ES2972633T3 - Dispositivo para enfriar materiales en forma de partículas - Google Patents

Abstract

Dispositivo para enfriar materiales en partículas, en particular granulados de materiales poliméricos, que comprende un recipiente exterior (2) con una cara lateral exterior (3) especialmente troncocónica y, dispuesto al menos localmente dentro del recipiente exterior (2), un recipiente interior (4) con una cara lateral interior (5) especialmente troncocónica, estando formado un espacio intermedio (6) entre la cara lateral exterior (3) y la cara lateral interior (5), estando en una zona inicial (11) del lado de entrada de En el dispositivo (1) está previsto un dispositivo de entrada (7) para introducir una corriente de gas y las partículas en el espacio intermedio (6), y en el que en una zona extrema (12) del lado de salida del dispositivo (1), opuesta a la dispositivo de entrada (7), está prevista una abertura de salida (15) para las partículas, estando dispuesto y/o diseñado el dispositivo de entrada (7) de tal manera que la corriente de gas y las partículas se puedan introducir sustancialmente de forma tangencial en el espacio intermedio (6). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Dispositivo para enfriar materiales en forma de partículas

La presente invención se refiere a un dispositivo para enfriar materiales en forma de partículas, en particular granulados de materiales poliméricos, de acuerdo con la reivindicación 1. Los granulados se generan, por ejemplo, plastificándose materiales poliméricos en una prensa extrusora. La masa fundida de polímero en forma de hilo que sale a través de una placa perforada se corta entonces en pequeñas partículas mediante cuchillas giratorias. Estos granulados, en los que al menos la zona del núcleo todavía está fundida, se enfrían y solidifican entonces en el flujo de gas o de agua y se transportan al mismo tiempo con el flujo de fluido. Entonces se realiza un enfriamiento adicional posterior de las partículas, por ejemplo, en otras unidades de enfriamiento conectadas posteriormente. Por el estado de la técnica se conocen, por ejemplo, recipientes refrigerantes cilíndricos en los que se mueven los granulados y a este respecto se enfrían.

También se conocen por el estado de la técnica, por ejemplo por el documento US 2067710, el documento US 2002008072 o el documento DE 3618272, recipientes refrigerantes cilíndricos o cónicos, en los que el granulado se introduce tangencialmente en el espacio intermedio. Un dispositivo de este tipo se ha descrito igualmente en el documento FR 2670137, en donde el canal de entrada no cierra en cada caso el espacio.

El objetivo de la presente invención es crear una unidad de enfriamiento en la que el tiempo de residencia de los granulados se pueda mantener lo más alto posible y el espectro de tiempos de residencia de las partículas individuales se pueda mantener estrecho y las partículas se mantengan aisladas. La presente invención resuelve este objetivo mediante un dispositivo de acuerdo con las características de la reivindicación 1. De acuerdo con la invención está previsto a este respecto que el dispositivo comprenda: un recipiente exterior con una superficie lateral exterior, en particular en forma troncocónica, y un recipiente interior dispuesto al menos por secciones en el interior del recipiente exterior con una superficie lateral interior, en particular en forma troncocónica, en donde se ha formado un espacio intermedio entre la superficie lateral exterior y la superficie lateral interior. En la zona inicial del dispositivo en el lado de entrada está previsto un equipo de entrada para introducir un flujo de gas así como de las partículas o granulados en el espacio intermedio, en donde está prevista una abertura de salida para las partículas en la zona final del dispositivo en el lado de salida opuesto al equipo de entrada. El equipo de entrada está dispuesto y/o configurado de modo que el flujo de gas así como las partículas puedan introducirse de manera esencialmente tangencial en el espacio intermedio.

La introducción tangencial especial del flujo de gas o de las partículas y su consiguiente movimiento a través del espacio intermedio entre la superficie lateral exterior y la superficie lateral interior prolonga el recorrido que las partículas deben recorrer a través del dispositivo y favorece con ello el aumento del tiempo de residencia. Al mismo tiempo, el espectro de tiempos de residencia de las partículas se mantiene estrecho. Mediante el flujo de aire guiado de eta manera, el gas permanece suficientemente laminar y no se producen turbulencias. De este modo, las partículas se mantienen en un intervalo de velocidad estrecho y se reducen las colisiones incontroladas, que provocarían una desaceleración de las partículas. Además, se minimiza también el contacto de las partículas con las paredes y se evita una desaceleración y/o deposición de las partículas. También se evita que las partículas de granulado se peguen a la pared. Es especialmente ventajoso que se impida en gran medida que las partículas de granulado se peguen entre sí.

