ES2926663T3 - Método para producir tubos de filtro de alambre en cuña con ranuras estrechas - Google Patents

Abstract

La invención proporciona un nuevo material de pantalla de tubo ranurado para aplicaciones de filtrado, en particular para separar partículas sólidas de líquidos. Las pantallas de filtro de tubo de ranura fabricadas de acuerdo con la invención presentan aberturas de ranura muy pequeñas, que se estrechan con respecto a la dimensión de abertura de ranura de los tubos de filtro de ranura fabricados convencionalmente. La construcción de tubo ranurado de la invención comprende una estructura deformada por torsión-rotación de miembros de soporte paralelos normalmente orientados axialmente del manto del tubo ranurado, que además comprende bobinados en espiral de alambre perfilado alrededor de dichos miembros soporte, por lo que en cada contacto que cruza se fija una conexión soldada sólida. un alambre de perfil cruzado a un miembro de soporte. La estructura del tubo ranurado retorcido plásticamente muestra una distorsión helicoidal de las nervaduras de soporte axial dentro del tubo ranurado. Como consecuencia, las aberturas de las ranuras del filtro entre los devanados contiguos del alambre de perfil se estrechan notablemente (en comparación con el tubo de ranura no deformado), lo que ofrece la posibilidad de lograr de manera confiable aberturas de ranura del filtro muy pequeñas de menos de 0,020 mm en filtros o mallas de tubo de ranura. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Método para producir tubos de filtro de alambre en cuña con ranuras estrechas

La presente invención se refiere a dispositivos de filtrado para la separación de materiales sólidos en forma de partículas de corrientes líquidas, que son ampliamente utilizados en varios campos técnicos y sectores industriales tales como tratamiento de purificación de agua, producción y procesamiento químico y petroquímico, industrias alimentarias, etc., incluida la filtración a presión como se aplica en la deshidratación de lodos y en la eliminación de partículas finas e impurezas de líquidos espesos y viscosos.

Los materiales y estructuras de filtración adecuados para ellos son a menudo del tipo rejillas de filtro o pantallas y tubos de filtro de alambre, que se pueden obtener asegurando entre sí miembros de soporte y alambres de perfil estrechamente separados, formando así ranuras de filtro o intersticios delimitados por miembros de alambre de perfil adyacentes. Las estructuras de filtro conocidas mencionadas se ilustran claramente en el folleto del producto del presente solicitante TRISLOT, véase, por ejemplo, el documento de Trislot "Turning bright ideas into perfect screens" con fecha del 24-10-2013.

La invención se refiere más en particular a construcciones de filtros prismáticos, preferiblemente casi perfectamente cilíndricos o tubulares del tipo de tubo de filtro de alambre (véase "tubo ranurado"), que pueden moldearse proporcionando una construcción de soporte de miembros de perfil longitudinales axialmente paralelos separados entre sí y dispuestos a lo largo de las posiciones del círculo periférico de la sección del tubo de filtro; alrededor de dicha disposición de miembros de soporte se enrolla en espiral un alambre de perfil de la sección transversal y el diámetro deseados y en cada cruce de dicho alambre envolvente con un miembro de perfil de soporte se une firmemente al mismo, típicamente y preferiblemente mediante una conexión soldada, como por ejemplo eléctrica soldadura (soldadura por puntos) o por soldadura láser.

Este conocido método de fabricación se describe, entre otras cosas, en el documento de patente US 5705069 con fecha del 01-06-1998, véase en particular la Figura 8; dicha patente ilustra además dispositivos de filtrado para el tratamiento centrífugo de agua que están equipados con cestas de pantalla que tienen paredes de filtración constituidas por material filtrante de tubo ranurado de alambre en forma de cuña.

El documento de patente US 3561605 del 09-02-1971 describe una pantalla tubular autolimpiable hecha de alambres en forma de cuña enrollados helicoidalmente alrededor de varillas de soporte internas y soldados eléctricamente por puntos en cada unión de alambre y varilla. Dichos alambres forman una ranura continua en forma de V de área de sección transversal creciente en la dirección radial hacia afuera. Se puede obtener un movimiento mejorado de las partículas de lodo filtradas en la dirección longitudinal dentro y a través de la pantalla tubular manteniendo la pantalla inclinada, en particular mediante la rotación de la pantalla junto con el uso de las varillas de soporte internas como un medio para impulsar de manera efectiva el material de lodo longitudinalmente hacia adelante, véase columna 1 de US 3561605. Para este propósito, las varillas de soporte se pueden enrollar ligeramente en espiral, como se muestra en la Figura 3, lo que se puede lograr sometiendo la pantalla tubular con varillas de soporte paralelas a una fuerza de torsión a una temperatura elevada, por lo que un extremo se gira en relación con el otro extremo ver columna 3, líneas 35 a 52.

