la leva gira para guiarse hasta el plano medio del canal, las placas 40 se presionan contra la leva mediante una fuerza centrifuga, como se muestra con las lineas segmentadas en la figura, y la salida del canal 15 se cierra está casi totalmente despejada. De acuerdo con una modalidad alternativa, no mostrada, algunas aspas 14 pueden orientarse al estar P1772/98MX montadas en una forma que les permita montarse por pivotes en el rotor, alrededor de los ejes verticales localizados cerca de sus ejes guia, y de quedar a tope contra las aspas vecinas fijas o se pueden orientar para cerrar los canales 15 correspondientes. Cuando está en servicio, el separador se incorpora en un circuito, abierto o cerrado, a través del cual fluye la corriente de gas, por ejemplo una corriente de aire. Al penetrar en el rotor, la corriente de aire se divide en tantas corrientes principales como canales 15 entre las aspas 14. En la salida de los cañales, las corrientes principales se agrupan en cada sector del rotor en cuatro corrientes secundarias que escapan a través de la abertura de salida delimitada por el anillo 18 y la coraza 26. Si las aspas 28 están en una posición vertical, y si los canales 15 están abiertos, las velocidades de flujo de las cuatro corrientes secundarias son iguales y las velocidades de las corrientes principales son iguales, la operación del separador es la misma que en un separador convencional. Si una parte de los canales 15 cierra uno de los sectores del rotor y, de manera simultánea, las compuertas 28 se cierran parcialmente en otros sectores, de tal forma que la corriente de aire se divide en dos corrientes diferentes, de tal forma que la velocidad de flujo que pasa P1772/98MX a través de cada uno de los sectores cuyas compuertas 28 están cerradas es menor que el gasto del flujo que pasa a través del sector cuyas compuertas están abiertas, la velocidad del aire a través de los canales 15 que permanecieron abiertos en el primer sector será, por estas dos razones, más alta que en los canales en los otros sectores. Debido a que las fuerzas de arrastre ejecutadas sobre las partículas y opuestas a la fuerza centrifuga de los canales 15 dependen de la velocidad del aire, mientras que las fuerzas centrifugas dependen únicamente de la velocidad de rotación del rotor, la dimensión de las partículas para las cuales se balancean las fuerzas centrifuga y de arrastre (malla teórica de discriminación) será mayor en el primer sector que en los otros. Todo se lleva a cabo como si hubiese dos separadores en paralelo que trabajan con diferentes mallas de discriminación y las fracciones finas que fueron mezcladas en la salida del separador. Al ajustar la sección de entrada de aire en uno o más sectores del rotor, y al ajustar las proporciones de flujo de aire que circula en los diferentes sectores, es posible seleccionar dos o más mallas diferentes de discriminación, lo que permite la distribución deseada del tamaño del grano a ser obtenida en un limite determinado. A manera de ejemplo, la figura 7 muestra las curvas de distribución de un separador convencional para P1772/98MX dos mallas de discriminación, y de un separador de acuerdo con la invención. La curva de distribución proporciona la proporción de peso, expresada en porcentaje de partículas de un tamaño determinado en la fracción gruesa; se obtendrá una curva inversa para la fracción fina. Para las dimensiones de partículas, menores a 20 µm y mayores a 200µm, surgen estas tres curvas. Dentro del limite de 20-200µm, la curva segmentada corresponde a un separador convencional de una malla de discriminación teórica que es de 50µm, la curva punteada corresponde a un separador convencional de una malla de discriminación teórica de 105µm. La curva de linea sólida se obtuvo con el separador de acuerdo con la invención; se puede observar que esta pendiente es menos pronunciada que la de los separadores convencionales, lo que significa que dentro del limite de -200µm, los tamaños de grano tienen una mayor dispersión. De esta forma, la invención hace posible obtener una curva de distribución con una pendiente ajustable y, de manera consecuente, obtener un producto terminado con la distribución deseada de tamaño de grano en un limite determinado del tamaño del grano al accionar tanto la velocidad del rotor como la orientación de las paletas guia, por una parte, las posiciones de las compuertas 28 y por otra parte los ajustes de las secciones del canal 15. En lugar de estar dividido en sectores por P1772/98MX paredes divisorias radiales, el rotor se puede diseñar como se muestra en la figura 6 y se puede dividir en dos porciones 46, 48 por una pared 50 divisoria horizontal ubicada, por ejemplo, a media altura. Una abertura 52 provista en la pared superior del rotor provoca que la porción superior del rotor se comunique con un conducto 22 de evacuación de aire del separador, y una coraza 54, cuyo diámetro es menor que el de la abertura 52, que está conectada a la abertura 56 central en la pared divisoria y que delimita un pasaje 55 que coloca la porción inferior del rotor en comunicación con el conducto 22 de evacuación a través de la primera abertura. El rotor está provisto con mecanismos como los ilustrados por las figuras 3, 4 y 5 para cerrar algunos de los canales provistos entre sus aspas, sobre por lo menos alguna parte de su altura, y con mecanismos como las compuertas 28 para ajustar por lo menos una de las aberturas de salida. De acuerdo con el mismo principio, el rotor se puede dividir en dos o más porciones superpuestas. Aun seria posible hacerlo con la pared divisoria o paredes divisorias horizontales, con la división de aire en dos o más corrientes en el rotor, que resulta del arreglo de uno o más tubos de émbolo colocados en el eje del rotor. Se pueden usar otros mecanismos diferentes que las aspas montadas por pivotes, por ejemplo, diafragmas, P1772/98MX para ajustar las secciones de las aberturas de salida del rotor. Todas las modificaciones y aquéllas que se puedan hacer a la modalidad descrita, mediante el uso de mecanismos técnicos equivalente, se incluyen dentro del alcance de la invención.

