ES2311258T3 - Metodo y sistema para el llenado de silos de gran capacidad de almacenamiento con material fluidizable. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para llenar un silo de gran capacidad (10) con un material fluidizable impidiendo una disociación de flujo de aire o de gas, en el que el abastecimiento de material se efectúa de manera controlada mediante un conducto de transporte (12), una canaleta de entrada (16) y canaletas de transporte de aire o de gas (22) en la parte superior del silo de gran capacidad (10) en dirección de la pared del silo (26) y hacia abajo con respecto a la superficie del material encima del fondo de silo (19) del silo de gran capacidad (10), caracterizado por el hecho de que el abastecimiento de material está combinado con una aspiración uniforme controlada de aire o de gas que se efectúa mediante uno o varios conductos de aspiración (32) en forma esencialmente anular y dispuestos directamente por debajo del techo del silo (20) o por encima de una hendiduras de aspiración en forma anular en los cabezales de salida de material (24).
Description
Método y sistema para el llenado de silos de
gran capacidad de almacenamiento con material fluidizable.
La presente invención se refiere a un
procedimiento para el llenado de silos de gran capacidad de
almacenamiento con un material fluidizable según el preámbulo de la
reivindicación 1 así como un dispositivo para el llenado del mismo
según el preámbulo de la reivindicación 7.
Durante el llenado de silos de gran capacidad,
en particular con cargas a granel en grano fino, del orden de menos
de 200 \mum fácilmente fluidizables, se observa que por encima
del cargamento del silo se producen flujos de aire y espacios
muertos que provocan fenómenos de disociación según el tamaño de
partícula. El material fino es almacenado preferiblemente en las
secciones exteriores cerca de la pared del silo o sea en los
espacios muertos del flujo de aire y el material menos fino se
almacena en el centro del silo. El fenómeno de disociación de flujo
de aire ha sido constatado particularmente en silos de
almacenamiento para arcilla (óxido de aluminio) que presentan
diámetros de silo de más de 30 m y donde en caso de humedades de
< 1% el material fluye y es fluidizable muy fácilmente y el
espectro del tamaño de partículas se sitúa aproximadamente de 1
\mum a 200 \mum. En este caso se presenta por ejemplo una
proporción de aproximadamente 5 - 10% en productos finos con un
promedio de tamaños de partícula < 45 \mum. En el silo resulta
una repartición del producto fino con una concentración decreciente
desde la sección exterior en la pared en dirección a la sección
interior en el centro. Puede ocurrir en casos desfavorables que las
secciones exteriores individuales de silo presenten una acumulación
de hasta el 70% en productos finos. Si se reparte el material
separado se producen considerables problemas durante la sucesiva
elaboración en el proceso para la fabricación de aluminio.
Para mantener escasos los efectos de disociación
se han desarrollado hasta ahora una serie de procedimientos. En una
publicación de Gisle G. Enstad en el
POSTEC-Newsletter N°. 16, Dic. 1997, pp. 27 - 30 se
propone un tubo de llenado central para el llenado, el cual
discurre desde el techo del silo hasta el fondo del silo y mediante
varias clapetas de apertura permite un llenado desde abajo hacia
arriba. Según la DE 600 14050 T2 se utilizan varios tubos de
distribución que se extienden a lo largo de la pared en el interior
del silo. El material es ventilado esencialmente antes de entrar al
silo por medio de una caja de desaireación y en su caso por un
distribuidor de material. El silo o el receptáculo de gran capacidad
poseen bocas de entrada para el aire ambiental y salidas para la
evacuación de aire. A este respecto, con este dispositivo se puede
contrarrestar mejor la disociación del flujo de aire, cuando esto
fuese posible, pero no se impide debido a que el material sólo
expulsa el aire en el silo durante el llenado formándose espacios
muertos para el flujo de aire. Por otra parte, los tubos
representan también instalaciones significantes en el silo, que
efectivamente son más robustas que lo mencionado en la primera
publicación, pero están expuestas a grandes fuerzas de material y
por ello pueden desprenderse así como tender a la obstrucción
durante el vaciado por la solidificación temporal conocida del
material. Respecto a la avería de tubos de distribución se intenta
en la citada DE tener en cuenta derivaciones o conductos de
derivación, sin embargo en cualquier conducto de derivación puede
surgir también una obstrucción.
