ES2335502T3 - Separador de material granuloso. - Google Patents
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Abstract
Separador dinámico de aire para la separación de materiales granulosos y pulverulentos en fracciones granulométricas, que comprende una jaula giratoria (1) en el que: - dicho separador comprende además una cámara de recuperación (2) de materiales finos con un fondo de salida, estando dicha cámara (2) delimitada por una envolvente (5) de revolución; - dicha cámara de recuperación (2) está dispuesta de forma coaxial en la prolongación de la jaula giratoria (1) con el fin de poder utilizar el vórtex creado por la jaula giratoria para el tratamiento por ciclón de dicho material; - dicha cámara de recuperación (2) presenta unas aberturas en la envolvente (5) que permiten el paso del material centrifugado hacia unos conductos (8) de recogida de material situado en el exterior de la cámara.
Description
Separador de material granuloso.
La presente invención se refiere a la separación
de materiales granulosos y en particular a la clasificación de los
polvos o asimilados con la ayuda de separadores dinámicos de
aire.
La separación de materiales granulosos y
pulverulentos en dos fracciones granulométricas puede realizarse
por medio de separadores dinámicos de aire. Los materiales
considerados son unos polvos con unos tamaños de partículas que
alcanzan hasta 1.000 \mum, tal como cemento, calcáreo o cal,
mineral y carbón entre otros.
Los caudales de material tratado están
comprendidos entre algunas toneladas y varios centenares de
toneladas por hora.
Los separadores dinámicos han conocido varias
evoluciones principales que permiten clasificarlos en 3 grandes
familias. La primera generación conocida generalmente bajo los
nombres "turbo", "heyd" o "whirlwind" ha sido
mejorada por la segunda generación "tipo wedag".
La 3ª generación es la más rendible desde el
punto de vista de la eficacia de separación. El principio de
funcionamiento de los separadores (O'Sepa, Sturtevant SD,....) se
describe en las patentes US nº 4.551.241 y EP 0023320.
El documento US nº 4.551.241 da a conocer un
separador de partículas provisto de un ciclón lateral en el cual
las partículas son enviadas de nuevo para ser tratadas por el
ciclón. Siendo el exceso enviado de nuevo hacia la jaula giratoria
del separador. El conjunto de la instalación resulta relativamente
voluminoso y de concepción bastante compleja.
El documento EP 0023320 presenta asimismo un
dispositivo para la clasificación de los materiales granulosos con
una salida lateral para el aire cargado de finas partículas. Esta
instalación necesita la utilización de filtros y/o ciclones
suplementarios para la separación de los materiales finos.
El documento US nº 5.232.096 da a conocer un
separador de aire con una jaula giratoria según el estado de la
técnica, caracterizado por una disposición particular de la
dispersión del material alimentado en dicho separador. Después de
separación del material en grandes y finas partículas por medio de
la jaula giratoria, los finos y el aire de separación son enviados
al exterior del separador, hacia un filtro o uno o varios ciclones
donde los finos serán separados del aire.
La presente invención prevé dar a conocer un
separador dinámico de aire que permite evitar la utilización de
filtros o ciclones exteriores, realizándose la recuperación de los
finos en el cuerpo del propio separador.
La presente invención se refiere asimismo a un
procedimiento de separación granulométrica que utiliza el separador
de la invención.
La presente invención da a conocer un separador
dinámico de aire para la separación de materiales granulosos y
pulverulentos en fracciones granulométricas, que comprende una jaula
giratoria, en el que:
- dicho separador comprende además una cámara de
recuperación 2 de materiales finos con un fondo de salida, siendo
dicha cámara 2 delimitada por una envolvente 5 de revolución;
- dicha cámara de recuperación 2 está dispuesta
de forma coaxial en la prolongación de la jaula giratoria 1 con el
fin de poder utilizar el vórtex creado por la jaula giratoria para
el tratamiento con ciclón de dicho material;
- dicha cámara de recuperación 2 comprende unas
aberturas en la envolvente 5 que permiten el paso del material
centrifugado hacia unos conductos 8 de recogida de material situado
en el exterior de la cámara.
