ES2330307T3 - Filtro de tipo disco. - Google Patents
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Abstract
Aparato de filtración de tipo disco, que comprende: - un recipiente (12) que tiene una envoltura sustancialmente cilíndrica con un eje longitudinal (PV) que define la pared lateral (14) del recipiente (12), - una pluralidad de discos de filtración rotativos, huecos, separados (24) orientados transversalmente con respecto el aje longitudinal (PV) del recipiente (12) y que tienen interiores en comunicación con al menos un tubo de descarga de filtrado (28) que se extiende de un modo sustancialmente paralelo al eje longitudinal (PV) y - una pluralidad de canalizos de descarga (46) que flanquean a los discos de filtración (24) para recibir torta de lodo separada de los lados de los discos de filtración (24) y para conducir la torta de lodo a una porción de recogida (56) y a un conducto de salida (20), caracterizado - porque al menos está situada una artesa (40) dentro de la envoltura del recipiente (12) en posición próxima a la envoltura, - porque una extensión exterior de al menos una de las artesas (40) está constituida por una porción de la pared lateral (14), - porque la artesa o artesas (40) incluyen al menos parte de la pluralidad de los canalizos de descarga (46) que conducen a la porción de recogida (56) de la artesa (40), - porque la porción de recogida (56) de la artesa o artesas (40) incluye al menos una pared de fondo inclinada (42) que se inclina hacia una abertura (44) de la artesa (40) y - porque la abertura (44) de la artesa (40) desemboca en el conducto de salida (20) que se extiende a través de la pared lateral (14) del recipiente (12).
Description
Filtro de tipo disco.
La presente invención se refiere a un aparato de
filtración de tipo disco empleado para separar un líquido de una
suspensión o lechada, tal como un lodo de cal. Más concretamente, la
invención se refiere a un aparato de filtración de tipo disco
alojado dentro de un recipiente a presión y que utiliza una presión
positiva en combinación con discos de filtración para efectuar la
separación de un líquido.
Los aparatos de filtración de tipo disco son
bien conocidos y han sido utilizados durante décadas. En su forma
más simple, dicho aparato utiliza uno o más discos de filtración
huecos, cuyas paredes laterales están formadas de un material
poroso o bien definen un bastidor cubierto con una cubierta porosa,
conocida comúnmente como género o tela de filtración. El grado de
porosidad se elige para la suspensión que ha de ser filtrada,
considerando la viscosidad del componente líquido así como el
tamaño o tamaños de partícula del componente sólido. Los discos
están en general sectorizados circunferencialmente en
compartimientos, están orientados verticalmente y separados
mutuamente de forma lateral a lo largo de un tubo que se extiende a
lo largo de un eje horizontal. Los interiores de los sectores del
disco están en comunicación con el interior del tubo. Durante la
operación, los discos son girados alrededor del eje longitudinal
para llegar a quedar revestidos con la suspensión. Se crea un
diferencial de presión positiva entre los exteriores de los discos y
sus interiores para cruzar una gran cantidad del componente líquido
de la suspensión que reviste los exteriores del disco hacia los
interiores y reducir así de manera importante el contenido en
líquido de la suspensión sobre los exteriores del disco, para
formar lo que se conoce como una "torta". La torta se retira
entonces de los exteriores del disco.
Se han utilizado dos medidas principales para
crear el diferencial de presión entre los interiores y exteriores
del disco. Según una de dichas medidas, ejemplificada por lo
descrito en las Patentes US 2.699.872 y 2.899.066, se practica un
vacío en el tubo y los exteriores de los discos se ponen a la
presión atmosférica ambiental. Una medida que en la actualidad es
la más favorable, debido a su capacidad para aportar un diferencial
de presión más grande, particularmente en el caso de filtros de
multidiscos grandes, consiste en desplegar los discos de filtración
dentro de un recipiente a presión que está presurizado por encima de
la presión ambiental, tal como mediante un compresor de aire. Esta
última medida está ejemplificada por lo descrito en las Patentes US
2.079.755; 3.252.577; 5.849.202: 6.063.294; Patente Canadiense No.
