ES2227716T3 - Aparato para filtrar. - Google Patents

Aparato para filtrar.

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ES2227716T3 ES97944272T ES97944272T ES2227716T3 ES 2227716 T3 ES2227716 T3 ES 2227716T3 ES 97944272 T ES97944272 T ES 97944272T ES 97944272 T ES97944272 T ES 97944272T ES 2227716 T3 ES2227716 T3 ES 2227716T3
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Spirac Engineering AB
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Abstract

LA INVENCION SE REFIERE A UN APARATO QUE SIRVE PARA EXTRAER CUERPOS (41) DE UN LIQUIDO (40) Y QUE COMPRENDE UN PRIMER RECEPTACULO (1) DOTADO DE UN ORIFICIO DE ENTRADA (13) QUE SIRVE PARA LA ALIMENTACION DE LIQUIDO DE DICHO RECEPTACULO Y UN SEGUNDO RECEPTACULO (2) QUE RODEA EL PRIMER RECEPTACULO EN SU PARTE INFERIOR (35). ENTRE LA PARED (17) DEL PRIMER RECEPTACULO Y LA PARE (27) DEL SEGUNDO RECEPTACULO SE ENCUENTRA UN ESPACIO (26). LAS PAREDES DEL PRIMER RECEPTACULO ESTAN PERFORADAS CON PASOS (15) QUE PERMITEN QUE EL LIQUIDO PASE DEL PRIMER RECEPTACULO EN EL ESPACIO (26). LOS PASOS (15) ESTAN DIMENSIONADOS PARA SEPARAR LOS CUERPOS (41) TRANSPORTADOS POR EL LIQUIDO Y ARRASTRARLOS HACIA EL INTERIOR DE LA PARED (17) DEL PRIMER RECEPTACULO. UN TORNILLO DE ARQUIMEDES (3), DISPUESTO EN UN CANAL (7) FORMADO POR LA PARED DEL PRIMER RECEPTACULO FORMA UN ANGULO ( AL) CON LA HORIZONTAL.LA ROTACION DEL TORNILLO DESPLAZA LOS CUERPOS SEPARADOS A LO LARGO DEL CANAL HASTA UN ORIFICIO DE EVACUACION (14) COLOCADO EN LA PARTE SUPERIOR (11) DEL PRIMER RECEPTACULO (1).

Description

Aparato para filtrar.
La presente invención se refiere a un aparato para filtrar cuerpos y/o partículas sustancialmente sólidas de un líquido, de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación independiente.
En, por ejemplo, plantas de tratamiento tales como las plantas municipales de aguas residuales, en industrias de procesado tales como industrias papeleras y alimentarias, existe la necesidad de separar cuerpos e impurezas sólidos y semisólidos del agua y otros líquidos. También existe la necesidad de reducir el contenido líquido en los cuerpos separados con objeto de facilitar su tratamiento continuado. Dependiendo de a que tipo de tratamiento continuado vaya a someterse a los cuerpos, se establecen diferentes requisitos acerca de la sequedad de los cuerpos antes de que comience el tratamiento continuado. Por norma, se requiere que los sólidos totales excedan el 20%, en ciertas aplicaciones prácticas que el total de sólidos exceda el 30%, y además, debe ser posible controlar de forma simple la sequedad de los cuerpos acumulados dependiendo de la composición de los cuerpos relevantes en cualquier momento.
De acuerdo con las técnicas anteriores, no es posible satisfacer los requisitos anteriormente expuestos en un único aparato.
También existe la necesidad, por ejemplo, en la materia sólida (material filtrado por rejilla) separada en las etapas de limpieza mecánica en las plantas de tratamiento para aguas residuales, de que tales materiales se vean libres de adherirse o acompañar a material biológico en el mayor grado posible antes de la deposición en vertederos. Con objeto de satisfacer esta necesidad, se han desarrollado nuevos tipos de aparatos en los últimos años, para satisfacer estas necesidades.
La solicitud PCT nº WO95/19212 describe uno de tales aparatos que comprende un contenedor 12 de tratamiento y un transportador inclinado 42 con una carcasa que está provista de una abertura de filtrado y que rodea a un tornillo transportador. En su región superior, el transportador está provisto de una abertura de descarga. Esta está precedida por una sección transportadora donde se reduce la sección transversal de la carcasa en comparación con la sección transversal en la sección en la que los materiales filtrados son alimentados al transportador.
