ES2242662T3 - Dispositivo clasificador para limpiar una suspension de material fibroso. - Google Patents

Abstract

Dispositivo clasificador para limpiar una suspensión de material fibroso con un rotor en forma de parábola, un tambor de tamizado cilíndrico estacionario y un espacio de aceptación dispuesto en el exterior, así como una salida de rechazo, siendo alimentada la suspensión de material fibroso en el espacio interior del tambor de tamizado entre el rotor y el tamiz, caracterizado porque en la zona de alimentación, entre un empalme tubular (2) y el extremo libre del rotor (4) está previsto un inserto (3, 3¿, 3¿¿) estacionario cerrado, que desvía la suspensión de material fibroso hacia el espacio entre el rotor (4) en forma de parábola y el tamiz (5) cilíndrico.

Description

Dispositivo clasificador para limpiar una suspensión de material fibroso.

La invención concierne a un dispositivo clasificador para limpiar una suspensión de material fibro-
so.

Los dispositivos clasificadores son máquinas utilizadas en la industria del papel para limpiar una suspensión de material fibroso que consta de agua, materiales fibrosos y partículas de suciedad. Se conduce aquí una corriente de alimentación a través de un dispositivo de tamiz, fluyendo a través del tamiz la corriente de aceptación que consta de agua y fibras. Una corriente parcial, denominada corriente de rechazo, que consta de agua, fibras y sustancias residuales, es retirada generalmente por el extremo opuesto a la corriente de alimentación. En general, un dispositivo clasificador de este tipo se realiza de forma simétrica en rotación y consta de una carcasa con una entrada de alimentación dispuesta tangencialmente, un tambor de tamizado cilíndrico, provisto en su mayor parte de agujeros o ranuras verticales, y un rotor giratorio. El objeto del rotor consiste en mantener libres las ranuras del tamiz, lo que se consigue a través de alas que giran muy próximas a la superficie del tamiz. La corriente de aceptación se recoge en un llamado espacio de aceptación que está realizado frecuentemente en forma cónica, y se retira radialmente en un sitio determinado. La corriente de rechazo se conduce en general, en el lado del tambor de tamizado opuesto a la entrada de alimentación, hacia un espacio de rechazo en su mayor parte en forma de anillo y se retira tangencialmente desde éste. Un dispositivo clasificador de este tipo se conoce, por ejemplo, por el documento US nº 4.268.381. La desventaja de estas máquinas clasificadoras reside en que, debido a un espacio de rechazo realizado relativamente grande, existe el peligro de obstrucción a velocidades de flujo reducidas. Además, se produce una corriente de afluencia desigual hacia el tambor de tamizado y unas condiciones de corriente heterogéneas en el espacio de aceptación, especialmente en la zona de la salida del material. Por el documento WO 97/41296 se conoce otro dispositivo clasificador adicional. Aquí se prevé un rotor cilíndrico en un dispositivo clasificador horizontal, realizándose la alimentación de suspensión a través de un empalme montado en posición centrada y de una rendija de cilindro, en cuyo extremo está prevista una separación de partes pesadas. Por medio de esta disposición, con las partes pesadas se elimina también una porción considerable de la suspensión. La suspensión restante es conducida en la dirección del rotor, estando previstos aquí unos álabes adicionales y debiendo conducirse la suspensión con elevado coste energético hacia la pequeña rendija entre el rotor y el tambor de tamizado. El documento US nº 3.053.391 muestra un dispositivo clasificador en el que la suspensión se conduce desde el exterior hacia el interior a través de un tamiz, estando previstos unos rascadores rotativos en la periferia exterior del tambor de tamizado. También aquí es necesario un elevado coste energético y se produce una corriente de afluencia desigual de la suspensión a lo largo de la altura del tambor de tamizado.

Por tanto, el objetivo de la invención es crear una mejora de las condiciones de flujo en el dispositivo clasificador para conseguir así una reducción de la energía utilizada junto con un aumento de la producción y de la separación de suciedad.

En consecuencia, la invención se caracteriza porque en la zona de alimentación, entre el empalme tubular y el extremo libre del rotor, está previsto un inserto estacionario cerrado que desvía la suspensión de material fibroso hacia la zona entre el rotor en forma de parábola y el tamiz cilíndrico, pudiendo realizarse el inserto estacionario de forma simétrica en rotación. Por tanto, se consigue una mejora esencial de las condiciones de flujo y, como consecuencia adicional, una reducción de la energía utilizada.

