ES2344409T3 - Centrifuga helicoidal trifasica de camisa maciza, centrifuga helicoidal de camisa maciza y procedimiento para hacer funcionar una centrifuga helicoidal trifasica de camisa maciza. - Google Patents
Centrifuga helicoidal trifasica de camisa maciza, centrifuga helicoidal de camisa maciza y procedimiento para hacer funcionar una centrifuga helicoidal trifasica de camisa maciza. Download PDFInfo
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Abstract
Centrífuga helicoidal trifásica de camisa maciza con un primer rebosadero (15) interior, con respecto al eje longitudinal del tambor, para descargar del tambor (3) de centrifugado una primera fase (L1) líquida más ligera así como con un segundo rebosadero (17) exterior para descargar una segunda fase (L2) líquida más pesada, caracterizada porque a) el segundo rebosadero (17) posee un conducto (37) de paso, al que se ha asociado un mecanismo (35) estrangulador, cuya distancia al conducto (37) de paso puede variarse, b) se ha asociado a la centrífuga un ordenador de control, que se ha dimensionado para regular controladamente por ordenador la cantidad efluyente de la fase líquida pesada ajustando el mecanismo estrangulador.
Description
Centrífuga helicoidal trifásica de camisa
maciza, centrífuga helicoidal de camisa maciza y procedimiento para
hacer funcionar una centrífuga helicoidal trifásica de camisa
maciza.
El invento se refiere a una centrífuga
helicoidal trifásica de camisa maciza según el preámbulo de la
reivindicación 1 y a un procedimiento para hacer funcionar una
centrífuga helicoidal trifásica de camisa maciza semejante. Se
conoce una centrífuga helicoidal trifásica de camisa maciza a partir
del documento EP 0 733 646 B1, en la que se descargan de la cámara
de centrifugado una fase líquida pesada de gluten de cereal y
almidón fino, y una fase líquida ligera compuesta de agua y
componentes solubles. Se disgrega además la fase líquida pesada por
medio de un sistema de rozado, mientras que el agua de la otra fase
líquida más ligera es evacuada por otro sistema separador, en
especial, un segundo sistema de rozado. Alternativamente, la fase
líquida más ligera puede abandonar la centrífuga helicoidal
trifásica de camisa maciza en caída libre a través de mecanismos de
rebosaderos. Se ajusta, entre un disco rozante desplazable del
primer sistema de rozado y el tambor centrifugador, un alto
diferencial de velocidad
relativa.
relativa.
Este estado de la técnica entraña diferentes
problemas. Los dos sistemas de rozado son, en conjunto,
relativamente caros. Existen además productos que sólo se pueden
tratar limitadamente con discos rozantes, por ejemplo, porque
atascan los dos discos rozantes. Aunque resulta, sobre todo,
problemático que con los dos discos rozantes sólo se logra
limitadamente una capacidad de regulación de las dos fases, en lo
que se refiere al caudal de paso, en especial, de la fase más
pesada.
El invento tiene como misión, con respecto a
este estado de la técnica del documento EP 0 733 646 B1,
perfeccionar la centrífuga helicoidal trifásica de camisa maciza de
tal modo que se pueda realizar de modo sencillo y con poco
mantenimiento un ajuste preciso del caudal de paso de la fase
líquida más pesada. Se ha de crear además un procedimiento
ventajoso y sencillo para hacer funcionar dicha centrífuga
helicoidal trifásica de camisa maciza.
Se menciona también como estado actual de la
técnica el documento DE 41 30 759 A1. Se presenta en el documento
una centrífuga helicoidal trifásica de camisa maciza, que dispone de
orificios de vaciado residual obturables mediante un órgano de
cierre en la camisa exterior del tambor.
Se conoce además, a partir del documento WO
97/20634, asignar un ordenador de control a una centrífuga
helicoidal de camisa maciza.
El invento logra este objetivo, en cuanto a la
centrífuga helicoidal trifásica de camisa maciza, por medio del
objeto de la reivindicación 1 y, en cuanto al procedimiento, por
medio del objeto de la reivindicación 12.