El equipamiento de la técnica anterior del tipo anteriormente descrito sufre de muchas limitaciones. En filtros estáticos y filtros de tambor rotatorio, sólo tiene lugar el filtrado del líquido, razón por la cual la deshidratación y posible lavado deben llevarse a cabo en máquinas separadas. Los filtros de tambor sólo utilizan una ligera parte de su superficie de filtro para el filtrado efectivo. La combinación de máquinas novedosamente desarrolladas para lavar/filtrar/deshidratar tienen una pequeña superficie de filtrado, funcionan de manera poco fiable, por ejemplo sufren de problemas en el transporte superior de los materiales filtrados, además de lo cuales, no es posible regular los sólidos totales de material descargados en las máquinas. Las máquinas son poco manejables, voluminosas y tienen alto consumo de energía. Además, los materiales filtrados por rejilla que dejan estas máquinas tiene un indeseable elevado contenido líquido.
Las exigencias puestas en un filtrado eficiente, combinado con la deshidratación del material filtrado atrapado y la regulación de los sólidos totales en el material que alimenta al aparato no pueden satisfacerse en uno ni en los mismos aparatos de acuerdo con la técnica anterior. En la parte caracterizadora de la reivindicación independiente adjunta, se define una técnica que satisface estos deseos y requisitos establecidos.
Realizaciones actuales de la presente invención que también satisfacen la función de lavado deseada se describen en las reivindicaciones secundarias adjuntas.
La presente invención será descrita a continuación en mayor detalle con referencia a un número de figuras dibujadas, en las cuales:
La figura 1 es un corte longitudinal a través de una primera realización del aparato;
La Figura 1a es un corte tomado a lo largo de la línea A-A en la figura 1;
La Figura 1b muestra una realización alternativa del aparato en la región de corte A-A;
La Figura 2 muestra una segunda realización de la presente invención sin un eje mecánico fijo;
La figura 3 muestra un corte longitudinal ampliado a través del aparato en la región extrema superior en la realizaciones de acuerdo con las figuras 1 y 2; y
La figura 4 es una porción cortada de una pala roscada provista de una escobilla.
El aparato de acuerdo con la invención comprende un primer contenedor 1, y un segundo contenedor 2, a los que se hará frecuentemente referencia en lo sucesivo en el presente documento como al contenedor interior 1 y contenedor exterior 2, respectivamente. El contenedor interior está rodeado al menos parcialmente por el contenedor exterior. En una realización, el contenedor exterior está dispuesto para rodear el primer contenedor únicamente en la región inferior 35 del aparato. Entre la pared 27 del contenedor exterior y la pared 17 del contenedor interior, está formado un primer espacio 26. El espacio interno del primer contenedor lleva la referencia numérica 16. En la realización ilustrada en las figuras, una primera pieza motriz 30 está dispuesta en la región superior del aparato.
Al menos una entrada 13 para líquido que contiene esos cuerpos y/o partículas 41 que se van a retirar de los líquidos está acoplada al contenedor interior 1 y una salida 24 para el líquido que ha sido retirado de los cuerpos y/o partículas está conectada a este primer espacio 26. Por norma, la salida está provista de una válvula 25 de cierre.
La región inferior del contenedor interior está diseñada como un filtro, en ciertas realizaciones como una filtro con una sección de lavado. La porción intermedia del contenedor interior puede considerarse como una zona de transporte/deshidratación previa, en ciertas realizaciones como una zona de aclarado.
La región superior del contenedor interior está designada con un dispositivo para la acumulación, compresión y descarga de material filtrado transportado hacia arriba. La descarga tiene lugar cuando se ha conseguido el grado deseado de compresión del material filtrado.
Las figuras muestran realizaciones de la presente invención con dos entradas 13 conectadas a un primer contenedor. La entrada inferior está destinada al correspondiente suministro de líquido de aclarado o lavado y la superior para el suministro del material que va a ser filtrado o lavado. Por norma, durante sólo el filtrado, únicamente se requiere una entrada 13 que está entonces generalmente conectada a la región inferior del primer contenedor. En las realizaciones en las que se necesita una función de lavado, la entrada 13, está, por norma, conectada al primer contenedor, en un área por encima del nivel más alto predeterminado 6a de líquido. Por norma, está provisto un dispositivo 53a para percibir el nivel más alto 6a de líquido permitido, y el dispositivo 53b está provisto para percibir el menor nivel predeterminado 6b de líquido.