1.192.142; y Solicitud de Patente Internacional No. WO 90/10490. Un
aparato de filtración comercialmente disponible de este último tipo
es ofrecido por EIMCO Process Equipment Co. (antiguamente Baker
Process), de Salt Lake City, Utah, cesionario de la presente
invención, como el ClariDisc® Filter. Otro aparato comercialmente
disponible de este último tipo es ofrecido por Kvaemer Pulping AB
de Karlstad, Suecia, como el filtro CAUSTEC® PDW^{TM}.
El diseño del referido ClariDisc® Filter ha sido
bien aceptado por los usuarios, dado que los sólidos procedentes de
este filtro (que comprenden torta de filtración que ha sido
convertida de nuevo en una suspensión espesa), se recogen en una
porción de artesa de salida inclinada que es integral con la
envoltura cilíndrica, sobresaliendo más allá de esta última, de una
porción de un recipiente cilíndrico a presión que aloja los discos,
y son descargados del recipiente a presión a través de una salida
única o a través de múltiples salidas. Esto contrasta con el filtro
CAUSTEC® PDW^{TM}, el cual utiliza una pluralidad de salidas de
descarga que se extienden desde el exterior del recipiente a
presión, una salida para cada disco. El filtro CAUSTEC® PDW^{TM}
es inadecuadamente complejo y costoso tanto de construir como de
desplegar, debido al uso de múltiples salidas que se extienden
desde la porción del recipiente cilíndrico a presión. Sin embargo,
también resulta algo costoso el diseño y fabricación del conjunto
de artesa y salida del ClariDisc® Filter, dado que funciona como
parte de la pared exterior del recipiente a presión y, por tanto,
debe cumplir con ciertas especificaciones técnicas tanto
gubernamentales como profesionales, siendo una de dichas
referencias, por ejemplo, la de la American Society of Mechanical
Engineers (ASME) Section 8 Pressure Vessel Code.
Un aparato de filtración de tipo disco del tipo
genérico como el descrito en US-A-3
270 888 comprende un alojamiento que ha de ser llenado parcialmente
con una lechada a presión superatmosférica y un árbol hueco que se
extiende longitudinalmente y montado para girar dentro del
alojamiento, así como una pluralidad de discos de filtración huecos
separados y localizados a lo largo del árbol dentro del alojamiento
y fijados en el árbol. El interior de los discos está conectado con
el interior del árbol a través de pasos que conducen el filtrado al
interior del árbol y que lo sacan del alojamiento. Entre y en
posición adyacente a los discos de filtración y a una altura por
encima del nivel normal de la lechada dentro del alojamiento, están
previstos canalizos de descarga. En posición adyacente a cada cara
de cada uno de los discos de filtración, por encima del nivel de la
lechada, están previstas cuchillas raspadoras para raspar la torta
de filtración de los discos y para alimentarla a los canalizos de
descarga, los cuales están conectados en sus extremos inferiores a
un tubo que se extiende a lo largo del fondo del alojamiento. En
este tubo está dispuesto un transportador para conducir la torta de
filtración al exterior del alojamiento.
La US-A-3 096
278 describe un dispositivo de filtración de discos rotativos que
incluye un alojamiento y un árbol montado rotativamente en el
alojamiento y provisto de una pluralidad de filtros de disco para
girar con el mismo y provistos de conexiones con el interior del
árbol que está conectado a través de una válvula del filtro con la
fuente de vacío o de presión. Con cada lado de cada uno de los
discos de filtración está asociado un canalizo de descarga adaptado
para recibir la torta de filtración separada de los discos de
filtración por medio de las cuchillas raspadoras. Los canalizos de
descarga desembocan en un medio de recogida común que se muestra
como un canal horizontal. El filtrado es aspirado a través del
filtro de nuevo sobre los discos de filtración, cuando el interior
del árbol es conectado con esta fuente de vacío. Mediante una
conexión con la fuente de presión, la tela de filtración es soplada
rápidamente hacia el exterior para raspar de la tela la torta de
filtración de un modo eficaz.