La presente invención se basa en la tarea de
evitar completamente los problemas arriba citados, particularmente
los espacios muertos para el flujo de aire en las secciones
exteriores próximas a la pared en el interior del silo de gran
capacidad, de modo que se puedan evitar las separaciones de forma
segura. También se debería crear un dispositivo correspondiente que
se pueda fabricar fácil y económicamente en lo que respecta su
estructura y su funcionamiento. Estas tareas, según la invención,
se resuelven mediante el procedimiento caracterizado en la
reivindicación 1 o mediante el dispositivo según la reivindicación
7. Simultáneamente se llena el silo controlado de tal manera que el
producto fino quede sedimentado principalmente en las secciones
interiores, mientras que el producto grueso se sedimenta
principalmente en las secciones exteriores y por consiguiente
contrarresta una repartición natural debido al flujo de aire en el
silo. El modo de repartición puede ser influenciado por la
aspiración de aire específica según la invención en el silo. La
invención crea un dispositivo no previsto en el material y que no
está expuesto a las fuerzas del silo y que no da lugar a fallos
durante el funcionamiento del silo.
El dispositivo está destinado al llenado de
silos de gran capacidad con materiales que sean fluidizables y que
tienden a fenómenos de disociación a consecuencia de los flujos de
aire en los silos. A continuación la invención será descrita con
más detalle con ayuda de los dibujos que deben servir para la mejor
comprensión de la invención, aunque esta última no está limitada por
ellos.
Se muestra:
Fig. 1 una representación en sección transversal
esquemática de un silo de gran capacidad con los dispositivos de
llenado y de aspiración,
Fig. 2 una representación desde arriba sobre el
techo del silo con los dispositivos de llenado,
Fig. 3 una sección en el silo, por encima del
conducto en circuito cerrado para la aspiración de aire,
Fig. 4 una sección a través del perfil del
dispositivo de aspiración de aire,
Fig. 5 una sección en el silo con representación
de diferentes niveles de llenado y flujos de material y de aire
Fig. 6 la aspiración en los cabezales de salida
como variante al conducto en circuito cerrado
Fig. 7 una variante para la alimentación del
silo con un distribuidor de transporte de aire
Fig. 8 superposición de gradientes de productos
finos en el silo y representación esquemática de la concentración
de producto fino por productos frescos o por retorno de productos
filtrados.
Con referencia a las figuras 1 y 2 la
alimentación del silo 10, el cual comprende un fondo de silo 11 con
un cono de descarga, se realiza desde arriba por medio de
dispositivos de transporte neumáticos o mecánicos, en particular el
conducto de transporte 12. En el caso de una alimentación
neumática, el producto de carga entra primero en un recipiente de
expansión 14 para separar, en la medida de lo posible, el aire
transportador del material, de modo que una entrada de aire, a ser
posible escasa, tiene lugar con el material desde el exterior en
dirección al interior del silo 10. Desde el recipiente de expansión
14, el producto de carga pasa a través de una canaleta de
transporte de aire de entrada 16 al interior de un distribuidor
paralelo 18 dispuesto centralmente por encima del techo del silo 20
al que siguen varias canaletas de transporte de aire 22 dispuestas
radialmente, por medio de las cuales el material en los cabezales
de salida 24 cae por el techo del silo 20 al interior del silo 10.
La alimentación cerca de la pared del silo 26 con un gran número de
puntos de descarga o cabezales de salida 24 de las canaletas de
transporte 22 impiden que cerca de la pared surjan o prácticamente
no surjan espacios muertos para el flujo de aire y simultáneamente
tiene lugar una distribución regular del producto de carga dentro
del silo 10. El número y la longitud de las canaletas de transporte
de aire 22 se rige según el diámetro del silo y la distribución
regular deseada del material y la minimización o eliminación de
espacios muertos. Con el aumento del diámetro se usan más canaletas
y más largas 22. El experto en la materia elegirá el número y la
longitud según desee.
En el lado inferior de su entramado, las
canaletas de transporte de aire 22 reciben un escaso caudal de aire
de fluidización. El aire cargado en las canaletas 22 es aspirado
por la caja superior de las canaletas 22 o por el distribuidor
paralelo 18 a través de un filtro central 28, de modo que surge una
depresión en las cajas superiores. La cantidad de aire aspirada es
ajustada por dimensionado del soplante de aspiración 20, de tal
manera que también la cantidad de aire expulsada en el silo 10 por
el material almacenado y en su caso una parte de la ventilación del
fondo del silo puede ser aspirada también. Adicionalmente, el
recipiente de expansión 14 y el distribuidor paralelo 18 son
aspirados por conductos de aspiración 23.
La aspiración del aire en el silo 10 tiene lugar
por debajo del techo del silo 20 a través de uno o varios conductos
de aspiración en forma anular 32 (véase la Fig. 3), que, en la
forma de realización representada, están unidos por tubos como
conductos de aspiración 33 con las canaletas de transporte de aire
22 por encima del techo del silo 20. Los conductos de aspiración 32
por debajo del techo del silo 20 proporcionan una aspiración
regular del caudal de aire expulsado en el silo 10 y por
consiguiente un flujo de aire regular y especifico en el silo 10.