En relación con la centrífuga trifásica, se ha
previsto que el segundo rebosadero para evacuar la fase líquida
pesada presente un conducto de paso, al que se asocia un mecanismo
estrangulador, cuya distancia al paso sea variable.
En relación con el procedimiento, se descarga
una primera fase líquida más ligera a través de un primer rebosadero
interior, y una segunda fase liquida más pesada a través de un
segundo rebosadero exterior, modificándose la distancia de un
mecanismo estrangulador a un conducto de paso del segundo rebosadero
para modificar la cantidad de fase líquida más pesada efluente.
El mecanismo estrangulador se realiza
preferiblemente como parte estacionaría durante el funcionamiento
de la centrífuga, y precisamente como disco estrangulador
preferiblemente, que no gira junto con el tambor y se puede
desplazar radialmente con respecto al paso.
Un mecanismo estrangulador de este tipo ya se
conoce, por cierto, en su principio a partir del documento DE 43 20
265 A1. La centrífuga helicoidal de camisa maciza publicada en este
documento está provista de un rebosadero en la parte de la salida
del liquido, el cual presenta un conducto de paso, que puede estar
formado por varias ranuras salientes del diámetro interior del
rebosadero o por orificios practicados en las paredes del
rebosadero. Al conducto de paso se le asocia un disco estrangulador
estacionario con respecto al tambor durante el giro de éste, el
cual disco estrangulador puede desplazarse axialmente por medio de
un manguito con rosca interior. Girando el manguito roscado
interiormente, se puede modificar la distancia entre el rebosadero
y el disco estrangulador. Gracias a ello, se modifica la sección
transversal de evacuación del líquido efluente del tambor de
centrifugado, la cual actúa sobre el nivel de liquido en la
centrífuga.
Realmente, este efecto no representa, sin duda,
en el marco del invento papel alguno o sólo un papel despreciable.
Antes bien, en contra de lo esperado, da un buen resultado ejecutar
simplemente con el mecanismo estrangulador únicamente un ajuste de
la cantidad efluente de la segunda fase líquida en una centrífuga
trifásica. Pero es imaginable, asimismo, configurar el rebosadero
interior, por ejemplo, según el modo de este documento, es decir,
configurar variablemente la distancia de un mecanismo estrangulador
a un conducto de paso del segundo rebosadero.
Con el invento también es posible, por ello, de
modo especialmente sencillo ajustando el mecanismo estrangulador,
regular la cantidad efluente de la fase líquida pesada, por ejemplo,
en función de la cantidad efluyente al decantador y/o del par de
giro de la hélice y del diferencial del número de revoluciones entre
la hélice y el tambor y/o de la corriente del motor. Esta
regulación se lleva a cabo, en especial, automáticamente y
preferiblemente con un ordenador de control asociado a la
centrífuga.
Con el invento, se pueden compensar, en cambio,
oscilaciones en la composición del producto efluyente, de modo
especialmente sencillo por la regulación de la fase liquida pesada.
Esto resulta especialmente ventajoso en productos naturales, ya que
en estos productos varia, con frecuencia, la composición de las
sustancias contenidas como almidón, gluten, sustancias mucilaginosas
(pentasona), etc.
Mientras que una adecuación del número de
revoluciones diferencial durante el funcionamiento de la centrífuga
es conocido por si mismo, para modificar el caudal efluyente de la
cantidad de liquido pesado, por ejemplo, con el empleo de toberas,
debería pararse la centrífuga y colocarse otra tobera. También con
el empleo de un segundo sistema de rozado para la fase de liquido
pesada, sólo era posible limitadamente una variación del caudal
efluyente de la fase liquida pesada. Esta variación puede llevarse a
cabo ahora de modo más sencillo y más preciso y, en especial,
también directamente durante la operación de la centrífuga.