La US-A-4 086
168 se refiere a un revestimiento para un canalizo de descarga de un
filtro de disco para evitar la obstrucción del canalizo por la
torta de filtración. La torta de filtración es descargada por el
canalizo sobre una cinta transportadora.
El objeto de la invención consiste en
proporcionar un aparato de filtración de tipo disco que permite
descargar la torta de filtración sin utilizar ningún dispositivo
complejo desde el punto de vista mecánico.
Este objeto se consigue con el aparato de la
reivindicación 1, cuyas modalidades constituyen la materia objeto
de las reivindicaciones subsidiarias 2 a 7.
La presente invención proporciona un aparato de
filtración de tipo disco que incluye una artesa de recogida dentro
de un recipiente cilíndrico que aloja los discos del filtro. La
artesa de recogida para el aparato de la invención está dispuesto
totalmente dentro del cilindro o envoltura cilíndrica del recipiente
y, de este modo, puede ser configurada y situada sin que los
diferenciales de presión presenten problema alguno, para recibir y
dirigir la torta de filtración retirada de los discos y volverla a
enlechar y canalizar hacia el centro de la artesa empleando un
flujo de líquido, para ser descargada longitudinalmente y de forma
central a través de una única salida que se extiende hacia abajo
desde la artesa y a través de la pared lateral del cilindro del
recipiente.
El uso de un recipiente cilíndrico que tiene una
sola salida aportada por el diseño del aparato de filtración de la
presente invención, se traduce en un coste de diseño y fabricación
mucho más bajo para el recipiente, incluso si se requiere un
diámetro del cilindro ligeramente más grande para un diámetro
determinado del disco. Además, la relocalización de la artesa
dentro del recipiente permite reducir de manera importante la altura
del aparato de filtración para efectuar una colocación más sencilla
y reducir los costes de instalación.
La presente invención incluye también un método
de filtración en donde una suspensión puede ser separada, dentro de
una envoltura cilíndrica de un recipiente, en una torta de
filtración y en un filtrado en una pluralidad de posiciones
lateralmente separadas y en donde la torta de filtración recogida de
la pluralidad de posiciones separadas queda ubicada en una sola
posición dentro de la envoltura cilíndrica para su descarga del
recipiente empleando únicamente la gravedad y un flujo de
líquido.
En los dibujos, los cuales ilustran lo que se
considera actualmente el mejor modo de llevar a cabo la
invención:
La figura 1 es una vista en sección transversal
del aparato de filtración de la presente invención.
La figura 2 es una vista lateral de un canalizo
de descarga y de la artesa de recogida.
Con referencia ahora a las figuras de los
dibujos, el aparato de filtración 10 de la presente invención
incluye un recipiente a presión 12 que tiene una envoltura
sustancialmente cilíndrica y definido en parte por la pared lateral
14, la cual define sustancialmente un cilindro concéntrico con un
eje longitudinal PV del recipiente. A través de la pared lateral 14
se extienden compuertas de acceso 16, un conducto de entrada de
lechada 18 y un conducto de salida de torta de filtración 20
(denominada también "torta de lodo"). Una pluralidad de discos
de filtración 24 (por ejemplo, y en este caso, seis) están
dispuestos dentro del recipiente a presión 12, los discos de
filtración 24 incluyen cada uno de ellos múltiples sectores 28 como
ya son conocidos en la técnica, que comunican con el interior de
uno o más tubos centrales de descarga de filtrado 28 (en esta
modalidad solo se utiliza un tubo) y uno de cuyos extremos (no
mostrado) se extiende también a través de un extremo del recipiente
a presión 12 para efectuar la separación del componente líquido de
la suspensión que ha sido filtrada bajo la diferencia de presión
existente a través de telas de filtración dispuestas en los
exteriores de los sectores 26 que forman de manera conjunta los
discos de filtración 24. Ha de observarse que, en la presente
modalidad, el eje DT del tubo de descarga de filtrado 28 está
lateralmente descentrado respecto del eje longitudinal PV del
recipiente a presión 12. Un conjunto de lavado 30 de los discos está
asociado con cada disco de filtración 24, tal como un conjunto de
ducha a elevada presión 32 para limpiar los discos pudiéndose mover
este último mediante accionamiento del conjunto 34 de un modo
oscilatorio a través de un arco 36 como se muestra en la figura 1.