Por otra parte, según la invención, dicha cámara
de recuperación 2 puede comprender unos deflectores fijos y/o
móviles (4, 7) para modificar la velocidad del aire y/o cambiar la
dirección de éste.
Según una forma preferida de la invención, dicha
cámara de recuperación 2 de los materiales finos es cilíndrica o
troncocónica, pudiendo el cono estar abierto hacia arriba o hacia
abajo.
Ventajosamente, dicha cámara de recuperación 2
de los materiales finos tiene una longitud que corresponde a 2 a 6
veces la longitud de la jaula giratoria 1 para tener una capacidad
de tratamiento por ciclón necesaria y suficiente.
De forma particularmente preferida, dicha cámara
de recuperación 2 de los materiales finos y dicha jaula giratoria 1
poseen el mismo eje vertical que la cámara de recuperación 2 que se
encuentra debajo y en la prolongación de dicha jaula 1.
Según una primera forma de realización de la
invención, los deflectores 4 que están posicionados en la parte
saliente de la jaula giratoria 1 y/o en la cámara de recuperación 2,
son arrastrados por los medios de rotación de la jaula 1, o por un
dispositivo distinto.
Según una segunda forma de realización de la
invención, los deflectores 4 que están posicionados en la parte
saliente de la jaula giratoria 1 están fijados sobre dicha jaula 1
misma.
La invención precisa también que el conducto de
evacuación de aire 3 atraviesa el fondo de salida de la cámara de
recuperación 2, teniendo dicho conducto un diámetro comprendido
entre 30 y 95% del diámetro del fondo de la cámara de recuperación
2 de los materiales finos.
Preferentemente, una pluralidad de aberturas y/o
de hendiduras está dispuesta en el fondo de la cámara de
recuperación 2.
Por otra parte, debajo de dichas hendiduras y/o
aberturas se encuentra una pluralidad de conductos 8 que conducen a
un medio de transporte del material.
De manera ventajosa, debajo de dichas hendiduras
y/o aberturas se encuentra una pluralidad de conductos 8 que
conducen a una aeroguía circular que transporta el material hacia
otro medio de transporte.
El separador de la invención, se caracteriza
asimismo por la presencia encima del fondo de la cámara de
recuperación 2, en el exterior del conducto de evacuación de aire
3, de uno o varios deflectores 7 cónicos, cilíndricos o radiales
(inclinados o rectos), con el fin de minimizar las turbulencias en
las inmediaciones del fondo de la cámara y evitar la recogida del
material por el aire.
Por otra parte, la invención muestra asimismo la
presencia de una pluralidad de aberturas en la parte inferior de la
envolvente 5 de la cámara de recuperación 2, desembocando estas
aberturas en unos conductos de recogida del material fino que
pueden estar dispuestas de forma adecuada (no representada).
La presente invención da a conocer asimismo un
procedimiento de separación granulométrica mediante separador
dinámico de aire que comprende las etapas siguientes:
- -
- aprovisionamiento de material a tratar 13 hacia la jaula giratoria 1;
- -
- selección entre las partículas grandes y las partículas finas a nivel de la jaula giratoria 1 en función de la velocidad de rotación y de la alimentación de aire;
- -
- desecho de las partículas grandes hacia la cámara de los desechos 17;
- -
- recuperación de los materiales finos en la cámara de recuperación 2 dispuesta de forma coaxial a la jaula giratoria,
- -
- utilización del vórtex creado por la jaula giratoria y eventualmente también acelerado por unos deflectores móviles o fijos 4 para el tratamiento por ciclón del material fino;
- -
- separación del aire desempolvado y de las partículas finas y evacuación de éstas hacia un medio de transporte.