Esto tiene notables ventajas durante el
funcionamiento, ya que justamente la técnica trifásica apunta a
separar las sustancias contenidas de la fase liquida pesada (por
ejemplo, gluten, almidón) de las sustancias contenidas en la fase
ligera (por ejemplo, sustancias mucilaginosas, pentosana). Puesto
que hasta ahora no era posible regulación automática satisfactoria
alguna de la fase liquida pesada, en caso de una modificación de
las especificación del producto durante el funcionamiento, llegaban
demasiadas sustancias contenidas de una fase liquida (por ejemplo,
la ligera) a la otra (por ejemplo, fase liquida pesada). Esto se
evitará con el invento.
Resultan especialmente ventajosos el invento y
la capacidad de regulación de la fase liquida pesada unidas al
mismo para el tratamiento de productos, en los cuales el líquido
portante no presenta una gran diferencia de densidad (al contrario,
por ejemplo, que en el caso de agua/aceite) de modo que no se forma,
con frecuencia, una zona de separación clara.
El documento DE 100 21 983 A1 propone
adicionalmente dotar al disco estrangulador de una ranura anular,
que se indica como "copa anular", en un disco estrangulador
pivotante, no rotativo conjuntamente, para una centrífuga bifásica,
que se basa en el principio de del disco estrangulador del documento
DE 43 20 265 A1.
Según una variante menos preferida, más costosa
constructivamente, también sería imaginable que el mecanismo
estrangulador se configurase como un mecanismo estrangulador, en
especial, un disco estrangulador arrastrado rotativamente con el
tambor y cuya distancia al conducto de paso fuese regulable. A
partir del documento EP 0 586 382 B1, figura 5, se conoce asociar
al rebosadero interior un tabique inflable, rotativo conjuntamente,
en una centrífuga trifásica con dos fases líquidas a descargar. Un
tabique hinchable o inflable es también conocido, a este efecto, por
el documento DE 199 62 645 A1.
El invento crea además según una idea adicional,
a considerar también independientemente, una centrífuga helicoidal
de camisa maciza con al menos un rebosadero para descargar una fase
líquida del tambor de centrifugado, presentando el al menos un
rebosadero un conducto de paso, al que se asocia un mecanismo
estrangulador, cuya distancia o bien cuya posición con respecto al
conducto de paso es variable, presentando el mecanismo estrangulador
un anillo estrangulador, que es conducido por un orificio de paso
del conducto de paso orientado hacia fuera de forma móvil, en
especial, desplazablemente, de modo que, desplazando la posición del
anillo estrangulador con respecto al orificio de paso, se pueda
variar la sección transversal de evacuación en el orificio de
paso.
Esta disposición con el anillo estrangulador
desplazable (en especial, también una parte cilíndrica en forma de
manguito) por medio del uno o varios orificio(s) de paso
orientados sensiblemente de modo radial hacia fuera se adecúa tanto
para la descarga de la fase pesada de una centrífuga trifásica, como
también para la regulación del nivel líquido en una centrífuga
bifásica con únicamente un solo rebosadero.
Resulta especialmente ventajoso que, con el
anillo estrangulador, se realiza una forma constructiva de un
mecanismo estrangulador especialmente compacta -en especial, de
construcción corta en la dirección del eje longitudinal del
tambor-.
El anillo estrangulador se configura
ventajosamente como parte estacionaria respecto del tambor rotativo
durante el funcionamiento. Esta forma de realización es
especialmente sencilla constructivamente.
Alternativamente, también es imaginable en una
forma de realización menos óptima, ya que es más costosa
constructivamente, que el anillo estrangulador se configure como
pieza rotativa conjuntamente con el tambor durante el
funcionamiento.
Otras configuraciones ventajosas adicionales se
pueden deducir de las restantes reivindicaciones subordinadas.
Preferiblemente, se regula automáticamente la
cantidad de evacuación de la fase pesada.
\newpage
A continuación, se describen más detalladamente
ejemplos de realización con referencia al dibujo. Las figuras
muestran:
Figura 1 una centrífuga helicoidal de camisa
maciza según el invento;
Figura 2 la región del rebosadero de la
centrífuga helicoidal de camisa maciza de la figura 1:
Figura 3 la región del rebosadero de una segunda
centrífuga helicoidal de camisa maciza según el invento;
Figura 4 la región del rebosadero de una tercera
centrífuga helicoidal de camisa maciza según el invento; y
Figura 5 la región del rebosadero de una cuarta
centrífuga helicoidal de camisa maciza según el invento.