Los dispositivos 53a, b están acoplados de manera que, por ejemplo, a través de los medios de control y regulación (no mostrados en las figuras) para regular el flujo de líquido a través de la entrada 13 y/o para conmutar la válvula 25 de cierre con objeto de regular la cantidad de líquido que fluye fuera del aparato. La expresión "regular el flujo de líquido" también se adopta para significar abrir completamente o cerrar completamente el flujo de fluido. En esta forma más simple, el dispositivo para monitorizar que no se exceda el nivel más alto permitido 6a de líquido se designa como un desagüe de rebosamiento que, por norma, está dispuesto en el segundo contenedor 2.
Una pala roscada 33 (figura 1a) que constituye una hélice 3 está dispuesta en un recorrido 7 formado en el contenedor interno 1. Se dispone una primera pieza motriz 30 para hacer rotar la hélice alrededor de su eje geométrico central 32. El recorrido y el eje geométrico central 32 de la hélice forman un ángulo á con un plano horizontal 5. Por norma, el contenedor interior es de diseño sustancialmente cilíndrico en sus secciones inferior y superior. Su sección trasversal está adaptada al radio exterior de la hélice, porque aquellas porciones de la pared 17 con las cuales contacta la hélice durante su rotación forman una superficie curva con un radio de curvatura que, en su dirección circunferencial, se corresponde o excede el radio exterior de la hélice.
En el siguiente párrafo, el término pala roscada se emplea sin ninguna connotación restrictiva y engloba un cuerpo helicoidal cuya sección transversal es, por ejemplo, rectangular, cónica, trapezoidal, en forma de zigurat, etc. El término pala roscada también se ha empleado para significar un cuerpo que está compuesto de dos o más partes de hélice mutuamente interconectadas.
La pared 17 del contenedor interior está provista de pasos 15 para líquido. Las dimensiones de los pasos están adaptadas al tamaño de los cuerpos y/o partículas sólidas que se van a separar del líquido suministrado al contenedor interior. Por norma, los pasos 15 que están dispuestos en la región interior del contenedor interior, es decir, en aquella porción del contenedor donde el líquido pasa a través de los pasos, son mayores que en la región superior del contenedor donde el material filtrado se comprime y se espesa. Cuando el líquido pasa a través de los pasos, los cuerpos y/o partículas que no se pueden desplazar a través del paso son retenidos contra la pared 17 del contenedor interior.
También en su región superior 11, la pared 17 del contenedor interno 1 está generalmente provista de pasos 15 para líquido. En las realizaciones del aparato sucede que la pared 17 del contenedor interior muestra pasos a través de la totalidad de la longitud del contenedor. A menudo, los pasos están dispuestos alrededor de la totalidad de la circunferencia cilíndrica del contenedor interior. Tal disposición de los pasos se selecciona, por norma, para la región inferior 10 del contenedor interior con objeto de crear una superficie de filtrado tan grande como sea posible.
En la porción intermedia 12 del primer contenedor 1, están provistas boquillas 52 (véase la figura 1) en ciertas realizaciones para emitir chorros líquidos en una dirección que ocasiona que los chorros pasen a través de la región de la cavidad central de la hélice. Por norma, y según se muestra en la figura 1, las boquillas 52 están dispuestas en dos filas espaciadas mutuamente alejadas. Todas las boquillas están dispuestas por encima del nivel más alto permitido de líquido del aparato. Al verter el líquido se liberan los materiales filtrados adheridos a la hélice en rotación, además de lo cual, el material liberado es movido por los chorros de líquido hacia la superficie circunferencial interior del primer contenedor, hacia donde se promueve el transporte del material filtrado en la dirección axial del aparato. Los chorros de líquido también aclaran el material filtrado, al mismo tiempo que el material filtrado cae durante su desplazamiento.
En las realizaciones de la presente invención en las que el aparato está provisto de medios (no mostrados en las figuras) que cambian la dirección de rotación de la hélice 3, se incluyen generalmente medios de control que sólo permiten que una de las filas de boquillas emitan chorros líquidos, a saber, aquella fila cuyas boquillas, en la pertinente dirección de rotación, dirigen sus chorros líquidos contra el lado de impulso de la pared 17 del primer contenedor. El término "lado de impulso" se emplea para significar aquella región de la pared a lo largo de la cual se eleva la fracción mayoritaria del material transportado durante la rotación de la hélice.