Las partículas se transportan con un medio guiado por la disposición, en particular con un gas. Este gas puede ser cualquier gas o mezcla de gases, en particular se utiliza aire. El flujo de gas transporta las partículas, en donde estas partículas de material o granulados o salchichas o similares se enfrían a este respecto con la ayuda del flujo de gas, y dado el caso se solidifican aún posteriormente, y dado el caso se hacen reaccionar químicamente aún posteriormente, por ejemplo mediante influencia térmica, enfriamiento o mediante una reacción iniciada o inducida por el gas. También se pueden utilizar medios de evaporación, como por ejemplo agua.

La disposición de acuerdo con la invención se puede utilizar para todos los materiales en los que se pueda realizar una conformación de las hebras formando un granulado. A esto pertenecen polímeros, masas, masas cerámicas, caucho, poliuretanos termoplásticos, siliconas, etc. Los materiales granulados pueden estar reforzados con fibras y/o también parcialmente reticulados. Pueden estar basados en poliéster, poliolefinas o incluso poliamidas. Sobre todo también es posible transportar todos los materiales al menos parcialmente plastificables, preferentemente extruibles, que se pueden ablandar o fundir y transformar o solidificar en partículas, con la disposición de acuerdo con la invención y enfriarlos durante el transporte.

Para conseguir el flujo tangencial en el espacio intermedio, está previsto de acuerdo con la invención que el equipo de entrada presente un canal de entrada y, en particular, una tubuladura de entrada dispuesta aguas arriba con respecto a éste. A través de este canal de entrada pueden suministrarse la corriente de gas así como las partículas a enfriar. De lo contrario, el canal de entrada cierra el espacio intermedio en el lado de entrada. El canal de entrada está configurado de manera curvada para ahorrar espacio, discurre paralelo al perímetro de la superficie lateral exterior y de la superficie lateral interior y, por consiguiente, desemboca de manera esencialmente tangencial en el espacio intermedio.

Perfeccionamientos ventajosos del dispositivo resultan mediante las características de las reivindicaciones dependientes.

Por motivos constructivos es ventajoso, por ejemplo, que esté previsto que la superficie lateral exterior y/o la superficie lateral interior estén dispuestas esencialmente de forma simétrica en rotación alrededor de un eje longitudinal central.

El dispositivo se coloca habitualmente de manera vertical, sin embargo también se puede colocar tumbado, en posición horizontal o, según la practicidad, en posición inclinada.

Para conseguir un flujo de gas ventajoso es ventajoso cuando la superficie lateral exterior y/o la superficie lateral interior está inclinada con respecto a un eje longitudinal central en un ángulo cónico p, en donde el ángulo cónico se encuentra en el intervalo de 1° <= p <= 15°, en particular en el intervalo de 3° <= p <= 10°, preferentemente en el intervalo de 3° <= p <= 6°. Esto ayuda a este respecto a mantener el flujo de aire lo suficientemente alto y hace que las partículas permanezcan aisladas en el espacio intermedio durante un tiempo especialmente largo y también permite que las partículas específicamente más pesadas permanezcan durante un tiempo correspondientemente largo en el embudo de refrigeración.

Se puede conseguir un flujo sin alteraciones si la superficie lateral exterior y la superficie lateral interior están separadas entre sí por todos lados sin contacto.

También resulta un tiempo de residencia ventajoso si está previsto que la anchura del espacio intermedio entre la superficie lateral exterior y la superficie lateral interior se encuentre en el intervalo de 20 mm <= a <= 200 mm, en particular en el intervalo de 50 mm < = a <= 100 mm, preferentemente en el intervalo de 60 mm <= a <= 80 mm. Esto también hace que las partículas permanezcan en el espacio intermedio durante mucho tiempo y aisladas. Distancias demasiado grandes darían lugar a un flujo de aire demasiado pequeño en la dirección del perímetro y debido a ello a una reducción del tiempo de residencia de las partículas. Un espacio demasiado estrecho aumentaría la velocidad del aire y la densidad de las partículas, en donde esto repercutiría por un lado en un tiempo de residencia más corto pero también en una mayor probabilidad de colisiones y golpes entre las partículas.

En este contexto es ventajoso que a la hora de seleccionar la anchura a del espacio intermedio 6 se tenga en cuenta también el tamaño o el diámetro del granulado o de las partículas. Una anchura a ventajosa se encuentra a este respecto en el intervalo entre 4 y 40 veces el diámetro medio de las partículas.

De acuerdo con una forma de realización ventajosa está previsto que la superficie lateral exterior y la superficie lateral interior estén alineadas paralelamente entre sí.