La publicación US 2007/0197667 A1 de 23-08-2007 describe un proceso para separar partículas de catalizador de un líquido. Uno de los miembros de filtro, véanse las Figuras 2-4, comprende un alambre enrollado en espiral incrustado o unido a soportes alargados separados circunferencialmente, por lo que se proporcionan aberturas o ranuras de filtración entre bucles adyacentes del alambre, cuyas ranuras de alambre tienen superficies cónicas. El ancho del alambre en su base suele ser de aproximadamente 1,2 mm, pero preferiblemente es de 0,8 mm o 0,5 mm para garantizar una menor variación en las aberturas de las ranuras, que suelen ser de 10 a 25 micrones, pero preferiblemente no mayores de 20 micrones, consulte la página 4, párrafos {0055} y {0056}.

El documento EP 1818089 A1 publicado el 15-08-2007 describe pantallas de admisión sumergidas que tienen una estructura de soporte interna helicoidal. Dicha estructura soporta una pantalla cilíndrica y comprende uno o más miembros helicoidales que atraviesan la pantalla. La realización de la Figura 5 muestra una serie de barras de soporte helicoidales que siguen a la pantalla, pero no se encuentran con el extremo de la placa y la tapa de la pantalla.

Los espacios o ranuras entre los enrollados de alambre (de perfil) consecutivos contiguos se mantienen constantes en anchura en la dirección longitudinal del tubo de la ranura del filtro enrollando helicoidalmente el alambre de la pantalla con paso uniforme alrededor de los miembros del perfil de soporte.

La dimensión de la abertura de la ranura es determinante para el rendimiento de separación del tubo de filtro o del cilindro de malla, y se define principalmente por los parámetros geométricos del enrollado de alambre en espiral o su línea helicoidal (paso, ritmo ...), y depende además del tipo de perfil o sección transversal de los enrollados de alambre.

Aunque en principio se puede utilizar cualquier forma de perfil de alambre adecuada (redonda, cuadrada, rectangular, etc.), es más habitual emplear alambres de forma trapezoidal, o alambres que tengan una sección transversal en forma de cuña o triangular, y que comprendan preferiblemente una porción de ángulo superior redondeada (para un contacto de soldadura más fácil con el miembro de soporte).

Con los alambres de perfil mencionados anteriormente, los espacios de filtración en toda la superficie del tubo de filtro de alambre se pueden proporcionar, en un lado del tubo de filtro, con una geometría en forma de cuña que es favorable en la práctica de filtración al reducir la resistencia al flujo de la superficie del filtro y que mejora la eficiencia del dispositivo de tubo de filtro, ralentizando la obstrucción de los espacios de filtración y permitiendo un retrolavado/lavado rápido o un enjuague limpio de las ranuras de filtro obstruidas.

Es un objeto de la presente invención satisfacer la necesidad de tubos de filtro de ranura que además sean capaces de separar de una manera eficaz también partículas finas a muy finas en medios líquidos.

De hecho, teniendo en cuenta el estado actual de la técnica de fabricación de tubos de filtro de ranura, sigue siendo técnicamente difícil lograr un ancho de ranura de filtro deseado notablemente inferior a 40 micras (0,040 mm), más en particular para espacios de filtración de 0,020 mm de ancho y más pequeños, un producto de filtro de tubo ranurado que todavía es de calidad suficiente mediante el uso de enrollado en espiral apretado y soldadura por puntos de resistencia; de hecho, el requisito de calidad de aberturas de filtro uniformemente uniformes y la provisión de capacidades de filtración suficientemente grandes plantean serios problemas técnicos y, además, la productividad de la fabricación de tubos con ranuras finas en sí se vuelve problemática. Por estas razones, la separación de partículas sólidas finas y muy finas de los líquidos a menudo se lleva a cabo mediante el uso de tubos de ranura de filtro en combinación con mallas de filtración, o se aplica tela de pantalla de malla pequeña en combinación con diferentes métodos de filtración. Sin embargo, dichos procesos de combinación rara vez parecen ser satisfactorios como alternativas de valor total para los métodos de filtrado de tubo ranurado puro, dado que dichos sistemas de filtrado combinado dan lugar con más frecuencia a problemas técnicos, son menos eficientes y como resultado conducen a separaciones líquido/sólido menos económicas. Las limitaciones, desventajas y problemas mencionados anteriormente en el uso de dispositivos de última generación se resuelven de la manera más eficaz mediante la aplicación de un nuevo método de fabricación de acuerdo con la invención, incluido el uso del tubo ranurado de filtro de la invención así obtenido, que se describe en más detalle y aclarado a continuación. En el sentido más general y en su alcance más amplio, el método según la invención consiste esencialmente en que una estructura de rejilla de tubo ranurado cilíndrico o prismático constituido por perfiles de soporte que se extienden axialmente unidos entre sí radialmente a través de miembros de alambre de perfil, por lo que los miembros de alambre de perfil radial contiguos definen una abertura de ranura intersticial continua, es decir, un espacio de filtración de ancho deseado predeterminado, se somete a torsión o torsión rotatoria circunferencial hasta que se alcanza una cantidad dada de deformación plástica permanente por torsión, como se indica en la reivindicación independiente principal 1.