Un perfeccionamiento ventajoso de la invención se caracteriza porque el inserto es un cono, un tronco de cono, una semiesfera, un segmento esférico, una capa esférica, un paraboloide o un hiperboloide de dos capas.

Una ejecución favorable de la invención se caracteriza porque, en el caso de un inserto como cono o tronco de cono, el ángulo \alpha del cono es de entre 10º y 60º.

Un perfeccionamiento favorable de la invención se caracteriza porque el eje del empalme de alimentación está dispuesto paralelo a la envolvente del cono. Por tanto, puede conducirse mejor el flujo y reducirse aún más las pérdidas de energía.

Una ejecución alternativa favorable de la invención se caracteriza porque el inserto es un cuerpo en forma de espiral, pudiendo elegirse la pendiente de la espiral de tal forma que la velocidad del flujo en la zona de alimentación sea constante en toda la anchura del tambor de tamizado.

Un perfeccionamiento favorable de la invención se caracteriza porque están dispuestas en el rotor varias alas distribuidas a lo largo de la altura y/o de la periferia.

A continuación, se describe la invención a título de ejemplo con ayuda de los dibujos, en los cuales la figura 1 representa una realización de la invención, la figura 2, una realización alternativa de la invención, la figura 3, una realización de una máquina doble, la figura 4, una variante adicional de la invención, la figura 5 una representación tridimensional de una variante de la invención, la figura 6, la zona para una clasificación previa integrada, la figura 7, un diagrama de la dependencia de la energía específica con respecto al flujo a través del tamiz, y la figura 8, un diagrama de la reducción del punto de suciedad con respecto al flujo a través del tamiz.

La figura 1 muestra un dispositivo clasificador 1 al que por medio de un empalme de alimentación 2 se le suministra una suspensión de material fibroso para ser limpiado. En la zona de la entrada de alimentación se prevé un inserto 3 que está representado aquí como un tronco de cono. La "punta" del tronco de cono mira en la dirección del rotor 4. El inserto 3 puede conformarse como un cuerpo hueco y también como un cuerpo macizo. Para una desviación óptima, el ángulo de flanco \alpha del tronco de cono es de entre 10º y 60º. La suspensión de material fibroso penetra en el espacio entre el rotor 4 y el tamiz 5 y es transportada al espacio de aceptación 6 a través del tamiz. La carcasa del espacio de aceptación está realizada en forma de doble cono, es decir, la carcasa se estrecha en forma cónica aproximadamente desde el canto superior de la salida de aceptación 7 hacia el espacio de rechazo, estando diseñado el ángulo del espacio de aceptación para una velocidad de flujo constante en el supuesto de un flujo de salida uniforme admisible a través del tamiz.

El rotor 4 del dispositivo clasificador 1 está diseñado aquí para una corriente de afluencia uniforme al tamiz que favorezca un comportamiento de espesamiento reducido en toda la altura del tamiz. Dicho rotor presenta la forma de una parábola, de modo que la velocidad de flujo axial permanece constante dentro del tambor de tamizado en el supuesto de un flujo de salida uniforme a través del tamiz. Alternativamente, la forma del rotor puede aproximarse también a una forma de cono.

Para poder evacuar el rechazo de forma oportuna, el espacio de rechazo se configura de tal modo que se presenten velocidades de flujo mayores de 2,5 m/s con o sin aporte adicional de energía de agitación por medio del rotor. Por tanto, se evita prácticamente una obturación.

La figura 2 muestra una disposición análoga de un dispositivo clasificador 1, estando dispuesto aquí el empalme de alimentación 2 de tal modo que la suspensión se suministra de forma paralela a la envolvente del tronco de cono 3. Por tanto, puede evitarse la pérdida de energía que se produciría sino al desviar el flujo.