En la realización ilustrada de la figura 1, está dispuesto en el contenedor interior un eje central, estacionario 19, al que se hará referencia en lo sucesivo como el eje central 19 que está fijado a la pared inferior del aparato (pared 29 de fondo). El eje tiene una posición espacialmente fija y pasa a través de la cavidad central de la hélice 3. Las dimensiones del eje son menores que el diámetro de la cavidad interna de la hélice. El eje está, en ciertas realizaciones, designado como un tubo irregular. Existen también realizaciones en las que el eje está provisto de nervaduras externas o tiene una sección trasversal con al menos una esquina. La anchura de la pala roscada 33 en la dirección radial y el radio del eje son seleccionados de manera que, el eje se inclina para provocar la rotación de la hélice, la pala roscada contacta por la fuerza de la gravedad con la pared 17 del contenedor interior y/o contra el material situado entre la pala roscada y la pared 17 del contenedor interior. En la región adyacente al segundo eje mecánico 18, la hélice se mueve libremente, es decir, no existe contacto con la pared 17 del contenedor o con el eje mecánico central 19.
El eje central forma una superficie estacionaria de fricción que evita o impide la rotación del material filtrado. También evita que el material filtrado sea lavado a través de la cavidad central de la hélice porque evita que el material (el material filtrado) pase sobre el extremo interior de la pala roscada. Con ello, se mejora la capacidad de transporte del aparato.
En ciertas realizaciones, el eje central 19 se utiliza como un conducto para lavar o aclarar líquido. En estas realizaciones el eje central está diseñado como un tubo hueco cuya superficie circunferencial está provista de aberturas a través de las cuales pasa el líquido.
La longitud del eje central está adaptada de manera tal que el eje se encuentra con el eje rotatorio 18 de impulso al cual está fijada la rosca helicoidal. La rosca helicoidal termina a una distancia de la abertura de eyector, en donde se forma un espacio 23 libre de hélices, entre el eje 18 de impulso y la pared extrema superior 28 del aparato. El eje de impulso está, en la región de descarga de la abertura 14 (que está dispuesta en la pared del contenedor interior), provisto de medios 51 que actúan sobre el material filtrado acumulado en la zona del eyector en la dirección radial. La abertura del eyector situada en la pared lateral de la carcasa cilíndrica está generalmente provista de un dispositivo mecánico 50 de cierre, por ejemplo una escotilla 50. Detalles con respecto a este diseño serán descritos a continuación.
La figura 2 muestra una realización en la que el aparato no tiene eje mecánico.
La figura 3 muestra la región superior de una realización de la invención, donde será evidente que el primer eje mecánico estacionario 19 se encuentra con un segundo eje rotatorio 18 el cual, en su extremo superior, está conectado a una primera pieza motriz 30 y su extremo inferior se proyecta en al menos una mitad de vuelta helicoidal sobre la rosca helicoidal 3 a la cual está conectada de forma fija. Será evidente a partir de la figura dibujada que el extremo libre 34 de la hélice está situado a una distancia de la abertura 50 de descarga y del dispositivo 51 de descarga descrito a continuación.
El espacio 23 libre de hélice que está formado alrededor del segundo eje 18 desde el extremo libre de la rosca helicoidal y hasta la pared superior extrema del primer contenedor constituye un compartimiento de acumulación para material filtrado transportado hacia arriba.
La superficie circunferencial del contenedor interior tiene, en la región proximal de la pared terminal superior del contenedor, una abertura 14 de descarga que, por norma, está provista de la escotilla regulable 50 para la abertura y cierre respectivamente de la abertura de descarga. El segundo eje rotatorio 18 está, en la región de la abertura de descarga, provisto de un dispositivo 51 de descarga que está conectado de forma fija al eje y que influye sobre el material filtrado acumulado con una fuerza que actúa radialmente.
La rosca helicoidal conectada al segundo eje rotatorio 18 termina a cierta distancia del dispositivo 51 de descarga. La longitud en la dirección axial de la región libre de hélice alrededor del eje 18 y hasta el dispositivo de descarga es preferiblemente al menos igual a la mitad del diámetro de la rosca helicoidal y raras veces excede la longitud del diámetro completo.
La superficie circunferencial del contenedor interior es, en la región a lo largo de la extensión libre de hélice, preferiblemente regular de modo que evite la rotación del material filtrado acumulado en esta región. La superficie circunferencial del contenedor interior tiene, en el área en la abertura 14 de eyector, forma preferiblemente cilíndrica con una sección trasversal sustancialmente circular.