Como alternativa puede estar previsto que la anchura del espacio intermedio entre la superficie lateral exterior y la superficie lateral interior se reduzca, en particular de manera uniforme, en la dirección de la zona final en el lado de salida. Un estrechamiento de este tipo del espacio intermedio es especialmente ventajoso para partículas más pequeñas, ya que para mantener el efecto de separación se aprovecha el efecto acelerador del flujo de gas a través del espacio intermedio más estrecho.

Como alternativa puede estar previsto también que la anchura del espacio intermedio entre la superficie lateral exterior y la superficie lateral interior aumente, en particular de manera uniforme, en la dirección de la zona final en el lado de salida. Por el contrario, un espacio intermedio que aumenta en altura también tiene ventajas para las partículas más grandes, ya que en este sentido se reduce el efecto de frenado causado por los impactos con las paredes y, por lo tanto, igualmente la separación se puede mantener fácilmente.

El recipiente interior o la superficie lateral interior es más corto o menos alto que el recipiente exterior o la superficie lateral exterior. En este contexto ha resultado ventajoso cuando la longitud o la altura del recipiente exterior o de la superficie lateral exterior es mayor que la longitud o la altura del recipiente interior o de la superficie lateral interior. Es especialmente ventajoso cuando la relación hi : ha se encuentra en el intervalo de 0,1 a 1, en particular en el intervalo de 0,3 a 0,85, preferentemente en el intervalo de 0,50 a 0,75.

Para poder colocar o conectar ventajosamente el equipo de entrada con el dispositivo, es ventajoso cuando la superficie lateral exterior y la superficie lateral interior terminan de manera enrasada en sus zonas iniciales en el lado de entrada.

Además, es ventajoso cuando el diámetro de la superficie lateral exterior en la zona inicial en el lado de entrada es mayor que su diámetro en la zona final en el lado de salida o el recipiente exterior se estrecha en la dirección de la zona final en el lado de salida.

De manera análoga, esto también es ventajoso para el recipiente interior, concretamente si está previsto que el diámetro de la superficie lateral interior en la zona inicial en el lado de entrada sea mayor que su diámetro en la zona final en el lado de salida o bien que se estreche el recipiente interior el recipiente en la dirección de la zona final en el lado de salida.

Por lo tanto, se puede conseguir una velocidad de flujo más uniforme, un tiempo de residencia ventajoso y un espectro de tiempo de residencia ventajoso si la superficie lateral exterior y la superficie lateral interior se estrechan en la dirección de la zona final en el lado de salida.

Para una separación eficaz de las partículas del flujo de gas es ventajoso cuando la superficie lateral exterior se extiende más en la dirección de la zona final en el lado de salida o es más larga que la superficie lateral interior. Debido a ello se encuentra en esta sección del dispositivo cerca de la salida una zona de separación en la que el recipiente interior ya ha llegado a su fin y ya no existe un espacio intermedio definido. Esta zona de separación sólo se limita por el recipiente exterior o la superficie lateral exterior. Sin embargo, también allí las partículas continúan moviéndose en espiral a lo largo de la superficie lateral exterior hasta la salida. El flujo de gas, por el contrario, se descarga al final del espacio intermedio o en la zona de separación en la dirección opuesta, es decir, hacia la entrada, a través del recipiente interior y de este modo se realiza una separación de las partículas del lujo de gas.

Para la separación de las partículas del flujo de gas es ventajoso a este respecto cuando la superficie lateral interior está configurada abierta o permeable a los gases en su extremo próximo a la zona inicial en el lado de entrada y que de este modo se pueda extraer el gas a través de esta abertura de la superficie lateral interior próxima a la zona inicial. Esta abertura puede estar provista de una superficie de cubierta permeable a los gases, por ejemplo mediante una rejilla.

La separación de las partículas se favorece mediante la prolongación de la superficie lateral exterior con respecto a la superficie lateral interior. En este contexto, para una separación eficaz de las partículas del gas es especialmente ventajoso cuando la abertura de la superficie lateral exterior definida por el diámetro en la zona final en el lado de salida o la superficie definida por el diámetro de la abertura de salida se ha reducido en comparación con la abertura de la superficie lateral interior definida por el diámetro en la zona final en el lado de salida de manera que se forme una resistencia al flujo suficiente para el gas.

Por lo tanto, la superficie lateral exterior puede estrecharse hasta que la abertura de salida definida por la abertura en el lado de salida sea tan pequeña y ofrezca tanta resistencia que apenas pueda salir gas o aire por esta abertura y el gas tiene que viajar a través del recipiente interior para escapar. Sin embargo, esto condiciona una altura de construcción mayor y, en ocasiones, no resulta práctico por motivos técnicos de construcción.