Un raspador de la descarga 38 en forma de rasquetas flanquea cada
disco de filtración 24 para separar torta de lodo del exterior del
mismo. Dicho aparato tal como se describe a este respecto es
totalmente convencional, así como su funcionamiento. Por tanto, no
es necesario ofrecer una descripción adicional de estas
características.
Dispuesta dentro del recipiente a presión 12 y
descentrada parcialmente de forma lateral y extendiéndose por
debajo de los discos de filtración 24 (véase figura 1), se encuentra
una artesa de recogida de torta de lodo 40. La artesa 40 es
alargada y se extiende más allá del disco de filtración 24 situado
en la posición longitudinalmente más exterior de la fila de discos
de filtración 24. La artesa 40 incluye dos paredes de fondo
inclinadas 42 que se extienden hasta la pared lateral 14 del
recipiente a presión 12 y se inclinan descendentemente separándose
del plano medio horizontal del recipiente a presión 12 así como
hacia el centro longitudinal de la artesa 40, en donde una abertura
44 comunica la artesa 40 con el conducto de salida de torta de lodo
20 (figuras 1 y 2). La artesa 40 está configurada además en su lado
interior con una pluralidad de canalizos de descarga 46, cada uno
de ellos sustancialmente paralelos a cada lado de cada uno de los
discos de filtración 24 y flanqueando cada uno de dichos lados,
para recibir la torta de lodo separada de los lados de los discos de
filtración 24 mediante los raspadores de descarga 38. Con
referencia a las figuras 1 y 2, cada uno de los canalizos de
descarga 46 incluye una boca abierta alargada 48 en una extensión
superior de los mismos. Cada una de las bocas abiertas 48 es de una
longitud suficiente para recibir la torta de lodo que cae de los
raspadores de descarga 38 cubriendo sustancialmente el radio de los
discos de filtración 24 entre el tubo de descarga de filtrado
central 28 y los bordes exteriores de los discos de filtración. Más
particularmente, la boca abierta 48 es convenientemente de una
longitud que corresponde a una longitud radial del área de
filtración de los sectores 26 (por ejemplo, la distancia entre el
radio exterior de los discos de filtración 24 y el radio del tubo
de descarga de filtrado central 28).
Cada canalizo de descarga 46 incluye además dos
paredes laterales 50 orientadas de un modo sustancialmente paralelo
a los discos de filtración 24, y una pared inferior inclinada 52 que
se extiende entre sus paredes laterales 50 y que se inclina
descendentemente desde la boca 48 separándose del centro del
recipiente a presión 12 hacia la pared lateral 14 del mismo. Las
extensiones exteriores de los canalizos de descarga 46 comprenden
aberturas 54 que se dirigen al interior de una porción de recogida
exterior 56 de la artesa 40, en donde las paredes de fondo
inclinadas 42 conducen a la abertura 44 en la pared lateral 14.
Cabezas pulverizadoras 58 alimentadas por un colector 60 dirigen
chorros u otros flujos de fluido, tal como, por ejemplo, agua al
interior de los canalizos de descarga 46, para evitar la
acumulación de torta de lodo sobre las paredes laterales 50 de los
mismos y para diluir la torta de lodo raspada de los discos de
filtración 24 para mejorar su tránsito al interior de la abertura
44 para su descarga del recipiente a presión 12 a través del
conducto de salida 20.