La abertura 14 de descarga está, por norma, provista de un tobogán eyector 80 (véanse las figuras 1a, b). Esta tiene una primera pared 81 que está dispuesta a un lado de la abertura 14 de descarga y dirigida tangencialmente hacia la sección trasversal del contenedor interior. En el lado opuesto de la abertura de descarga el tobogán eyector está provisto de una segunda pared 82 que está opuesta a la primera. Ambas paredes están conectadas mediante paredes trasversales orientadas de manera tal que el tobogán de eyector tenga una sección trasversal sustancialmente rectangular. Generalmente la distancia entre las paredes primera y segunda aumenta al aumentar la distancia desde la abertura 14 de descarga.
El dispositivo 51 de descarga está en forma de un aspa 51 que está fijada permanentemente al eje 18 de impulso. La sección trasversal del aspa es preferiblemente cónica con la punta del cono dirigida hacia el eje central del eje de impulso. Durante la rotación del eje de impulso, la punta del cono pasa, con un ligero espacio libre, la superficie interna del contenedor interno.
Como resultado de la sección trasversal del dispositivo 51 de descarga, el dispositivo pasará, durante su rotación, el área de la abertura 14 de descarga, actuando sobre el material que se contacta con el dispositivo que fuerza en una dirección que corresponde sustancialmente con la dirección del tobogán eyector.
Esto facilita el desplazamiento hacia fuera de material a través de la abertura 14 de descarga.
En su extremo inferior, el segundo eje mecánico 18 está fijado a la hélice 3, y en su extremo superior conectado a la primera pieza motriz 30 (véase la figura 1). La primera parte móvil rota el segundo eje mecánico el cual, a su vez, rota la hélice 3 alrededor del eje geométrico central 32 de la hélice.
La figura 4 muestra una realización de una pala roscada 33 provista de un dispositivo limpiador 36 que forma una periferia flexible en la hélice 3. En la realización ilustrada, el dispositivo limpiador está diseñado como un cepillo helicoidal 36 que está asegurado a aquel extremo de la pala helicoidal con el que la hélice 3 está orientada hacia la pared 17 del contenedor interior. En la realización ilustrada, el cepillo 36 está asegurado en una abrazadera 38, con forma de canal, dispuesta en el extremo exterior de la pala roscada. La abrazadera y el cepillo están dimensionados de manera tal que permitan a las púas 37 del cepillo proyectarse hacia fuera pasado el extremo exterior de la pala roscada, en donde los extremos de las púas libres del cepillo forman la porción de la hélice situada de forma más proximal a la pared 17 de contenedor. Durante la rotación de la hélice, las púas del cepillo contactan con la pared 17 del contenedor interior al menos durante una parte de la rotación de la hélice.
Según se ilustra en la figura 4 y se describe en el siguiente párrafo, la pala roscada 37 de la hélice está, en todas las realizaciones generalmente provista de medios 36 similares a cepillos dispuestos a lo largo del extremo de la hélice que está orientada alejándose del centro. Los medios similares a cepillos forman dispositivos limpiadores para el material que se adhiere al interior de la pared 17. Será evidente para una persona experta en la técnica que tales dispositivos limpiadores o rascadores pueden ser de otro diseño, por ejemplo pueden estar diseñados como tiras elásticas de plástico, palas de rascador de caucho, etc.
Los cuerpos y/o partículas que contienen líquido (a los que también se hará referencia en lo sucesivo como sólidos) alimentan el contenedor interior 1 del aparato a través de la entrada 13. El líquido pasa desde el contenedor interior 1 hacia el espacio 26 entre la pared 17 del contenedor interior y la pared 27 del contenedor exterior. Cuando el líquido fluye a través de los pasos 15, los cuerpos sólidos y/o semisólidos se filtran fuera del líquido en tanto en cuanto éstos permanecen contra la pared 17 del contenedor interior. Durante la rotación de la hélice los sólidos acumulados se desplazan a lo largo del recorrido 7 del aparato hasta la región superior del contenedor interior con objeto de ser descargados fuera del aparato a través de la abertura 14 de descarga. El líquido que está situado en el espacio 26 entre las paredes del primer contenedor y del segundo contenedor sale del espacio a través de la salida 24.