Una forma de realización ventajosa con respecto a esto, especialmente en la colocación vertical, prevé que en la zona final en el lado de salida de la superficie lateral exterior, es decir, en la abertura en el lado de salida, esté dispuesta una tubuladura de salida adicional que se estrecha, en particular en forma troncocónica, en la que está prevista entonces la verdadera abertura de salida, a través de la cual las partículas salen del dispositivo. Esta tubuladura de salida tiene ángulos de paredes más pronunciados y debido a ello se estrecha más rápidamente a lo largo de la altura. Esto provoca una buena separación de gases con una altura de construcción pequeña. Debido a ello se reduce la abertura en el lado de salida de la superficie lateral exterior, ya que la abertura de salida tiene una superficie esencialmente más pequeña. En este contexto, para una buena separación de las partículas del flujo de gas es especialmente ventajoso cuando la superficie de esta abertura de salida sea <= 20 %, preferentemente <= 10 %, de la superficie de la abertura de la superficie lateral exterior definida por el diámetro en la zona final en el lado de salida.

Para conseguir el flujo tangencial en el espacio intermedio es ventajoso cuando el equipo de entrada presenta un canal de entrada y en particular una tubuladura de entrada dispuesta aguas arriba con respecto a éste, a través de la cual pueden alimentarse el flujo de gas así como las partículas a enfriar. El canal de entrada está configurado de manera curvada para ahorrar espacio y tiene la misma anchura que el espacio intermedio. El canal de entrada discurre paralelo al perímetro de la superficie lateral exterior y de la superficie lateral interior y, por consiguiente, desemboca de manera esencialmente tangencial en el espacio intermedio.

El flujo de gas o de partículas así dirigido se mueve con ello por un lado tangencialmente al perímetro interior o exterior del espacio intermedio, sin embargo ventajosamente también se introduce con un ángulo de entrada pequeño. A este respecto es ventajoso cuando el canal de entrada desemboca en el espacio intermedio en un ángulo a con respecto a un plano orientado perpendicularmente al eje longitudinal, en donde este ángulo de entrada a se encuentra en el intervalo 0 < a <= l0°. Para las relaciones de flujo es en particular ventajoso cuando el canal de entrada está constantemente inclinado con este ángulo en toda su extensión longitudinal. Mediante la formación de una orientación direccional de este tipo, se llega a generar un movimiento de partículas dirigido también en el caso de necesitar cantidades más grandes de medios.

Por este ángulo de entrada a se entiende por consiguiente la dirección de flujo esencial del gas así como de las materias particuladas o bien partículas. Este ángulo de entrada se mantiene entonces al menos en la sección inicial durante el recorrido posterior de las partículas en el espacio intermedio.

De esta manera, las partículas o el gas fluyen hacia el espacio intermedio tanto de manera tangencial como ligeramente en la dirección de la salida. De ello resulta un patrón de movimiento ventajoso para el tiempo de residencia, el espectro del tiempo de residencia así como la separación, como puede distinguirse esto por ejemplo en la figura 6.

Por lo tanto, las partículas se mueven partiendo de la zona inicial en el lado de entrada en trayectorias en forma de espiral hacia la zona final en el lado de salida, en donde el diámetro de estas trayectorias en forma de espiral se vuelve cada vez más pequeño.

La cantidad o la velocidad del flujo de gas se adapta habitualmente a las necesidades y a los tamaños de partícula. En este contexto puede resultar ventajoso cuando se introduce una cantidad de gas adicional. Es favorable a este respecto cuando en la superficie lateral exterior y/o en la superficie lateral interior están formadas aberturas de entrada de gas adicionales, que están dispuestas y/o configuradas de modo que en el espacio intermedio pueda introducirse ventajosamente gas adicional, sin embargo no partículas, a través de estas aberturas de entrada de gas ventajosamente también de manera esencialmente tangencial. El flujo de gas adicional favorece el flujo de gas primario a través del equipo de entrada, por tanto conduce a un enfriamiento adicional de las partículas e influye en el tiempo de residencia. Con ello puede llevar, por ejemplo, gas frío al embudo para enfriarlo posteriormente de manera correspondiente. También puede introducirse en este caso gas reactivo para iniciar reacciones específicas.

Más ventajas y configuraciones de la invención resultan de la descripción y los dibujos adjuntos.

A continuación, la invención está representada esquemáticamente en los dibujos con la ayuda de ejemplos de realización especialmente ventajosos y se describe con referencia a los dibujos a modo de ejemplo.