\vskip1.000000\baselineskip
Por último, la invención da a conocer la
utilización del dispositivo descrito en la reivindicación 1 para la
separación y la clasificación de partículas de material mineral
tales como unas partículas de cemento, de clinker, de cal y de
car-
bón.
bón.
La figura 1 representa el esquema de un
separador de 3ª generación según el estado de la técnica.
La figura 2 representa el esquema de principio
del separador de la invención.
Todos los tipos de separadores funcionan según
un mismo principio que está representado en la figura 1. El núcleo
del separador se compone de una jaula de ardilla 1 que gira
alrededor de un eje vertical. Esta jaula está constituida por
platos o barras separadas y está rodeada por compuertas 14 que
permiten guiar el aire antes de entrar por la voluta de entrada 6
en la jaula 1. Unas compuertas 14 pueden también participar en la
gestión del flujo de aire.
El material a separar llega a la zona de
selección delimitada por el exterior de la jaula 1 y los deflectores
4. El tamaño máximo de las partículas que entran en la jaula con el
aire será determinado por la velocidad de rotación de la jaula 1 y
la cantidad de aire con la cual el separador será alimentado.
Las partículas más grandes quedan en el exterior
de la jaula y son recuperadas en la cámara de los desechos 17.
Estas partículas grandes salen del separador por gravedad 10. El
aire cargado con las finas partículas 15 sale de la jaula o bien
por la parte superior o lateralmente y abandona el separador por un
conducto. La recuperación del material fino se realiza a
continuación por medio de ciclon(es) o de filtro(s)
exterior(es) al cuerpo del separador.
En los separadores modernos de 3ª generación, el
aire entra en la jaula 1 con una velocidad tangencial del mismo
orden de magnitud que la velocidad periférica de la jaula. La
componente tangencial de la velocidad aumenta naturalmente con la
penetración del aire en el interior de la jaula 1 (efecto
vórtex).
El principio de la invención está esquematizado
en la figura 2. Éste consiste en utilizar el vórtex ya creado para
tratar por ciclón el material a tratar 13 en una cámara de
recuperación 2 adyacente y coaxial a la caja 1, abandonando el aire
desempolvado 12 esta cámara de recuperación 2 por un conducto de
evacuación de aire 3 cuya entrada está situada en el interior de la
cámara de recuperación 2. El aire desempolvado 12 es entonces
aspirado hacia uno o varios ventiladores que envían de nuevo el aire
en parte o en su totalidad hacia la voluta de aire de 6 del
separador.
El vórtex creado por la jaula giratoria 1 puede
o bien permanecer libre, o bien ser acelerado por unos deflectores
fijos o móviles 4 antes de entrar en dicha cámara de recuperación 2.
Estos deflectores 4 pueden estar también situados en la misma
cámara de recuperación 2.
El material fino 11 es centrifugado en esta
cámara de recuperación 2 y se concentrará en la parte exterior de
la cámara donde será recogido por medio de aberturas en las paredes
(envolvente cilíndrica y/o fondo) de la cámara de recuperación
2.
La eficacia de recuperación de los materiales
finos 11 depende esencialmente del tamaño de las partículas y de su
densidad absoluta. A igualdad de material los factores importantes
son la intensidad del vórtex, es decir la velocidad tangencial del
aire a lo largo de la cámara de recuperación 2, el diámetro de la
cámara de recuperación 2 y el tiempo de permanencia de las
partículas en dicha cámara.
En otros términos, los factores importantes
serán el diámetro de la cámara de recuperación 2, la longitud de
ésta y la velocidad tangencial del aire. Cuanto más importante sea
la componente tangencial del aire y más larga sea la cámara, mejor
será el rendimiento de recuperación.