La figura 3 muestra la realización de una máquina vertical como la que se realiza para potencias de producción elevadas. Por ejemplo, en este caso, el rotor se realiza como rotor de doble parábola 4, 4' o como rotor de doble cono. Asimismo, la salida de rechazo 8, 8' y el tambor de tamizado 5, 5' están previstos por duplicado. También aquí el espacio de aceptación 6, 6' se realiza en forma de doble cono, es decir que la carcasa se estrecha de nuevo en forma cónica aproximadamente desde el canto superior de la salida de aceptación 7, 7' hacia la zona de rechazo. La suspensión de material se suministra aquí de nuevo a través del empalme de alimentación 2 y, en la forma de realización representada, se la conduce axialmente a través del rotor. En este tipo de corriente de afluencia, la parte 4 del rotor del lado de accionamiento con la altura L1 es igual o mayor que la parte 4' del rotor con la altura L2 que queda alejada del lado de accionamiento y por la que entra el flujo y es atravesada por la corriente. La suspensión sale por la zona central de la parte 4' del rotor atravesada por la corriente a través de unas aberturas 9 y se distribuye aquí en ambos sentidos. Dicha suspensión se introduce, como en un dispositivo clasificador sencillo, a través del tambor de tamizado 5, 5', en el espacio de aceptación 6, 6', que se realiza aquí también en forma de doble cono. El rechazo fluye tanto hacia arriba como también hacia abajo y se evacua aquí de la máquina en un espacio de rechazo 8, 8'. En otra forma de ejecución, la alimentación puede realizarse también en el centro desde un lado. La salida de aceptación puede estar dispuesta por duplicado, es decir, arriba (7') y abajo (7), o también simplemente en el centro. La máquina clasificadora puede realizarse entonces también en forma
horizontal.

La figura 4 muestra una variante de la invención, estando prevista como inserto una chapa 3' vertical que se extiende en aproximadamente 270º. Esta chapa 3' guía uniformemente por medio de su forma de espiral al flujo de material que viene de la entrada 2 y lo introduce en el tambor de tamizado 5. En la figura 4 se representa este tipo de inserto 3' en vista en planta. Se puede apreciar que la chapa 3' empieza en el punto 16 y discurre entonces en forma de espiral alrededor del punto medio (el eje) hasta el punto 17. En este caso, el espacio 15 (representado rayado) entre la chapa 3' y la pared exterior del dispositivo clasificador puede permanecer libre. Es esencial que la sección transversal del flujo disminuya continuamente y, por tanto, se proporcione una velocidad de flujo sumamente uniforme que se adapte a la alimentación de la suspensión al tambor de tamizado 5.

La figura 5 muestra la representación en tres dimensiones de una variante adicional de la invención. El inserto 3'' está colocado en la tapa, discurriendo la superficie en forma de espiral en la dirección del tambor de tamizado. La suspensión de material fibroso es guiada directamente hasta el tambor de tamizado desde la entrada 2 en la superficie vuelta hacia el tambor de tamizado, considerándose aquí también la salida de flujo de tal forma que la velocidad de flujo sea prácticamente constante. Por tanto, pueden minimizarse las pérdidas de energía.

La figura 6 muestra ahora la parte superior de un dispositivo clasificador 1 con una clasificación previa integrada. En este caso, la suspensión de material fibroso se alimenta al dispositivo clasificador 1 a través del racor de alimentación 2. Para realizar un separación de piezas pesadas en la zona de la clasificación previa, está prevista en la zona superior del dispositivo clasificador 1 una zona de clasificación previa 10 en la cual penetra la suspensión a través de un tamiz 11. Por tanto, pueden eliminarse bien partes específicamente pesadas e impurezas de gran superficie que resulten de sustancias fibrosas sucias o muy sucias. En el exterior del tamiz 11, gira también un rotor 12 que está unido con el rotor 4 por medio de un apéndice 13. Las partes pesadas salen de la zona de clasificación previa por medio de un empalme 14. El rotor 12 puede girar en la zona de clasificación previa 10 tanto en la corriente de alimentación (como se representa) como también en la corriente de aceptación, que se alimenta entonces a una clasificación de precisión adicional en la zona inferior del dispositivo clasificador 1. Cuando el rotor 12 gira en la corriente de alimentación, entonces las partes pesadas muy abrasivas son mantenidas apartadas por medio de las alas giratorias de limpieza del rotor 12 para que no impacten sobre la superficie del tamiz 11 y la dañen.