La estructura de tubo ranurado así obtenida se caracteriza por un reposicionamiento en espiral de los perfiles de soporte siguiendo una línea helicoidal alejándose de la posición original paralela orientada axialmente de los perfiles de soporte en el manto cilíndrico o prismático del tubo ranurado, y además por un estrechamiento del aberturas de ranuras de rejilla/pantalla entre miembros de perfil de alambre consecutivos adyacentes, en comparación con la abertura de ranura original antes de un paso de torsión rotacional.

La expresión "unidos radialmente de manera transversal" puede abarcar diferentes fijaciones o tipos de conexiones sólidas entre los perfiles de soporte axial y los alambres de perfil radial cruzados. Lo más conveniente es una conexión soldada que se puede obtener mediante soldadura por resistencia eléctrica o mediante soldadura por láser. Pero también existe la posibilidad de utilizar un acoplamiento mecánico o incluso una conexión adhesiva para asegurar sólidamente cada cruce entre el perfil de soporte y el alambre de perfil. Entre los acoplamientos mecánicos hay, por ejemplo, conexiones de pasador y ojo, uniones de nudo o lazo y similares.

Los tipos convencionales y más comunes de tamices de tubo ranurado tienen una forma cilíndrica con una sección transversal redonda, que preferiblemente es un círculo perfecto, pero las secciones redondas y poligonales que se aproximan a una forma circular también pertenecen al ámbito de la invención.

De hecho, el concepto de la presente invención es igualmente aplicable a las secciones de tubos prismáticos, en los que los perfiles de soporte paralelos que se extienden axialmente, considerados en sección transversal, están situados en los puntos angulares de un polígono preferentemente regular.

Los alambres de perfil que se cruzan radialmente también pueden comprender distintos miembros de alambre anulares que están igualmente distanciados, dispuestos paralelos entre sí y asegurados a los perfiles de soporte. Sin embargo, se prefiere que el perfil de alambre siga un camino ininterrumpido y se enrolle continuamente mediante un proceso continuo en forma de espiral alrededor y hacia arriba de los miembros de perfil de soporte axial, por lo que, en cada cruce de contacto, el perfil de alambre y el perfil de soporte están firmemente unidos entre sí, preferiblemente por una conexión de soldadura.

De acuerdo con una realización preferida para llevar a cabo la invención, los perfiles de soporte están dispuestos de manera simétrica axialmente y paralelos entre sí como líneas de manto periféricas de un tubo cilíndrico con una sección transversal circular de diámetro deseado, y el alambre de perfil continuo es enrollado helicoidalmente alrededor de los perfiles de soporte, por lo que el alambre de funcionamiento ininterrumpido se fija permanentemente a los mismos en cada cruce mediante una conexión de soldadura por puntos. En este proceso de enrollado helicoidal y ensamblaje mediante soldadura por puntos se establece un ancho de abertura de ranura inicial predeterminado entre alambres de perfil contiguos entre sí, donde el rasgo característico de la invención consiste en que la abertura de ranura final requerida se realiza sometiendo la pantalla tubular ranurada o cuerpo del filtro a la torsión plástica en la dirección axial del tubo de pantalla ranurado.

Un método adecuado para llevar a cabo la característica clave de la invención puede comprender inmovilizar una parte del extremo exterior del cuerpo del tubo ranurado cilíndrico y, en consecuencia, conectar la parte del extremo tubular opuesto con una garra o embrague adaptado de un motor de torsión y, por lo tanto, accionar el último extremo. parte en torsión rotacional hasta que el cuerpo del cilindro sufre una deformación plástica permanente por torsión. Como resultado, la orientación axial-paralela original de los perfiles de soporte del manto del cilindro periférico del tubo ranurado se sintoniza en una trayectoria torcida siguiendo una línea helicoidal; dependiendo del número de rotaciones torsionales impuestas, dicha trayectoria helicoidal adoptará un ángulo variable hacia la dirección axial del tubo de filtro de ranura.