La figura 1 muestra una centrífuga 1 helicoidal
trifásica de camisa maciza con un tambor 3, en el que se ha
dispuesto una hélice 5. El tambor 3 y la hélice 5 presentan,
respectivamente, una sección básicamente cilíndrica y una sección
que, en este caso, se estrecha cónicamente.
Un tubo 7 de admisión centrado, que se extiende
axialmente, sirve para la alimentación del material a centrifugar
por medio de un distribuidor 9 en la cámara 11 de centrifugado entre
la hélice 5 y el tambor 3.
Si se condujese, por ejemplo, una pasta lodosa a
la centrífuga, se sedimentarían partículas sólidas más gruesas en
las paredes del tambor. Más hacia adentro se formaría una fase
líquida.
La hélice 5 rota con una velocidad algo menor o
mayor que el tambor 3 y arrastra el sólido centrifugado afuera del
tambor 3 hacia la sección cónica y hacia la evacuación 13 de
sólidos. El líquido fluye, por el contrario, hacia el diámetro
mayor del tambor en el extremo trasero de la sección cilíndrica del
tambor 3 y es descargado allí a través de un primer rebosadero 15
interior -es decir, que queda más próximamente al eje de rotación- y
un segundo rebosadero 17 exterior en dos fases L1 y L2 líquidas
separadas.
La zona de los rebosaderos 15 y 17 se ha
representado ampliadamente en la figura 2.
De acuerdo con la figura 2, el primer rebosadero
15 interior, es decir, el que queda más próximamente al eje de
rotación, presenta un conducto 19 de paso en una tapa 21 axial del
tambor 3, a cuyo conducto se ha pospuesto aguas abajo un disco 23
rozante.
El disco 23 rozante se ha dispuesto en una
cámara 25 anular interior de una pieza 27 anular con un suplemento
29 cilíndrico, llevándose a cabo la descarga del liquido por medio
del disco 23 rozante a un canal 33 entre el contorno interior de un
suplemento 31 asimismo cilíndrico del disco 23 rozante y el contorno
exterior del tubo 7 de alimentación.
En este caso, el borde interior del conducto 19
de paso queda desplazado radialmente más hacia adentro en la
dirección radial de la tapa 21 con respecto al contorno interior de
la cámara de centrifugado o bien con respecto al contorno exterior
del cuerpo de la hélice.
La primera fase liquida se descarga bajo
presión, con sencillez, por medio del disco 23 rozante. Ajustando
el primer rebosadero se puede regular adicionalmente -en
determinados límites- el nivel del líquido (estrangular). El
documento EP 0 868 215 B1 describe un procedimiento de control para
decantadores. El empleo de órganos de descarga del tipo de disco
rozante (cabezal rozante) en decantadores se conoce en su principio
a partir del documento DE 33 44 432, aunque no en la combinación de
características elegida aquí con rebosaderos exteriores
regulables.
La descarga de la segunda fase L2 líquida se
lleva a cabo por el rebosadero 17 adicional, que presenta un
mecanismo 35 estrangulador ajustable, que se ha pospuesto a un
conducto 37 de paso, dispuesto más afuera en dirección radial en la
tapa 21, que atraviesa axialmente tanto la tapa 21 como también la
pieza 27 anular.
El mecanismo 35 estrangulador ajustable presenta
un disco 39 estrangulador, cuya distancia al conducto 37 de paso,
por ejemplo, en del modo descrito en el documento DE 43 20 265 Al,
es variable con los más diferentes mecanismos de accionamiento.
Según la figura 1, el disco 39 estrangulador
está fijado por un extremo al menos por un perno 41, que es
conducido aquí, a modo de ejemplo, de modo desplazable axialmente
por medio de un motor 43 (también se puede pensar en hacerlo a
mano) , de modo que se pueda variar la distancia entre el disco 39
estrangulador estacionario durante el funcionamiento y el al menos
un conducto 37 de paso (o varios) por movimiento axial, en especial,
por un desplazamiento axial (también realizable por una torsión)
del disco 39 estrangulador con respecto al tambor 3 rotativo en
funcionamiento.