P1772/98MX

Claims (14)

1. NOVEDAD DE LA INVENCIÓN Habiendo descrito el presente invento, se considera como una novedad y, por lo tanto, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes REIVINDICACIONES : 1. Un separador neumático del tipo de acción centrifuga que comprende un rotor con un eje vertical provisto con aspas distribuidas de forma regular sobre su periferia, paletas guia ubicadas alrededor del rotor y una caja que contiene al rotor y a las paletas guia, y está provista con entradas para el aire y para el material a ser clasificado, con un conducto de evacuación para el aire cargado con fracciones finas del material y con una salida para la fracción gruesa; el aire penetra en el rotor en su periferia, a través de canales formados entre las aspas, y fluye dentro del rotor hacia el conducto de evacuación; caracterizado en que el aire que fluye en el rotor se divide en por lo menos dos corrientes separadas, y el rotor está equipado con mecanismos para ajustar la velocidad y/o el gasto de flujo de por lo menos una de las corrientes. 2. Un separador en conformidad con la reivindicación 1, caracterizado en que el rotor está equipado con mecanismos para variar la sección de por lo menos algunos de los canales a través de los cuales penetran las corrientes de aire hacia el interior del
2. P1772/98MX rotor.
3. 3. Un separador en conformidad con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado en que el rotor está equipado con mecanismos para variar la sección de la abertura a través de la cual por lo menos una de las corrientes de aire escapa del rotor hacia el conducto de evacuación.
4. 4. Un separador en conformidad con la reivindicación 1, 2 ó 3, caracterizado en que el rotor está dividido en sectores mediante paredes divisorias verticales ubicadas en forma radial y cada sector se comunica con el pasaje de salida a través de una abertura provista con mecanismos para ajustar la sección del pasaje de aire.
5. 5. Un separador en conformidad con la reivindicación 1, 2 ó 3, caracterizado porque el rotor está dividido en dos porciones mediante una pared divisoria horizontal, en donde la porción del rotor además del conducto de evacuación se comunica con éste último a través de un pasaje delimitado por la coraza coaxial, conectado a una abertura en la pared divisoria, la otra porción del rotor se comunica con el conducto de evacuación mediante una abertura anular que rodea a la coraza y están provistos mecanismos para variar la sección de por lo menos algunos de los canales provistos entre las aspas, en por lo menos P1772/98MX una de las porciones del rotor, y para variar la sección del pasaje y/o de la abertura anular.
6. 6. El separador en conformidad con la reivindicación 4 ó 5, caracterizado en que los mecanismos para ajustar la sección de la abertura y/o el pasaje se forman mediante compuertas montadas a pivotes.
7. 7. El separador en conformidad con la reivindicación 4 ó 5, caracterizado en que el mecanismo para ajustar la sección de la abertura y/o pasaje se forma por diafragmas.
8. 8. Un separador en conformidad con la reivindicación 4 ó 5, caracterizado en que el rotor está equipado con mecanismos para variar la sección de por lo menos algunos de los canales formados entre las aspas de uno de los sectores o porciones del rotor.
9. 9. Un separador en conformidad con la reivindicación 2 u 8, caracterizado en que los mecanismos para variar la sección de los canales están constituidos por placas dispuestas en los canales, cada placa se puede mover entre una primera posición, en la cual deja libre prácticamente toda la sección del canal, y una segunda posición en la cual cierra completamente todo el canal.
10. 10. Un separador en conformidad con la reivindicación 2 u 8, caracterizado en que los mecanismos para variar la sección de los canales se forman, en el caso P1772/98MX de cada canal, por dos placas colocadas en la salida del canal y se montan a pivotes en un eje vertical dispuesto en el plano medio del canal, estas placas son capaces de ser llevadas mediante un mecanismo apropiado desde una primera posición, en la cual se presionan una contra otra y en la que están dispuestas prácticamente paralelas al plano medio, hacia una segunda posición, en la cual sus extremos libres están apoyados contra los extremos de las aspas que delimitan el canal.
11. 11. Un separador en conformidad con la reivindicación 2 u 8, caracterizado en que algunas aspas del rotor se pueden orientar alrededor del eje vertical para que se puedan sostenerse sobre una aspa vecina para cerrar los canales que forman junto con las aspas vecinas, las aspas orientables forman los mecanismos para variar la sección de los canales.
12. 12. Un separador en conformidad con la reivindicación 2 u 8, caracterizado en que algunas aspas del rotor están en dos porciones: una porción fija y una porción móvil, orientables por la rotación sobre el eje vertical y estas porciones móviles de las aspas forman los mecanismos para variar la sección de los canales.
13. 13. Un separador en conformidad con la reivindicación 12, caracterizado en que una de las caras de algunas aspas es fija y la otra cara es móvil y puede P1772/98MX montarse a pivotes sobre un eje vertical, ubicado cerca de la periferia del rotor, para sostenerse sobre una aspa vecina y cerrar el canal que forman.
14. 14. Un separador en conformidad con la reivindicación 12, caracterizado en que la porción radialmente externa de la aspa está fija y su porción radialmente interna es giratoria, las porciones móviles de las dos aspas vecinas son capaces de apoyarse una con otra para cerrar el canal delimitado por las dos aspas. P1772/98MX