En esas realizaciones en las que boquillas 52 pulverizan chorros líquidos contra los cuerpos y/o partículas que se desplazan en el recorrido 7, las impurezas (por ejemplo impurezas biológicas) que se adhieren a los cuerpos y/o partículas y solubles en el líquido son liberadas como resultado de ser pulverizadas con el líquido. La pulverización con líquido también conlleva que los cuerpos y/o partículas sean movidos hacia la pared 17 del contenedor interior, en donde se mejora la eficacia en el transporte de cuerpos y/o partículas por la pala helicoidal 3, ya que se evita su rotación con la rosca helicoidal.
Durante el desplazamiento de material hacia la abertura 14 de descarga, tiene lugar una acumulación de materia cuando se cierra la escotilla 50, y por ello una comprensión de tal materia bajo la formación de un tapón de materia en la región superior del contenedor interior (su región libre de hélice), ya que la escotilla cerrada 50 evita que la materia se escape a través de la abertura de descarga. Durante la compresión de esta materia, se reduce la cantidad de líquido absorbido por la materia. El líquido sale desde el primer contenedor a través de los pasos 15 que están provistos en la pared del primer contenedor en la porción del contenedor en la que se forma el tapón. El grado de compresión es determinante del tamaño de reducción del contenido líquido de materia y, por ello, del grado total de sólidos en la materia que pasan a través de la abertura 14 de descarga. El grado de compresión es controlado por la fuerza que se requiere para abrir la escotilla. El aparato está provisto de medios de control para ajustar la fuerza requerida.
Cuanto mayor sea la cantidad de material filtrado acumulado, mayor será la fuerza que la hélice aplica contra el material presionado en el espacio, y mejor será la deshidratación del material suministrado. La compresión aumentada del material filtrado supone que se requiere un momento angular uniformemente creciente para hacer rotar la hélice 3 fijada permanentemente al eje 18 de impulso y al dispositivo 51 de descarga. Una regulación automática del funcionamiento de la abertura o cierre de la escotilla, y por ello del contenido líquido o comprensión del material filtrado será obtenido en tanto que la escotilla 50 de la abertura 14 de descarga ha sido tensada previamente, por ejemplo mecánica o neumáticamente.
En una primera realización del aparato, el grado de compresión se establece para el material mediante ajuste (es decir, mediante la alteración del tensado previo de un muelle) de la fuerza total que el material debe aplicar contra la escotilla para que ésta se abra o cierre.
En una segunda realización, el grado de compresión se ajusta en tanto un dispositivo (por ejemplo un pistón hidráulico, un ariete neumático, un dispositivo de funcionamiento electromagnético) abre o cierra la escotilla cuando la fuerza de impulso de rotación de la hélice sobrepasa un valor preestablecido (por norma se mide la fuerza de corriente).
En todas las realizaciones, es una tarea sencilla también durante la siguiente operación del aparato adaptar las configuraciones, y por ello el grado de compresión de acuerdo con las propiedades del material que se va a comprimir y al grado total de sólidos requerido. Ajustando el grado de compresión, se conseguirán en el material los sólidos totales deseados en el tapón formado, y por ello, en el material que se descarga a través de la abertura 14 de descarga. Para la mayoría de formar de material, se obtendrán sólidos totales que excedan el 20% y por norma el 25%. En materias filtradas fibrosas convencionales, se conseguirá un contenido total de sólidos que exceda el 35%.
La fuerza total que se requiere para desplazar el tapón hacia el dispositivo de descarga determina los sólidos totales de material que se descargan fuera del aparato. Si la fuerza total se aumenta, el grado de compresión y por ello los sólidos totales de material descargados fuera del aparato, aumentarán.
En la región libre de hélice entre el final de la rosca helicoidal y hasta el dispositivo 51 de descarga rotatoria, se formará un tapón de material sustancialmente estacionario cuya rotación se evita preferiblemente como resultado de un diseño no redondeado de la pared circunferencial que lo rodea, por ejemplo una sección trasversal poligonal de la pared. El extremo del dispositivo de descarga rotatorio que se encuentra con el tapón de material que avanza recorta el material de éste, de manera que se formará una recogida acumulada de material filtrado rotatorio finalmente dividido en la región de descarga del dispositivo. Cuando la escotilla de la abertura de descarga está abierta, el material filtrado se desplaza rápidamente hacia fuera de la región al mismo tiempo que el tampón estacionario permanece intacto. La trituración o división fina del material filtrado es una ventaja cuando éste es incinerado frecuentemente. La rápida descarga del material filtrado reduce marcadamente la cantidad de energía requerida que debe suministrarse a la primera pieza motriz. En ciertas realizaciones el movimiento de la escotilla se controla con base a la salida de potencia que alimenta la primera pieza motriz. Esto se lleva a cabo más sencillamente midiendo la fuerza de la corriente.