Debido al hecho de que las conexiones soldadas sólidas son indeformables y, por lo tanto, seguirán codeterminando una interdistancia axial entre los alambres de perfil contiguos, es obvio que la deformación por estiramiento oblicuo de los perfiles de soporte del manto del tubo del filtro bajo el efecto de la rotación torsional, por lo que el número de giros giratorios determina la posición oblicua final de la trayectoria helicoidal de los perfiles de soporte, dará lugar a una disminución o estrechamiento proporcional del ancho de ranura resultante entre alambres de perfil adyacentes. Esto implica que la invención permite ajustar de forma controlada el ancho de la ranura de un tubo ranurado de filtro, incluyendo el estrechamiento controlado del mismo.

Como consecuencia, la invención permite disminuir la abertura de la ranura del filtro de los tubos de pantalla de la ranura del filtro, que son conocidos per se, hasta tal punto que los tubos de la ranura resultantes se vuelven adecuados para filtrar separaciones de partículas mucho más finas de lo que antes era posible con el dispositivo del estado de la técnica.

Otras realizaciones preferidas de llevar a cabo el método de acuerdo con la invención, y además los componentes de malla/rejilla de tubo ranurado y los miembros de filtro de tubo ranurado como productos preferenciales incorporados por la presente invención se definen en una o más reivindicaciones subordinadas dependiendo de las reivindicaciones principales 1.

Una comprensión más profunda de la esencia de la invención y otros detalles peculiares y ventajas de la invención se hará más evidente a partir de la siguiente descripción de un ejemplo de realización preferido de la invención, que se ilustra y aclara mediante las Figuras de la hoja de dibujo 1/1.

Los dibujos inferiores A y C que se muestran en las columnas 1A y 1C de la Figura en la hoja 1/1 dan una vista en perspectiva, respectiva imagen general de una pantalla de filtro de tubo ranurado de sección transversal circular. La pantalla de filtro tubular C y A se ensamblan a partir de varillas de perfil de soporte con disposición axialmente simétrica, ubicadas en la circunferencia de la sección transversal circular mencionada anteriormente, que se muestra claramente en las vistas en sección A-A y C-C en la parte central de las columnas de la Figura 1A y 1C de la hoja 1/1.

El manto exterior del tubo filtrante A y el tubo filtrante C consiste en alambre de perfil con sección transversal en forma de cuña, que está enrollado helicoidalmente y alrededor de los perfiles de soporte dispuestos axialmente y en cada cruce está firmemente asegurado por una conexión soldada.

La Figura 1A ilustra un tubo ranurado A en el que un lado plano del alambre de perfil de cuña se dirige hacia el exterior del tubo (con el ángulo superior redondeado de la sección de cuña soldada por puntos unida a las varillas del perfil de soporte), de modo que las aberturas intersticiales de la ranura del filtro entre las contiguas los enrollados de alambre de perfil se ensanchan en una dirección de flujo desde el exterior hacia el interior del tubo de filtro de ranura.

El tubo de filtro de ranura C ejemplo de la Figura 1C muestra la situación opuesta: aquí un lado inferior plano del alambre de perfil de cuña está conectado por soldadura a las varillas de perfil de soporte, y los enrollados de alambre de perfil de cuña adyacentes delimitan las ranuras de filtro intersticiales que se ensanchan en un flujo dirección desde el interior hacia el exterior del tubo de filtro ranurado.

El dibujo A-A con detalle Al y el dibujo C-C con detalle Cl en la parte superior de las Figuras (columnas) 1A y 1B de la hoja 1/1 muestran un tubo de filtro van A de sección longitudinal axial respectivamente al tubo de filtro C, por lo que las secciones detalladas de primer plano Al en C1 aclaran una abertura de ranura de filtro inicial de ancho "a" antes de someter el tubo de filtro de ranura A, así como el tubo de filtro de ranura C a una deformación de torsión permanente por torsión rotatoria.

Las Figuras B1 y D1 que muestran vistas en sección longitudinal B-B, D-D, con detalles Bl, Dl y que además representan vistas generales en perspectiva de los tubos ranurados B y D ilustrados en la fila inferior del dibujo en la hoja 1/1, aclaran más claramente qué efecto técnico tiene la invención, como consecuencia de las rotaciones torsionales impuestas, sobre un ancho de abertura de ranura resultante "b" de un tubo de filtro de ranura y sobre la vista del aspecto externo del cuerpo de filtro tubular que exhibe una torsión helicoidal de sus perfiles de soporte dispuestos internamente.