En lo sucesivo muestran esquemáticamente:

figura 1 un dispositivo de acuerdo con la invención en una vista en perspectiva,

figura 2 el dispositivo de acuerdo con la figura 1 en una vista lateral,

figura 3 y 3a una sección B-B a través de este dispositivo,

figura 4 una vista superior desde arriba,

figura 5 un ensayo con un equipo de comparación conocido

figura 6a, 6b ensayos con dos equipos de enfriamiento de acuerdo con la invención

Las figuras 1 a 4 muestran el dispositivo 1 de acuerdo con la invención desde diferentes perspectivas. En el presente ejemplo de realización, el dispositivo 1 está colocado verticalmente, concretamente en un armazón portante. En la zona superior del dispositivo 1 está dispuesto un equipo de entrada 7 para introducir el flujo de gas o de partículas. Esta sección superior del dispositivo 1 se define a este respecto como zona inicial 11 en el lado de entrada. La sección del dispositivo 1 opuesta al equipo de entrada 7 se denomina zona final 12 en el lado de salida. Allí también se encuentra la abertura de salida 15 desde la que las partículas abandonan el dispositivo 1.

El dispositivo 1 comprende un recipiente exterior 2 y un recipiente interior 4 dispuesto en éste. El recipiente exterior 2 tiene una superficie lateral exterior 3 en forma troncocónica, el recipiente interior 4 tiene una superficie lateral interior 5 en forma troncocónica. El recipiente interior 4 está dispuesto en el recipiente exterior 2 de manera que se forma un espacio intermedio 6 entre la superficie lateral exterior 3 y la superficie lateral interior 5. La anchura a del espacio intermedio entre la superficie lateral exterior 3 y la superficie lateral interior 5 asciende en el presente caso a aproximadamente 70 mm.

La superficie lateral exterior 3 y la superficie lateral interior 5 están continuamente distanciadas una de otra y no se tocan en ningún punto. Por consiguiente, el espacio intermedio 6 está libre de barreras y se forma un espacio anular troncocónico, en el que circulan en espiral la corriente de gas y las partículas.

La superficie lateral exterior 3 y la superficie lateral interior 5 están inclinadas con respecto a un eje longitudinal 10 central en el ángulo cónico p. En el presente ejemplo de realización, el ángulo cónico p se encuentra en aproximadamente 5°.

En el presente ejemplo de realización, la superficie lateral exterior 3 y la superficie lateral interior 5 están alineadas de manera paralela una con respecto a otra. Sin embargo, puede resultar ventajoso desviarse de una alineación paralela y prever, por ejemplo, un aumento o una reducción de la anchura del espacio.

Se puede observar que la superficie lateral exterior 3 y la superficie lateral interior 5 se estrechan en la dirección de la zona final 12 en el lado de salida, en este caso hacia abajo. Por consiguiente, el diámetro da1 de la superficie lateral exterior 3 en la zona final 11 en el lado de entrada es mayor que el diámetro da2 de la superficie lateral exterior 3 en la zona final 12 en el lado de salida o la abertura 18 en este caso inferior de la superficie lateral exterior 3.

De manera análoga, el diámetro di1 de la superficie lateral interior 5 en la zona inicial 11 en el lado de entrada o de la abertura 19 en este caso superior de la superficie lateral interior 5 es mayor que el diámetro di2 en el lado de salida de la superficie lateral interior 5 en la zona final 12 en el lado de salida. La abertura 19 superior, relativamente más grande, que se encuentra en la zona inicial 11 en el lado de entrada de la superficie lateral interior 5 está cerrada a este respecto mediante una superficie de cubierta 17.

También puede distinguirse que la superficie lateral exterior 3 presenta una longitud o altura ha mayor que la altura hi de la superficie lateral interior 5. En el dispositivo 1 de acuerdo con la figura 1, la relación hi : ha asciende a aproximadamente 0,6.

Debido a ello se encuentra en la sección inferior del dispositivo 1 una zona de separación 16, en la que el recipiente interior 4 ya ha llegado a su fin y ya no está presente ningún espacio intermedio 6 definido. Esta zona de separación 16 sólo se limita por el recipiente exterior 2 o la superficie lateral exterior 3.

Sin embargo, en la zona de separación 16 las partículas continúan moviéndose hacia abajo a lo largo de la superficie lateral exterior 3. El flujo de gas, por el contrario, se descarga hacia arriba en el extremo del espacio intermedio 6 a través de la superficie lateral interior 5. En consecuencia, se realiza en este caso la separación de las partículas del flujo de gas. Las partículas abandonan el dispositivo 1 por la parte inferior a través de la abertura de salida 15, el gas abandona el dispositivo 1 por la parte superior a través de la abertura 19 superior de la superficie lateral interior 5. Esta abertura 19 superior está provista de una superficie de cubierta 17 permeable a los gases, en el presente caso mediante una rejilla.