En una primera realización del aparato, el grado de compresión de material se ajusta fijando (por ejemplo alterando el tensado previo de un muelle) de la fuerza total que debe aplicar el material contra la escotilla con objeto de que ésta se abra. En una segunda realización, el grado de compresión se configura en tanto está provisto un dispositivo (por ejemplo un pistón hidráulico, un ariete neumático, etc.) para la apertura de la escotilla cuando la salida de potencia para la rotación de la hélice excede un valor predeterminado (por norma, se mide la fuerza de corriente). El control de la posición de la escotilla es aplicable, por ejemplo, con base en la fuerza de la corriente medida, porque a mayor cantidad de material acumulado en la sección libre de hélice del primer contenedor, se requerirá un mayor momento angular y por ello, un mayor momento angular para hacer rotar la hélice. Cuando el material ha pasado hacia fuera a través de la escotilla y se reduce la presión del material contra la escotilla, la escotilla se mueve hacia su posición de inicio mediante la fuerza de muelle o los pistones o arietes anteriormente mencionados. En todas las realizaciones, es una tarea sencilla incluso durante el funcionamiento del aparato, adaptar estos ajustes y, por ello, el grado de compresión de acuerdo con las propiedades del material que se va a comprimir. Ajustando el grado de compresión se obtendrán también en el material los sólidos totales deseados en el tapón formado, y por ello, en el material que se descarga a través de la abertura 14 de descarga.
Como ya ha sido anteriormente descrito en lo que antecede, durante el desplazamiento del material recogido hacia la región superior del recorrido 7 y cuando está cerrada la escotilla 50, se forma progresivamente un tapón de material en el espacio 23 libre de hélice. El tapón es generalmente de una longitud que excede un cuarto del radio exterior helicoidal y a menudo se deja que sea de una longitud correspondiente a aproximadamente la mitad del radio exterior helicoidal. La mayor fracción de compresión fuera del líquido tiene lugar cuando la hélice fuerza el material contra el tapón. Esto tiene lugar en una porción relativamente restringida del primer contenedor situado a ambos lados del extremo superior 34 de la hélice 3. La porción es de una longitud de al menos aproximadamente la mitad del diámetro exterior de la hélice 3. El grado de compresión y, por ello, los sólidos totales de material que pasan la abertura 14 de descarga se determinan mediante el tamaño de la fuerza que la escotilla 50 ejerce sobre el material antes de ser abierta.
A continuación se dará una descripción del funcionamiento del aparato en una realización en la que éste se emplea para el lavado/aclarado del material filtrado suministrado.
La válvula 25 de cierre está cerrada, y se proporciona líquido al aparato hasta un nivel máximo predeterminado. El material filtrado se conduce a través de la abertura 13 de admisión que está preferiblemente situada justo por encima del nivel anteriormente mencionado. Se invierte la hélice de manera que el material filtrado se mueve alternativamente hacia arriba y hacia abajo en el líquido en la región inferior del aparato y allí cae y se amasa. Después de un tiempo predeterminado, la rotación de la hélice se hace discontinua, tras lo cual se abre la válvula 25 y se vacía el líquido. Si fuese necesario, este procedimiento podría repetirse un número de veces. Tras lo cual, se vacía el aparato de líquido y el material que se ha acumulado contra la pared del contenedor interior es desplazado por la hélice hacia la región superior del aparato. Por norma, el aclarado tiene lugar con el líquido de aclarado que es proporcionado por medio de las boquillas 52. En la región superior del aparato, se comprimen y descargan los materiales de la manera anteriormente descrita.