Por aspiración regular se entiende una aspiración del espacio
superior de todo el silo sobre el perímetro del silo. Un conducto de
aspiración 32 consiste ventajosamente en varios perfiles de chapa
34 rectos, abiertos hacia abajo, que están soldados entre sí. Los
perfiles 34 presentan una hendidura de aspiración 36 de
aproximadamente 1 cm (véase la Fig. 4) así como paredes inclinadas
alrededor de aproximadamente 45° a 30° con respecto a la vertical,
mediante las cuales es aspirado el aire y las partículas de polvo
sedimentadas se separan de nuevo en el conducto en circuito cerrado
y a través de la hendidura 36 pueden volver a caer en el silo 10. El
ancho de la hendidura 36 del conducto en circuito cerrado 32 y el
número de puntos de aspiración o de conductos de aspiración entre
el conducto en circuito cerrado 32 y las canaletas de transporte de
aire 22 son elegidos de tal manera que se dé una resistencia, a ser
posible igual, por toda la sección transversal del silo. En este
caso pueden unirse varios conductos de aspiración 33 sobre una
canaleta o el distribuidor paralelo 18.
El efecto de los conductos en circuito cerrado
32 para la aspiración regular del caudal de aire expulsado por el
material es más favorable cuando se pone en funcionamiento el silo
10 con un nivel de llenado de aproximadamente 60 - 70% (véase la
Fig. 5), lo que se pretende generalmente en la práctica. Durante el
primer llenado, el efecto de la aspiración al principio será algo
menos eficaz. Por ello, en este caso se da una importancia especial
a la alimentación del silo. Según la invención, la aspiración está
combinada con la alimentación. En cada punto de descarga del
material se designa un flujo de aire hacia abajo, que tiene como
consecuencia un flujo de aire hacia arriba en aquellos puntos donde
no fluye material (véase la Fig. 5).
Para evitar espacios muertos en las secciones
exteriores del silo 38, el material 42 es introducido mediante un
gran número de canaletas transportadoras de aire 22 hasta
directamente al lado de las paredes del silo 26 con un flujo en
dirección hacia abajo cerca de la pared. Un flujo de aire en
sentido contrario 39 en medio o en el centro del silo 10 es asistido
por el efecto de desplazamiento de material desde el fondo del silo
11 o el respectivo vertido de material 50. Los dispositivos de
aspiración se encuentran por consiguiente convenientemente, visto
desde el centro del silo, delante de los puntos de descarga para el
material.
La carga de aire aspirado sobre las canaletas de
transporte de aire 22 actúa como una separación previa de las
partículas de polvo delante del filtro con un retorno de las
partículas de polvo más gruesas por medio del producto de carga en
el silo 10. La proporción en productos finos aspirados por el filtro
28 puede ser reconducida específicamente a través de un segundo
distribuidor paralelo 40 y de canaletas de transporte de aire
separadas 45 al interior del silo 10. En este caso, el producto
fino 41 convenientemente no es cargado desde el exterior, sino por
varios puntos de carga en el centro para proporcionar una
compensación de la distribución del producto fino (véase Fig. 8) por
el producto de carga (producto fresco) 42 y el producto fino
retornado 44 a través del conducto de retorno 43 (véase Fig. 2). La
cantidad del producto fino conducido y cargado por separado por el
filtro 28 y por consiguiente la concentración del producto fino 44
en el centro del silo puede ser influenciado por el soplante de
aspiración 30. Para cambiar la cantidad de producto fino es
ventajoso un soplante de aspiración controlado por un regulador de
revoluciones 30. Así se puede proporcionar en el caso más favorable
una distribución homogénea del producto fino desde el exterior 38
en dirección al interior 46.
En una variante según la invención para los
conductos en circuito cerrado 32 incorporados por debajo del techo
del silo 20, la aspiración prácticamente regular podría tener lugar
también por una aspiración de aire directamente al lado del cabezal
de salida 24 para el producto de carga. Los orificios o conductos
de aspiración 33 en este caso están unidos directamente con las
canaletas de transporte de aire 22 para la separación de polvo y el
retorno del polvo obteniendo en caso de un gran número de puntos de
carga también una aspiración regular del espacio superior del silo
(véase Fig. 6). La ventaja de este dispositivo con respecto a un
conducto en circuito cerrado 32 es que no son necesarios orificios
complementarios en el techo del silo 20 para la incorporación y el
desmontaje o el mantenimiento del conducto en circuito cerrado
32.