Mediante la reducción del diámetro de la superficie lateral exterior 3 ya se eleva la resistencia al flujo. Si la abertura 18 en el extremo inferior de la superficie lateral exterior 3 es lo suficientemente pequeña, la resistencia al flujo llega a ser tan grande que el gas no sale a través de esta abertura 18 inferior, sino más bien sólo a través de la abertura 19 superior de la superficie lateral interior 5. Sin embargo, las partículas siempre salen por la parte inferior y esta abertura 18 inferior, si es lo suficientemente pequeña, puede actuar al mismo tiempo también como abertura de salida 15. Sin embargo, generalmente esto provoca una altura de construcción mayor del dispositivo 1. Por consiguiente, la resistencia al flujo puede elevarse aún más también mediante medidas constructivas adicionales. Así, como se puede observar en el ejemplo de realización de acuerdo con la figura 3a, en la zona final 12 en el lado de salida de la superficie lateral exterior 3 está dispuesta muy en la parte inferior una tubuladura de salida 13 en forma troncocónica adicional. En esta tubuladura de salida 13 está formada también la verdadera abertura de salida 15 para las partículas, por la que finalmente las partículas abandonan el dispositivo 1. La tubuladura de salida 13 conecta directamente con la abertura 18 inferior de la superficie lateral exterior 3, en donde la superficie de sección transversal de la abertura de salida 15 es considerablemente menor que la de la abertura 18 inferior, en el presente caso sólo aproximadamente el 7-8 % de la superficie de sección transversal de la abertura 18 inferior. Mediante este estrechamiento adicional de la sección transversal se eleva aún más la resistencia al flujo y la separación de las partículas del flujo de gas se vuelve aún más eficaz.

El equipo de entrada 7 dispuesto en la zona inicial 11 en el lado de entrada presenta una tubuladura de entrada 8, a la que se puede conectar, por ejemplo, un conducto de transporte, a través del cual las partículas o granulados aún calientes se introducen en el dispositivo 1 junto con el flujo de gas.

La tubuladura de entrada 8 desemboca en un canal de entrada 9. Este canal de entrada 9 está configurado de manera curvada o de manera curvada en espiral y discurre esencialmente de forma circular en paralelo al perímetro de la superficie lateral exterior 3 y la superficie lateral interior 5. El canal de entrada 9 cierra el espacio intermedio 6 arriba o en el lado de entrada. En el presente caso, con el presente diámetro de las superficies laterales 3, 5 y con el presente ángulo de inclinación a, el canal de entrada 9 describe un círculo casi completo de casi 360° y luego desemboca en el espacio intermedio 6, aproximadamente en la zona por debajo de la tubuladura de entrada 8. Por consiguiente, el canal de entrada 9 tiene la misma anchura a que el espacio intermedio 6. Por consiguiente, el flujo de gas o de partículas se introduce tangencialmente en el espacio intermedio 6, es decir, las partículas y el flujo de gas discurren a lo largo de trayectorias aproximadamente circulares alrededor del eje longitudinal 10 central en el espacio intermedio 6. Además se evitan corrientes turbulentas, bordes de desgarro y bordes de tope.

Al mismo tiempo, el canal de entrada 9 también está sin embargo ligeramente inclinado hacia abajo, en la dirección de la salida. Esto puede distinguirse ya de la figura 1, y el canal de entrada 9 discurre hacia el interior del espacio intermedio 6 a través de una superficie constantemente inclinada hacia abajo. Este ángulo de entrada a inclinado se define con respecto a un plano 14 alineado de manera perpendicular al eje longitudinal 10 y, como es evidente en la figura 2, asciende a aproximadamente 5°.

De este modo, las partículas o el gas entran en el espacio intermedio 6 no sólo tangencialmente, sino también de manera ligeramente dirigida hacia abajo. De esto resulta un patrón de movimiento como puede distinguirse, por ejemplo, en la figura 6. Por lo tanto, las partículas se mueven siguiendo trayectorias en forma de espiral desde la zona inicial 11 en el lado de entrada hasta la región final 12 en el lado de salida, en donde el diámetro de estas trayectorias en forma de espiral se vuelve cada vez más pequeño.

Los siguientes ejemplos de realización muestran ensayos y resultados en comparación con diferentes dispositivos de enfriamiento (figura 5 y figura 6a, 6b):

Los ensayos se realizaron con los siguientes parámetros:

- Volumen de aire: 2700 m3/h

- Cantidad de granulado: 85 kg/h

- Medio: aire

- Temperatura del aire de entrada: 19 °C

- Los granulados estaban siempre aislados.

Los ensayos se realizaron con diferentes materiales y se examinaron, entre otras cosas, la distribución de velocidad y el espectro del tiempo de residencia. A este respecto, para la evaluación se utilizó también la temperatura final alcanzada del granulado.