Claims (11)

1. Un aparato para retirar cuerpos sólidos y/o semisólidos (41) de un líquido (40), en el que el aparato incluye una hélice (3) formada por una pala roscada (33) y rotatoria alrededor de su eje geométrico (32) y dispuesta en un recorrido (7) que forma un ángulo (á) con el plano horizontal y donde el aparato incluye una primera pieza motriz (30) para rotar la hélice alrededor de su eje, caracterizado porque el aparato incluye un primer contenedor (1) que comprende dicho recorrido (7) y un segundo contenedor (2) que, al menos en la región inferior (35) del aparato rodea el primer contenedor (1) bajo la formación de una cantidad sustancialmente discreta con relación a los alrededores; porque la cavidad incluye un primer espacio (26) dispuesto entre una pared axial (17) del primer contenedor y una pared axial (27) del segundo contenedor; porque el primer contenedor (1) está provisto de una entrada (13) para el suministro del líquido que contiene los cuerpos sólidos y/o semisólidos (41); porque la pared (17) del primer contenedor (1) está provista de pasos (15) a través de los cuales pasa el líquido desde el contenedor plano (1) hasta el espacio (26) entre el primer contenedor (1) y el segundo contenedor (2); porque dichos pasos (15) están dimensionados, con objeto que durante el flujo de líquido a través de ellos, separen las partículas sólidas y/o semisólidas (41) transportadas por el líquido hacia la pared interior (17) del primer contenedor; porque la hélice (3) está dispuesta, durante su rotación, para desplazar los cuerpos sólidos y semisólidos separados en la dirección longitudinal del recorrido; y porque el espacio (26) entre las paredes (17, 27) de los contenedores primero y segundo está conectado a una salida (24) para líquido; y porque una abertura (14) de descarga para cuerpos separados del líquido está dispuesta en la región superior (11) del primer contenedor (1).
2. El aparato según se reivindica en la reivindicación 1, caracterizado porque la hélice (3) rodea un eje mecánico (19) sustancialmente estacionario.
3. Aparato según se reivindica en las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque la hélice está provista de medios rascadores (36) para que, durante su rotación, liberen el material acumulado contra la pared (17) del primer contenedor.
4. El aparato según se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque está provisto, en conexión con la abertura (14) de descarga un contacto mecánico (50) para la apertura y cierre controlados de la abertura de descarga; porque la hélice transportadora (3) termina a cierta distancia de la abertura (14) de descarga para formar una zona (16) libre de hélice entre el extremo (34) de la hélice transportadora (3) y la pared extrema superior del contenedor interior; y porque la zona libre de hélice incluye una porción situada entre el extremo de la hélice transportadora y la abertura (14) de descarga, en cuya porción el primer contenedor (1) está provisto de aberturas (15) para el paso del líquido.
5. El aparato según se reivindica en la reivindicación 4, caracterizado porque el contacto mecánico (50) incluye al menos una escotilla (50) que está dispuesta en la abertura (14) de descarga; porque está provisto un dispositivo para percibir la fuerza que es ejercida interiormente contra la escotilla por el material acumulado en la zona libre de hélice o medir la fuerza de la corriente o potencia proporcionada a la primera parte motriz (30); y porque dichos medios de impulso están provistos para desplazar la escotilla desde o hacia la posición cerrada con base al tamaño de la fuerza, fuerza de la corriente o potencia medida.
6. El aparato según se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la distancia entre el extremo superior (24) de la hélice (3) y la abertura (14) de descarga se prolonga hasta al menos la mitad del diámetro exterior de la hélice.
7. El aparato según se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque en la región superior (11) del primer contenedor, está provisto un eje mecánico (18) de impulso conectado a la primera pieza motriz (30) para la rotación de la hélice (3); y porque el eje mecánico (18) se extiende hasta al menos la mitad de una vuelta helicoidal en el extremo superior (34) de la hélice (3).
8. El aparato según se reivindica en la reivindicación 7, caracterizado porque una nervadura (51) está asegurada al eje mecánico (18) de impulso en la región de la abertura (14) de descarga; y porque la nervadura forma un dispositivo que se proyecta sustancialmente de forma radial desde el eje mecánico de impulso.
9. El aparato según se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el primer contenedor (1), en un área por encima del nivel de líquido más alto calculado (6), está provisto de boquillas (52) para emitir chorros de líquido hacia el interior de la pared (17) del primer contenedor.
10. El aparato según se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la primera pieza motriz (30) está dispuesta, para hacer rotar, a intervalos controlados, la hélice (3) en una dirección opuesta a la dirección en la que se desplazan los cuerpos acumulados hacia la abertura (14) de descarga.
11. El aparato según se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque está previsto un sensor (53) de nivel para la apertura y cierre de una válvula (25) de cierre en la salida (24) de líquido a niveles predeterminados de líquido.
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