No se requiere ninguna hélice u otro dispositivo
mecánico para desplazar la torta de lodo raspada de los discos de
filtración 24 hacia el conducto de salida 20, fluyendo la torta de
lodo diluida bajo efecto de la gravedad descendentemente por las
paredes inferiores inclinadas 52 hacia las aberturas 54 y entonces a
lo largo de una de las paredes de fondo 42 de la artesa 40 hacia la
abertura 44. Las paredes laterales 50 en cada extremo longitudinal
de la artesa 40 se extienden hacia la pared lateral 14 del
recipiente a presión 12 para completar así la artesa 40.
La configuración de la artesa 40 y de los
canalizos de descarga 46 es tal que las bocas abiertas 48 quedan
situadas por encima de un nivel especificado de lechada líquida
durante el funcionamiento del aparato de filtración 10. Los
canalizos de descarga 46 y la artesa 40 forman así una barrera que
separa la torta de filtración descargada de la lechada contenida en
el recipiente a presión 12. Dicha disposición permite que la
descarga y recogida inicial de la torta de filtración tenga lugar
totalmente dentro de la envoltura sustancialmente cilíndrica del
recipiente a presión 12 según un procedimiento de filtración
continuo.
Ha de observarse que en el caso de filtros más
grandes que tienen una cantidad grande de discos de filtración 24,
puede ser conveniente incorporar múltiples artesas 40 para separar
la torta de filtración. Por ejemplo, si el filtro 10 incluye veinte
discos de filtración 24, puede ser conveniente incluir dos artesas
40, cada una de las cuales tiene una abertura asociada 40 y cada
una de las cuales está configurada para recoger torta de filtración
de seis discos de filtración 24. Debe observarse que la invención no
queda limitada a una sola artesa 40 para cada seis discos de
filtración 24 y que las modalidades anteriormente descritas son
ofrecidas únicamente como ejemplos. Más bien, quedan contempladas
numerosas configuraciones en donde se pueden emplear una o más
artesas 40 estando asociada cada artesa 40 con múltiples canalizos
de descarga 46, de manera que el número de conductos de salida 20
formados en la pared lateral 14 del recipiente a presión 12 es menor
que el número de canalizos de descarga 46 allí contenido.
Ha de apreciarse que el número de artesas 40
formadas en un aparato de filtración determinado 10 puede depender
de factores tales como el número de discos de filtración 24
presentes en el aparato de filtración 10, la viscosidad o la
capacidad de flujo de la torta de filtración y ángulo permisible
mínimo de las paredes de fondo 42 que proporcione todavía la
suficiente gravedad para la recogida y separación de la torta de
filtración.
Igualmente, ha de observarse que los conductos
de salida 20 y aberturas asociadas 44 no necesitan estar en el
centro longitudinal de la artesa 40. Más bien, la abertura 44 puede
estar formada en cualquier posición longitudinal a través de la
artesa 40. De este modo, por ejemplo, una sola pared de fondo 42
puede extenderse desde un extremo longitudinal de la artesa 40
hasta una abertura 44 en el extremo longitudinal opuesto de la
artesa 40. Así, la presente invención se puede adaptar fácilmente a
diversos diseños de plantas en donde la localización de tuberías
asociadas puede constituir un problema.
Por otro lado, si bien la invención ha sido
descrita con respecto a un recipiente a presión 12, la anterior
configuración de la artesa puede ponerse en práctica en un tanque o
cuba de un recipiente no presurizado. Así, por ejemplo, un filtro
que practica un vacío a través del tubo de descarga de filtrado 28,
mientras mantiene una presión ambiente en los exteriores de los
discos de filtración 24, puede incorporar similarmente una artesa
40 como la descrita anteriormente.