La invención consiste por lo tanto en un
separador con jaula, provisto de una cámara de recuperación de
materiales finos 2 que está instalada coaxialmente en la
prolongación de la jaula giratoria 1. Esta cámara de recuperación
de los finos es cilíndrica o cónica (troncocónica), siendo el ángulo
de la generatriz del cono con el eje de revolución del cono
preferentemente inferior a 30º, y siendo el diámetro de entrada de
la cámara de recuperación 2 de los materiales finos del mismo orden
de magnitud que el diámetro de la jaula 1 así como de una longitud
correspondiente a 2 a 6 veces la longitud de la jaula 1.
En la zona de salida de la jaula 1 y/o en la
cámara de recuperación 2 pueden estar instalados unos deflectores
fijos o móviles 4 que permiten influir sobre la dirección de las
corrientes de aire. La eventual rotación de estos deflectores 4
puede efectuarse mediante la fijación de éstos sobre la jaula 1 o
ser puestos en movimiento entonces por un arrastre independiente de
la jaula 1. Pueden también ser arrastrados por los mismos medios
que la jaula 1 sin estar fijados sobre dicha jaula 1.
El conducto de evacuación 3 del aire descargado
de material 12 será en su primera parte concéntrico a la cámara de
recuperación y tendrá preferentemente un diámetro comprendido entre
0,3 y 0,95 veces el diámetro del fondo de la cámara de recuperación
2 en el plano de la superficie de entrada de dicho conducto. Unos
deflectores de salida 7 podrán estar dispuestos en el mismo con el
fin de controlar la dirección de entrada de aire a la entrada del
conducto.
La recuperación del material centrifugado se
realiza mediante la aplicación de aberturas en el fondo de salida
y/o en la mitad inferior de la envolvente 5 de la cámara de
recuperación 2. Unas vainas o conductos de material 8 están
dispuestas frente a estas aberturas con el fin de recoger y guiar el
material hacia unos medios de transporte clásicos.
La utilización de una cámara de recuperación
coaxial en la prolongación de la jaula giratoria permite utilizar
el vórtex ya creado por la jaula y reduce por ello las pérdidas de
carga del circuito aeráulico.
La invención permite evitar la utilización de
filtros o ciclones exteriores a la máquina facilitando por
consiguiente su implantación. Una ventaja suplementaria reside en
el hecho de que el conjunto de separación es más compacto, lo que
disminuye el trabajo de ingeniería para la implantación, reduce los
gastos de instalación y disminuye las pérdidas de carga en el
circuito de separación.
\vskip1.000000\baselineskip
- 1.
- Separador con jaula giratoria
- 2.
- Cámara de recuperación de los materiales finos
- 3.
- Conducto de evacuación de aire
- 4.
- Deflectores fijos o móviles
- 5.
- Envolvente de la cámara de recuperación
- 6.
- Voluta de entrada de aire
- 7.
- Deflectores de salida
- 8.
- Conducto de material
- 9.
- Aire de alimentación
- 10.
- Material basto separado por gravedad
- 11.
- Material fino
- 12.
- Aire desempolvado
- 13.
- Material a tratar
- 14.
- Compuertas
- 15.
- Aire y material fino
- 16.
- Conducto de salida de aire
- 17.
- Cámara de los desechos (grandes)
- 18.
- Cámara de los finos.
Claims (15)
1. Separador dinámico de aire para la separación
de materiales granulosos y pulverulentos en fracciones
granulométricas, que comprende una jaula giratoria (1) en el
que:
- dicho separador comprende además una cámara de
recuperación (2) de materiales finos con un fondo de salida,
estando dicha cámara (2) delimitada por una envolvente (5) de
revolución;
- dicha cámara de recuperación (2) está
dispuesta de forma coaxial en la prolongación de la jaula giratoria
(1) con el fin de poder utilizar el vórtex creado por la jaula
giratoria para el tratamiento por ciclón de dicho material;
- dicha cámara de recuperación (2) presenta unas
aberturas en la envolvente (5) que permiten el paso del material
centrifugado hacia unos conductos (8) de recogida de material
situado en el exterior de la cámara.
2. Separador según la reivindicación 1,
caracterizado porque dicha cámara de recuperación (2)
comprende unos deflectores fijos y/o móviles (4, 7).