En el caso del ciclón conocido por el estado de la técnica, designado como "tipo de construcción estándar" (figura 5), se trata de un ciclón cilíndrico y tiene un extremo cónico con una entrada de aire tangencial, sin embargo sin recipiente interior y sin otros equipos en la zona interior. En el extremo superior se encuentra un tubo de salida de aire que sobresale aproximadamente 1/3 en el interior del cilindro. En el caso de este ciclón se simuló, entre otras cosas, el tiempo de residencia de las partículas. Puede distinguirse claramente en la figura 5 que las partículas penetran muy rápidamente en la zona inferior del ciclón, por lo que no tienen un tiempo de residencia prolongado en el silo de enfriamiento, y se produce una acumulación de partículas en la zona inferior o en la zona del embudo de salida. Esto conduce a una elevada frecuencia de partículas, en la que pueden producirse adherencias y se forman gemelos y tripletes (es decir, dos o tres granulados que se adhieren entre sí). Además, esta zona también se calienta, lo que puede provocar una mala adherencia a la pared.

En el silo de enfriamiento cilíndrico de acuerdo con la invención con camisa interior "Tipo de construcción 1 (cilíndrico)" (figura 6a, 6b, columna izquierda), puede distinguirse claramente, en especial en la pista de partículas (figura 6b), en el que las partículas se guían de manera más uniforme que en el ciclón "tipo de construcción estándar". La conducción de aire en la zona de entrada tiene una elevada velocidad del aire, que sin embargo disminuye fuertemente con la altura. Sin embargo, esto no supone un gran problema para los granulados pequeños, sin relleno con un peso específico menor, ya que el aire puede mantener los granulados alrededor del perímetro durante un tiempo suficientemente largo.

En el silo de enfriamiento cónico de acuerdo con la invención con camisa interior "Tipo de construcción 2 (cónico)" (figuras 6a, 6b, columna derecha), el flujo de aire se mantiene prácticamente constante en toda la altura de construcción. Aunque el diámetro del silo disminuye, esto conduce a un mayor tiempo de residencia del granulado en el silo de enfriamiento. Además, el flujo de aire es lo suficientemente grande como para que los granulados más pesados se puedan retener en la espiral y, por lo tanto, permanezcan suficientemente aislados y se puedan solidificar/enfriar correspondientemente.

Claims (20)

REIVINDICACIONES

1. Dispositivo para enfriar materiales en forma de partículas o bien partículas, en particular granulados de materiales poliméricos, que comprende un recipiente exterior (2) con una superficie lateral exterior (3), en particular en forma troncocónica, y

un recipiente interior (4) dispuesto al menos por secciones en el interior del recipiente exterior (2), con una superficie lateral interior (5), en particular en forma troncocónica, en donde está formado un espacio intermedio (6) entre la superficie lateral exterior (3) y la superficie lateral interior (5),

en donde en una zona inicial (11) en el lado de entrada del dispositivo (1) está previsto un equipo de entrada (7) para introducir un flujo de gas así como las partículas en el espacio intermedio (6) y

en donde en una zona final (12) en el lado de salida del dispositivo (1) opuesta al equipo de entrada (7) está prevista una abertura de salida (15) para las partículas,

en donde el equipo de entrada (7) está dispuesto y/o configurado de modo que el flujo de gas así como las partículas puedan introducirse de manera esencialmente tangencial en el espacio intermedio (6), caracterizado por que

el equipo de entrada (7) presenta un canal de entrada (9) y en particular una tubuladura de entrada (8) dispuesta aguas arriba con respecto a éste, a través de la cual puede alimentarse el flujo de gas y de partículas, en donde el canal de entrada (9) está configurado de manera curvada y discurre de manera paralela al perímetro de la superficie lateral exterior (3) y de la superficie lateral interior (5) y desemboca de manera esencialmente tangencial en el espacio intermedio (6),

y por que el canal de entrada (9) cierra el espacio intermedio (6) en el lado de entrada.

2. Dispositivo según la reivindicación 1, en el que la superficie lateral exterior (3) y/o la superficie lateral interior (5) están dispuestas de manera esencialmente simétrica en rotación alrededor de un eje longitudinal (10) central.

3. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 2, en el que la superficie lateral exterior (3) y/o la superficie lateral interior (5) está inclinada con respecto a un eje longitudinal (10) central en un ángulo cónico (p), en donde el ángulo cónico (p) se encuentra en el intervalo de 1° <= p <= 15°, en particular en el intervalo de 3° <= p <= 10°, preferentemente en el intervalo de 3° <= p <= 6°.

4. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 3, en el que la superficie lateral exterior (3) y la superficie lateral interior (5) están distanciadas una de otra por todos lados sin contacto.

5. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 4, en el que la superficie lateral exterior (3) y la superficie lateral interior (5) están alineadas de manera paralela una con respecto a otra.

6. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 5, en el que la anchura (a) del espacio intermedio (6) entre la superficie lateral exterior (3) y la superficie lateral interior (5) se encuentra en el intervalo de 20 mm <= a <= 200 mm, en particular en el intervalo de 50 mm <= a <= 100 mm, preferentemente en el intervalo de 60 mm <= a <= 80 mm.

7. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 6, en el que la anchura (a) del espacio intermedio (6) entre la superficie lateral exterior (3) y la superficie lateral interior (5) se reduce en la dirección de la zona final (12) en el lado de salida, en particular de manera uniforme.

8. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 6, en el que la anchura (a) del espacio intermedio (6) entre la superficie lateral exterior (3) y la superficie lateral interior (5) aumenta en la dirección de la zona final (12) en el lado de salida, en particular de manera uniforme.

9. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 8, en el que la longitud o la altura (ha) del recipiente exterior (2) o de la superficie lateral exterior (3) es mayor que la longitud o la altura (hi) del recipiente interior (4) o de la superficie lateral interior (5), en donde se cumple en particular: la relación (hi) : (ha) se encuentra en el intervalo de 0,1 a 1, en particular en el intervalo de 0,3 a 0,85, preferentemente en el intervalo de 0,50 a 0,75.

10. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 9, en el que la superficie lateral exterior (3) y la superficie lateral interior (5) concluyen de manera enrasada en sus zonas iniciales (11) en el lado de entrada.

11. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 10, en el que la superficie lateral exterior (3) se extiende más o es más larga en la dirección de la zona final (12) en el lado de salida que la superficie lateral interior (5).

12. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 11, en el que el diámetro (da1) de la superficie lateral exterior (3) en la zona inicial (11) en el lado de entrada es mayor que su diámetro (da2) en la zona final (12) en el lado de salida o que el recipiente exterior (2) se estrecha en la dirección de la zona final (12) en el lado de salida.

13. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 12, en el que el diámetro (di1) de la superficie lateral interior (4) en la zona inicial (11) en el lado de entrada es mayor que su diámetro (di2) en el lado de salida en la zona final (12) en el lado de salida o que el recipiente interior (5) se estrecha en la dirección de la zona final (12) en el lado de salida.

14. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 13, en el que la superficie lateral exterior (3) y la superficie lateral interior (5) se estrechan en la dirección de la zona final (12) en el lado de salida.

15. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 14, en el que la abertura (18) de la superficie lateral exterior (3) definida por el diámetro (da2) en la zona final (12) en el lado de salida o la superficie definida por el diámetro de la abertura de salida (15) se ha reducido en comparación con la abertura (19) de la superficie lateral interior (5) definida por el diámetro (di2) en la zona final (12) en el lado de salida de manera que se forma para el gas una resistencia al flujo suficiente para provocar una separación de las partículas del gas.

16. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 15, en que en la zona final (12) en el lado de salida de la superficie lateral exterior (3) está dispuesta una tubuladura de salida (13) que se estrecha, en particular en forma troncocónica, en la que está prevista la abertura de salida (15), a través de la cual sale el flujo de partículas del dispositivo (1), en donde la superficie de la abertura de salida (15) es <= 20 %, preferentemente <= 10 %, de la superficie de la abertura (18) de la superficie lateral exterior (3) definida por el diámetro (da2) en la zona final (12) en el lado de salida.

17. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 16, en el que la superficie lateral interior (5) está abierta o es permeable a los gases en su extremo próximo a la zona inicial (11) en el lado de entrada o está dotada dado el caso de una superficie de cubierta (17) permeable a los gases.

18. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 17, en el que el canal de entrada (9) presenta la misma anchura (a) que el espacio intermedio (6).

19. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 18, en el que el canal de entrada (9) desemboca en el espacio intermedio (6) en un ángulo (a) con respecto a un plano (14) orientado de manera perpendicular al eje longitudinal (10), en donde el ángulo (a) está en el intervalo de 0 < a <= 10°, en donde está previsto en particular que el canal de entrada (9) esté inclinado de manera uniforme en el ángulo (a) por toda su extensión longitudinal.

20. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 19, en el que en la superficie lateral exterior (3) y/o en la superficie lateral interior (5) están formadas aberturas de entrada de gas adicionales, que están dispuestas y/o configuradas de modo que a través de estas aberturas de entrada de gas puede introducirse gas en el espacio intermedio (6), en particular de manera esencialmente tangencial.