Claims (7)
1. Aparato de filtración de tipo disco, que
comprende:
- -
- un recipiente (12) que tiene una envoltura sustancialmente cilíndrica con un eje longitudinal (PV) que define la pared lateral (14) del recipiente (12),
- -
- una pluralidad de discos de filtración rotativos, huecos, separados (24) orientados transversalmente con respecto el aje longitudinal (PV) del recipiente (12) y que tienen interiores en comunicación con al menos un tubo de descarga de filtrado (28) que se extiende de un modo sustancialmente paralelo al eje longitudinal (PV) y
- -
- una pluralidad de canalizos de descarga (46) que flanquean a los discos de filtración (24) para recibir torta de lodo separada de los lados de los discos de filtración (24) y para conducir la torta de lodo a una porción de recogida (56) y a un conducto de salida (20),
caracterizado
- -
- porque al menos está situada una artesa (40) dentro de la envoltura del recipiente (12) en posición próxima a la envoltura,
- -
- porque una extensión exterior de al menos una de las artesas (40) está constituida por una porción de la pared lateral (14),
- -
- porque la artesa o artesas (40) incluyen al menos parte de la pluralidad de los canalizos de descarga (46) que conducen a la porción de recogida (56) de la artesa (40),
- -
- porque la porción de recogida (56) de la artesa o artesas (40) incluye al menos una pared de fondo inclinada (42) que se inclina hacia una abertura (44) de la artesa (40) y
- -
- porque la abertura (44) de la artesa (40) desemboca en el conducto de salida (20) que se extiende a través de la pared lateral (14) del recipiente (12).
\vskip1.000000\baselineskip
2. Aparato de filtración según la reivindicación
1,
- -
- en donde cada uno de los canalizos de descarga (46) incluye una boca (48) para recibir torta de lodo y dos paredes laterales (50) que se extienden verticalmente hacia abajo desde la boca (48) hasta una abertura (54) que dirige la torta de lodo al interior de la porción de recogida (56),
caracterizado porque
- -
- las paredes laterales (50) de cada uno de los canalizos de descarga (46) se extienden hacia una pared inferior inclinada (52) que se inclina descendentemente separándose del eje longitudinal (PV) del recipiente (12) y hacia la pared lateral (14) del mismo y
- -
- porque los bordes exteriores de las paredes laterales (50) y la pared inferior (52) definen la abertura (54) que dirige la torta de lodo al interior de la porción de recogida (56) de la artesa (40).
\vskip1.000000\baselineskip
3. Aparato de filtración según la reivindicación
1 o 2, caracterizado
- -
- porque la porción de recogida (56) de la artesa (40) incluye dos paredes de fondo inclinadas (42) que se inclinan hacia un centro longitudinal de al menos una de las artesas (40) y
- -
- porque la abertura (44) está dispuesta en aproximadamente el centro longitudinal de la artesa (40).
\vskip1.000000\baselineskip
4. Aparato de filtración según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la artesa
se extiende longitudinalmente desde al menos un extremo longitudinal
de la pluralidad de discos (24) hacia otro.
5. Aparato de filtración según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque está
prevista una pluralidad de artesas (40) y porque el número de
artesas (40) es menor que el número de canalizos de descarga
(46).
6. Aparato de filtración según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la porción
de recogida (56) de al menos una de las artesas (40) está situada en
posición adyacente a la porción de la pared
lateral (14).
lateral (14).
7. Aparato de filtración según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la
pluralidad de discos de filtración huecos, separados (24) están
situados para poder girar alrededor de un eje (DT) descentrado
lateralmente respecto del eje longitudinal (PV).
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US25521300P | 2000-12-12 | 2000-12-12 | |
| US255213P | 2000-12-12 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| ES2330307T3 true ES2330307T3 (es) | 2009-12-09 |
Family
ID=22967335
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES01995409T Expired - Lifetime ES2330307T3 (es) | 2000-12-12 | 2001-12-06 | Filtro de tipo disco. |
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| Country | Link |
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