Es evidente que la presente invención no se limita a los ejemplos de realización de los tubos ranurados descritos anteriormente e ilustrados en la hoja de dibujo 1/1.

Los miembros de pantalla de filtro plano que tienen aberturas de ranuras estrechas se pueden fabricar de una manera similar pero deducida, por ejemplo, a partir de pantallas tubulares con hendiduras provistas de aberturas de ranuras estrechas obtenidas por rotación torsional, y corte/apertura axial del cuerpo tubular y aplanamiento del manto de la camisa del tubo ranurado desarrollado.

Los miembros de pantalla o rejilla curvos y planos que tienen aberturas de ranuras estrechas obtenidas aplicando el principio clave de la invención, incluido su procesamiento y uso en dispositivos y sistemas de filtrado, también entran dentro del alcance de protección de la presente invención, que se define principalmente por las características técnicas enumeradas en las reivindicaciones adjuntas.

El material utilizado para la fabricación de filtros de tubo ranurado para separaciones de filtrado sólido/líquido se selecciona principalmente entre aceros inoxidables de un tipo adecuado para soportar la corrosividad del medio líquido y/o requiere un grado de acero inoxidable particular que satisfaga las condiciones de uso específicas (higiénicas, toxicidad, etc.) impuestas por el sector industrial relacionado, como por ejemplo las industrias alimentarias.

Sin embargo, es obvio que el concepto inventivo de la presente invención no se restringe a las aleaciones de acero inoxidable normalmente utilizadas, sino que es igualmente aplicable a otros metales y aleaciones de metales tales como cobre, níquel, aluminio y sus aleaciones, como por ejemplo monel (CuNi) y también titanio, aleaciones de metales especiales como superaleaciones, etc., siempre que dichos metales y aleaciones resistentes a la corrosión puedan procesarse para formar alambre de perfil y miembros de perfil similares, y además puedan conectarse entre sí mediante soldadura.

Claims (6)

REIVINDICACIONES

1. Método de fabricación de un tubo ranurado, en particular un filtro de pantalla de tubo ranurado, que efectúa un ajuste controlado de una abertura de ranura de filtro fino deseada, que comienza con un conjunto de tubo ranurado producido convencionalmente de miembros básicos interconectados, que consisten en perfiles de soporte que se extienden axialmente envueltos alrededor con enrollamientos de alambre de perfil que se cruzan radialmente, que están sólidamente unidos en cada cruce mutuo y por lo que los enrollamientos de alambre de perfil contiguos delimitan y definen una abertura de ranura de filtro continua e intersticial de un ancho inicial dado, caracterizado porque dicho tubo ranurado conocido se somete a deformación por torsión por torsión rotatoria, por lo que el manto del tubo ranurado se tuerce en relación con el eje del tubo ranurado mediante una cantidad ajustable de rotaciones dentro del área plástica de torsión provocando una torsión helicoidal permanente de las nervaduras de soporte axial, y continuando dicha torsión rotacional hasta que se alcanza un ancho de abertura de ranura final más fino deseado o un estrechamiento gradual requerido de la abertura de ranura de filtro inicial, cuya abertura de ranura final tiene un ancho inferior a 0,040 mm.

2. Método según la reivindicación 1, caracterizado porque dicha abertura de ranura final tiene un ancho inferior a 0,020 mm.

3. Método según la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque el alambre de perfil comprende una sección transversal seleccionada entre una sección transversal redonda, plana o poligonal.

4. Método según la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque el alambre de perfil presenta una sección transversal en forma de cuña o triangular con un ángulo superior redondeado, y de manera que el lado plano o la parte superior redondeada del alambre triangular o en forma de cuña forman una unión sólida por soldadura con los miembros de perfil de soporte, de modo que la abertura de la ranura intersticial entre los alambres de perfil adyacentes se pueden disponer como un espacio que se ensancha o una abertura de cuña que se estrecha en una dirección de flujo seleccionada.

5. Método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el cuerpo del tubo ranurado tiene una sección transversal seleccionada entre una sección circular, una sección redonda de forma ovalada o de forma circular cercana, un polígono regular o redondeado que se aproxima a un círculo y similares, y preferiblemente comprende la circunferencia de un círculo perfecto.

6. Método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el método comprende el paso adicional de cortar/abrir axialmente el cuerpo tubular provisto de aberturas de ranuras estrechas obtenidas por rotación torsional y aplanar el manto de camisa de tubo ranurado desarrollado para formar un miembro de pantalla de filtro plano que tiene aberturas de ranura estrechas.