Ha de resaltarse que, a diferencia de la
enseñanza del documento DE 43 20 265 A1, en este caso el mecanismo
estrangulador no sirve sorprendentemente para regular el nivel del
líquido en el tambor, sino en primer lugar para ajustar la cantidad
efluente de la segunda fase L2 líquida.
El ejemplo de realización de la figura 3
corresponde, en gran medida, al de las figuras 1 y 2, en efecto, no
se le asocia al primer rebosadero 15 ningún disco rozante, sino que
está configurado como simple rebosadero regulable y presenta
únicamente el conducto 19 de paso en la tapa 21 (ajustable en
sección transversal, por ejemplo, por una válvula de mariposa, no
identificable aquí), del que efluye la primera fase L1 líquida
libremente -y no bajo presión-, de modo que hay que prever una bomba
para la evacuación de la primera fase L1 líquida.
El ejemplo de realización de la figura 4 se
diferencia del de la figura 3 por que el disco 51 estrangulador si
bien es ajustable, rota además conjuntamente con el tambor 3. De
otro modo que en el ejemplo de realización de la figura 2, ha de
girar conjuntamente aquí el accionamiento (no representado) con el
tambor 3 con respecto a su montura 45 para desplazar axialmente el
disco 51 estrangulador, lo que eleva notablemente el gasto
constructivo y, en especial, también el gasto de mantenimiento en
comparación con el ejemplo de realización de la figura 2, aunque
manteniéndose la posibilidad de regulación de la fase líquida
pesada. Para el desplazamiento axial del disco 51 estrangulador, es
utilizable, por ejemplo, un sistema de resortes y/o hidráulico (no
representado).
Según la figura 5, el conducto 37 de paso (de
sección transversal discrecional) es conducido axialmente hacía
fuera en la pieza 27 anular, habiéndose previsto, en lugar de un
disco estrangulador, preferiblemente un anillo 47 estrangulador,
que es conducido de modo axialmente desplazable por el orificio 49
de paso dirigida radialmente hacía fuera (nuevamente por medio de
un dispositivo de perno 41 axialmente desplazable y un motor 43).
Con ello, regulando la posición del anillo estrangulador -que no ha
de ser necesariamente cilíndrico, sino que puede presentar otra
forma, por ejemplo, también de contorno interior biselado o
engastado- más o menos liberado con respecto al orificio 49 de paso
de la sección transversal del orificio 49 de paso- y varía la
cantidad efluyente de la fase L2 líquida.
\vskip1.000000\baselineskip
- Centrífuga helicoidal de camisa maciza
- 1
- Tambor
- 3
- Hélice
- 5
- Tubo de alimentación
- 7
- Distribuidor
- 9
- Cámara de centrifugado
- 11
- Evacuación de sólidos
- 13
- Rebosadero
- 15
- Rebosadero
- 17
- Conducto de paso
- 19
- Tapa
- 21
- Disco rozante
- 23
- Cámara anular
- 25
- Pieza anular
- 27
- Suplemento
- 29
- Conducto de paso
- 29
- Suplemento
- 31
- Canal
- 33
- Mecanismo estrangulador
- 35
- Conducto de paso
- 37
- Disco estrangulador
- 39
- Perno
- 41
- Motor
- 43
- Montura
- 45
- Anillo estrangulador
- 47
- Orificio de paso
- 49
- Disco estrangulador
- 51
- Orificio de paso
- 53
\vskip1.000000\baselineskip
- Fase líquida
- L1
- Fase líquida
- L2
Claims (12)
1. Centrífuga helicoidal trifásica de camisa
maciza con un primer rebosadero (15) interior, con respecto al eje
longitudinal del tambor, para descargar del tambor (3) de
centrifugado una primera fase (L1) líquida más ligera así como con
un segundo rebosadero (17) exterior para descargar una segunda fase
(L2) líquida más pesada, caracterizada porque
- a)
- el segundo rebosadero (17) posee un conducto (37) de paso, al que se ha asociado un mecanismo (35) estrangulador, cuya distancia al conducto (37) de paso puede variarse,
- b)
- se ha asociado a la centrífuga un ordenador de control, que se ha dimensionado para regular controladamente por ordenador la cantidad efluyente de la fase líquida pesada ajustando el mecanismo estrangulador.