- 10
- Silo de gran capacidad
- 11
- Fondo del silo con cono de descarga
- 12
- Conducto de transporte
- 14
- Recipiente de expansión
- 16
- Canaleta de transporte de aire de entrada
- 18
- 1° Distribuidor paralelo
- 20
- Techo del silo
- 22
- Canaleta de transporte de aire
- 23
- Conductos de aspiración para la alimentación del silo
- 24
- Cabezales de salida
- 26
- Pared
- 28
- Filtro
- 30
- Soplante de aspiración
- 32
- Divisor de canaletas de transporte de aire
- 33
- Conductos de aspiración
- 34
- Perfil
- 35
- Conductos de aspiración anulares
- 36
- Hendidura de aspiración
- 38
- Sección exterior del silo
- 39
- Flujo de aire, orientado hacia arriba
- 40
- 2° Distribuidor paralelo
- 41
- Producto fino
- 42
- Producto fresco
- 43
- Conducto de retorno del producto fino
- 44
- Concentración por retorno de producto filtrado
- 45
- Canaletas de transporte de aire para producto fino
- 46
- Concentración por retorno del producto fresco
- 47
- Sección interior del silo
- 50
- Vertido de material
\vskip1.000000\baselineskip
Esta lista de documentos citados por el
solicitante ha sido recopilada exclusivamente para la información
del lector y no forma parte del documento de patente europea. La
misma ha sido confeccionada con la mayor diligencia; la OEP sin
embargo no asume responsabilidad alguna por eventuales errores u
omisiones.
\bullet DE 60014050 T2 [0003]
\bulletGisle G. Enstad.
POSTEC-Newsletter, Diciembre 1997,
27-30 [0003]
Claims (8)
1. Procedimiento para llenar un silo de gran
capacidad (10) con un material fluidizable impidiendo una
disociación de flujo de aire o de gas, en el que el abastecimiento
de material se efectúa de manera controlada mediante un conducto de
transporte (12), una canaleta de entrada (16) y canaletas de
transporte de aire o de gas (22) en la parte superior del silo de
gran capacidad (10) en dirección de la pared del silo (26) y hacia
abajo con respecto a la superficie del material encima del fondo de
silo (19) del silo de gran capacidad (10), caracterizado por
el hecho de que el abastecimiento de material está combinado con
una aspiración uniforme controlada de aire o de gas que se efectúa
mediante uno o varios conductos de aspiración (32) en forma
esencialmente anular y dispuestos directamente por debajo del techo
del silo (20) o por encima de una hendiduras de aspiración en forma
anular en los cabezales de salida de material (24).
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado por el hecho de que el abastecimiento de
material para el producto de carga del silo es realizado por medio
de un primer distribuidor paralelo (18) y canaletas de transporte
de aire o de gas (22) y en su caso puntos de derivación en la pared
del silo (26) o cerca de la pared del silo (26).
3. Procedimiento según la reivindicación 1 y 2,
caracterizado por el hecho de que el producto fino es
reciclado de manera controlable por un segundo distribuidor
paralelo (40) situado en el centro del silo (10) o cerca del
centro.
4. Procedimiento según la reivindicación 3,
caracterizado por el hecho de que el reciclaje del producto
fino es controlado por el soplante de aspiración (30) equilibrando
de este modo la concentración del producto fino en la sección
exterior y la sección interior (38 o 46) en el silo (10).
5. Procedimiento según las reivindicaciones 1 a
4, caracterizado por el hecho de que los conductos de
aspiración son desempolvados por medio de las canaletas de
transporte de aire o de gas (22) radiales o del segundo
distribuidor (40) para las canaletas de transporte de aire (22).
6. Procedimiento según las reivindicaciones 1 a
5, caracterizado por el hecho de que la aspiración se
efectúa en circuito cerrado directamente en los puntos de
alimentación de material.
7. Dispositivo para el llenado de un silo de
gran capacidad (10) con un material fluidizable impidiendo una
disociación de flujo de aire o de gas, con un dispositivo para el
abastecimiento controlado de material mediante un conducto de
transporte (12), una canaleta de alimentación (16) y canaletas de
transporte de aire o de gas (22) en la parte superior del silo de
gran capacidad (10) por medio de un primer distribuidor paralelo
(18) en dirección al interior de la pared del silo (26) hacia abajo
con respecto a la superficie del material por encima del fondo del
silo (19) del silo de gran capacidad (10), caracterizado por
el hecho de que, para una aspiración uniforme y controlada de aire
o de gas, están dispuestos uno o varios conductos de aspiración
esencialmente en forma anular (32) por debajo del techo del silo
(20) o bien está prevista una hendidura de aspiración anular en los
cabezales de salida de material (24).
8. Dispositivo según la reivindicación 7,
caracterizado por el hecho de que los dispositivos de
aspiración (32) comprenden una hendidura de aspiración (36).
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