3. Separador según la reivindicación 1,
caracterizado porque dicha cámara de recuperación (2) de los
materiales finos es cilíndrica o troncocónica, pudiendo el cono
estar abierto hacia arriba o hacia abajo.
4. Separador según la reivindicación 1,
caracterizado porque dicha cámara de recuperación (2) de los
materiales finos tiene una longitud que corresponde a 2 a 6 veces
la longitud de la jaula giratoria (1).
5. Separador según la reivindicación 1,
caracterizado porque dicha cámara de recuperación (2) de los
materiales finos y dicha jaula giratoria (1) poseen el mismo eje
vertical, encontrándose la cámara de recuperación (2) debajo y en
la prolongación de dicha jaula (1).
6. Separador según la reivindicación 1,
caracterizado porque los deflectores (4) que están
posicionados en la parte saliente de la jaula giratoria (1) y/o en
la cámara de recuperación (2), son arrastrados por los medios de
rotación de la jaula (1) o por un dispositivo distinto.
7. Separador según la reivindicación 1,
caracterizado porque los deflectores (4) que están
posicionados en la parte saliente de la jaula giratoria (1) están
fijados sobre la misma jaula (1).
8. Separador según la reivindicación 1,
caracterizado porque el conducto de evacuación de aire (3)
atraviesa el fondo de salida de la cámara de recuperación (2),
teniendo dicho conducto un diámetro comprendido entre 30 y 95% del
diámetro del fondo de la cámara de recuperación (2) de los
materiales finos.
9. Separador según la reivindicación 1,
caracterizado porque una pluralidad de aberturas y/o de
hendiduras está dispuesta en el fondo de la cámara de recuperación
(2).
10. Separador según la reivindicación 9,
caracterizado porque, debajo de dichas hendiduras y/o
aberturas se encuentra una pluralidad de conductos (8) que conducen
a un medio de transporte del material.
11. Separador según la reivindicación 9,
caracterizado porque, debajo de dichas hendiduras y/o
aberturas se encuentra una pluralidad de conductos (8) que conducen
a una aeroguía circular que transporta el material hacia otro medio
de transporte.
12. Separador según la reivindicación 1,
caracterizado porque presenta encima del fondo de la cámara
de recuperación (2), en el exterior del conducto de evacuación del
aire (3), uno o varios deflectores (7) cónicos, cilíndricos o
radiales (inclinados o rectos), con el fin de minimizar las
turbulencias en las inmediaciones del fondo de la cámara y evitar
la recogida del material por el aire.
13. Separador según las reivindicaciones 1 y 2,
caracterizado porque presenta una pluralidad de aberturas en
la parte inferior de la envolvente (5) de la cámara de recuperación
(2), desembocando estas aberturas en unos conductos de recogida del
material fino.
14. Procedimiento de separación granulométrica
mediante separador dinámico de aire, que comprende las etapas
siguientes:
- -
- aprovisionar material a tratar (13) hacia la jaula giratoria (1);
- -
- seleccionar entre las grandes partículas y las partículas finas a nivel de la jaula giratoria (1) en función de la velocidad de rotación y de la alimentación de aire;
- -
- desechar las partículas grandes hacia la cámara de los desechos (17);
- -
- recuperar los materiales finos en la cámara de recuperación (2) dispuesta de forma coaxial a la jaula giratoria;
- -
- utilizar el vórtex creado por la jaula giratoria y eventualmente también acelerado por unos deflectores móviles o fijos (4) para el tratamiento por ciclón del material fino;
- -
- separar el aire desempolvado y las partículas finas y evacuación de éstas hacia un medio de transporte.
\vskip1.000000\baselineskip
15. Utilización del dispositivo descrito en la
reivindicación 1 para la separación y la clasificación de partículas
de material mineral tales como unas partículas de cemento, de
clinker, de cal y de carbón.
Applications Claiming Priority (2)
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