\vskip1.000000\baselineskip
2. Centrífuga helicoidal trifásica de camisa
maciza según la reivindicación 1, caracterizada porque la
regulación se lleva a cabo automáticamente en función de la cantidad
de alimentación al decantador y/o del par de giro de la hélice y/o
del diferencial del número de revoluciones entre la hélice y el
tambor y/o de la corriente del motor.
3. Centrífuga helicoidal trifásica de camisa
maciza según la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque el
mecanismo (35) estrangulador presenta un disco (39) estrangulador
graduable con respecto al conducto (37) de paso, que se ha
configurado como parte estacionaria durante el funcionamiento de la
centrífuga.
4. Centrífuga helicoidal trifásica de camisa
maciza según la reivindicación 3, caracterizada porque la
distancia del disco (39) estrangulador al conducto (37) de paso es
variable desplazando axialmente el disco (39) estrangulador con
respecto al conducto (37) de paso.
5. Centrífuga helicoidal trifásica de camisa
maciza según la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque el
mecanismo (35) estrangulador presenta un mecanismo estrangulador,
que rota junto con el tambor (3), en especial, un disco (51)
estrangulador, cuya distancia al conducto (37) de paso es
ajustable.
6. Centrífuga helicoidal trifásica de camisa
maciza según una de las reivindicaciones precedentes,
caracterizada porque el mecanismo estrangulador presenta un
anillo (47) estrangulador, que es conducido de forma móvil, en
especial por desplazamiento, por medio de un orificio (53) de paso
del conducto (37) de paso orientado radialmente hacia fuera.
7. Centrífuga helicoidal trifásica de camisa
maciza según una de las reivindicaciones precedentes,
caracterizada porque el primer rebosadero (15), que queda más
próximamente al eje del tambor (3), presenta un conducto (19) de
paso interior en una tapa (21) axial del tambor (3).
8. Centrífuga helicoidal trifásica de camisa
maciza según una de las reivindicaciones precedentes,
caracterizada porque la sección transversal del conducto (19,
37) de paso interior y/o exterior es variable.
9. Centrífuga helicoidal trifásica de camisa
maciza según una de las reivindicaciones precedentes,
caracterizada porque se ha pospuesto aguas abajo al conducto
(19) de paso un disco (23) rozante o un mecanismo estrangulador,
cuya distancia al conducto (37) de paso es variable.
10. Procedimiento para hacer funcionar una
centrífuga helicoidal trifásica de camisa maciza según una de las
reivindicaciones 1 a 9, en el que se descarga una primera fase (L1)
líquida más ligera a través de un primer rebosadero (15) interior y
una segunda fase (L2) líquida más pesada a través de un segundo
rebosadero (17) exterior, caracterizado porque para variar la
cantidad efluyente de fase (L2) líquida más pesada, se varía la
distancia de un mecanismo (35) estrangulador a un conducto (37) de
paso del segundo rebosadero (17), habiéndose asociado a la
centrífuga un ordenador de control, que se utiliza para regular por
control informático ajustando al mecanismo estrangulador la cantidad
efluyente de la fase líquida pesada.
11. Procedimiento según la reivindicación 10,
caracterizado porque la cantidad efluyente de la fase líquida
pesada se regula automáticamente.
12. Procedimiento según la reivindicación 11,
caracterizado porque la cantidad efluyente de la fase líquida
pesada se regula en función de la cantidad de alimentación al
decantador y/o del par de giro de la hélice y/o en función del
diferencial del número de revoluciones entre la hélice y el tambor
y/o en función de la corriente del motor.
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