Las partes específicamente pesadas se centrifugan aquí hacia fuera. Por tanto, por un lado, se consigue una vida útil más larga del tambor de tamizado en la zona de clasificación previa y, por otro lado, se consigue una retención duradera de partes pesadas en la zona de clasificación posterior centrífuga. Esto hace que los rotores, ya que giran en el material bueno de la primera etapa, se carguen durante más tiempo en los cantos de ataque, presenten una abrasión y una absorción de energía más reducidas y, por tanto, pueden aproximarse más a la superficie del tamiz 5, sin que se ocasionen daños del rotor o de la superficie del tamiz. La evacuación separada de impurezas grandes y pequeñas lleva a aumentos de rendimiento (caudal y aumento de efectividad) con respecto a las máquinas clasificadoras convencionales. Para capacidades de producción elevadas, esta variante puede realizarse también con un rotor de cono doble.

La figura 7 muestra el diagrama de la demanda de energía en función del flujo a través del tamiz, ilustrándose aquí una curva para dispositivos clasificadores anteriores y una curva para el dispositivo clasificador según la invención con un inserto cónico en el espacio de alimentación.

En la figura 8 se representa la reducción del punto de suciedad en función del flujo a través del tamiz. Se puede apreciar aquí que podría elevarse también sustancialmente el punto de reducción de suciedad por medio de un inserto cónico en el espacio de alimentación, junto con un descenso simultáneo de la demanda de energía específica.

Claims (18)

1. Dispositivo clasificador para limpiar una suspensión de material fibroso con un rotor en forma de parábola, un tambor de tamizado cilíndrico estacionario y un espacio de aceptación dispuesto en el exterior, así como una salida de rechazo, siendo alimentada la suspensión de material fibroso en el espacio interior del tambor de tamizado entre el rotor y el tamiz, caracterizado porque en la zona de alimentación, entre un empalme tubular (2) y el extremo libre del rotor (4) está previsto un inserto (3, 3', 3'') estacionario cerrado, que desvía la suspensión de material fibroso hacia el espacio entre el rotor (4) en forma de parábola y el tamiz (5) cilíndrico.

2. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque el inserto (3) es simétrico en rotación.

3. Dispositivo según la reivindicación 2, caracterizado porque el inserto (3) es un cono, un tronco de cono, una semiesfera, un segmento esférico, una capa esférica, un paraboloide o un hiperboloide de dos capas.

4. Dispositivo según la reivindicación 2, con un inserto en forma de cono o tronco de cono, caracterizado porque el ángulo \alpha de cono es de entre 10º y 60º.

5. Dispositivo según la reivindicación 4, caracterizado porque el eje del empalme de alimentación (2) está dispuesto paralelo a la envolvente del cono.

6. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque el inserto (3', 3'') es un cuerpo en forma de espiral.

7. Dispositivo según la reivindicación 6, caracterizado porque la pendiente de la espiral se elige de tal forma que la velocidad del flujo en la zona de alimentación sea constante en toda la anchura del cesto clasificador.

8. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque el inserto (3, 3', 3'') está dispuesto en el centro.

9. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque el espacio de aceptación (6, 6') está configurado en forma de doble cono.

10. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque el dispositivo clasificador (1) está configurado en forma de una máquina doble.

11. Dispositivo según la reivindicación 10, caracterizado porque la alimentación se realiza axialmente a través del rotor (4).

12. Dispositivo según la reivindicación 11, caracterizado porque la parte (4) del rotor del lado de accionamiento es igual o mayor en su altura que la parte (4') del rotor que queda alejada del lado de accionamiento y por la que entra el flujo y es atravesada por la corriente.

13. Dispositivo según la reivindicación 12, caracterizado porque la alimentación se lleva a cabo en el centro desde un lado.

14. Dispositivo según una de las reivindicaciones 10 a 13, caracterizado porque la salida de aceptación (7, 7') está prevista por duplicado.

15. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 14, caracterizado porque el dispositivo clasificador (1) está dispuesto en posición horizontal.

16. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 15, caracterizado porque para la clasificación previa, en la zona de alimentación está previsto un tambor de tamizado (11) que gira con el rotor (12).

17. Dispositivo según la reivindicación 16, caracterizado porque en la zona de clasificación previa (10) están previstas unas alas giratorias.

18. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 17, caracterizado porque están previstas en el rotor (4, 4') varias alas distribuidas por toda la altura y/o la periferia.