ES2976858T3 - Centrífuga y método para operar una centrífuga - Google Patents

Abstract

La invención se refiere a una centrífuga que tiene un rotor giratorio (1) y un conjunto (2) que es estacionario durante el funcionamiento, estando montado de manera giratoria el rotor giratorio (1) en o sobre el conjunto estacionario (2) por medio de uno o más dispositivos de montaje (3), y el rotor giratorio (1) que tiene un tambor giratorio (10) y un elemento de accionamiento para girar el tambor (10), así como una o más cargas eléctricas (50) ubicadas sobre o dentro del rotor (1).). La centrífuga se caracteriza porque al menos una batería (51) también está situada sobre o dentro del rotor (10) para suministrar energía eléctrica a al menos una carga o varias cargas (50). La carga (50) puede comprender una memoria de datos (506) en el rotor o en el rotor, estando previsto al menos un actuador (502) como al menos una carga (50). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Centrífuga y método para operar una centrífuga

La invención se refiere a una centrífuga según el preámbulo de la reivindicación 1.

Estas centrífugas genéricas, pero también según la invención, tienen un rotor que gira durante el funcionamiento o que puede girar durante el funcionamiento. Este rotor comprende al menos un tambor giratorio en el que se separa en diferentes fases una suspensión que se debe procesar. Sin embargo, el rotor también puede presentar otros elementos, como, por ejemplo, un husillo de accionamiento. El rotor también puede presentar al menos uno o varios consumidores eléctricos (una carga en el sentido eléctrico) como, por ejemplo, un actuador o un sensor que necesita energía o un iniciador, que de este modo gira durante el funcionamiento con el o los restantes elementos del rotor giratorio.

El documento WO 03/086640 A1 da a conocer un sistema de separación para la preparación centrífuga de muestras de sangre, en el que se insertan varias bolsas en un tambor para separar la sangre de las bolsas en diferentes componentes, algunos de los cuales también se bombean fuera de ellas. El rotor hace girar un generador que se puede utilizar para generar electricidad para alimentar un consumidor, como un sensor, o para cargar una batería. El documento WO 2014/009161 A1 describe un separador en una de cuyas salidas de líquido presenta una unidad de apertura y cierre electromagnético que presenta electroimanes incorporados a elementos del tambor que giran durante la operación, así como un ferroimán en las piezas del tambor que giran durante la operación.

El documento US 2 218 239 A y el documento US 3160 589 A describen un separador con un sistema de cierre accionado electromagnéticamente.

El documento DE 10066018 A2 describe un separador con un actuador piezoeléctrico para un mecanismo de cierre que gira con el tambor.

El documento genérico EP 3 415 239 A1 propone que el rotor giratorio de un conjunto generador esté ubicado completamente en un campo magnético y genere continuamente corriente que se rectifica y suaviza a través de un condensador para su uso por parte de actuadores y sensores.

Lo mismo se aplica al documento EP 3533522 A1, en el que se propone construir un transformador de tal manera que la bobina primaria esté unida al lado estacionario y la bobina secundaria al lado giratorio del núcleo del núcleo del transformador.

El documento US 6.011.490 también da a conocer el uso de un imán de estator en el marco del separador para generar un campo magnético local que pasa repetidamente a través de una bobina en el tambor del separador. La corriente inducida se rectifica, suaviza y limita mediante un regulador de tensión. De este modo, esta puede ser utilizada por consumidores, como sensores, en el tambor.

En el documento US 5.529.566 se propone disponer el rotor de un conjunto de generador sobre un eje de decantación y hacerlo girar en el campo magnético de un imán permanente. La energía continua generada se procesa para que pueda ser utilizada por consumidores como sensores y transmisores de señales.

El objetivo de la invención es garantizar fácilmente un suministro suficiente de energía eléctrica a un consumidor en o sobre el rotor de una centrífuga genérica.

Además, según una variante, debería ser posible intercambiar información fácilmente con el consumidor eléctrico desde fuera del sistema giratorio.

Este problema se resuelve según la invención mediante el objeto de la reivindicación 1.

Según la parte caracterizadora de la reivindicación 1, en o sobre el rotor también hay dispuesta al menos una batería para suministrar energía eléctrica al al menos un consumidor o a varios consumidores. Las conexiones de la batería se pueden conectar directamente al consumidor respectivo o mediante componentes intermedios. El elemento de accionamiento puede ser un husillo de accionamiento u otro elemento adecuado. El al menos un consumidor es un actuador. Se pueden prever consumidores adicionales, en particular, actuadores adicionales u otros consumidores. Con la batería, que puede girar junto con el rotor, se puede proporcionar fácilmente energía eléctrica en o sobre el rotor para suministrar energía eléctrica al consumidor o consumidores que se encuentran en o sobre el rotor. La batería también se puede utilizar en estado inactivo, es decir, cuando el rotor está parado, para seguir suministrando energía al consumidor.

Esto significa que la batería, que gira con el rotor cuando este gira, también proporciona energía almacenada cuando el tambor está parado. Esto ofrece algunas ventajas que sorprendentemente se han pasado por alto en desarrollos anteriores para la alimentación de consumidores en rotores giratorios en centrífugas. Una desventaja de las centrífugas conocidas mencionadas al principio que se pasa por alto es que la energía eléctrica solo está disponible para los actuadores o, dado el caso, para otros consumidores, como, por ejemplo, uno o varios sensores y/o para la comunicación y/o el procesamiento de datos, cuando el rotor está girando. Sin embargo, cuando el tambor está en reposo, no hay energía eléctrica disponible para alimentar los actuadores, los sensores y la transmisión y procesamiento de datos. Este problema se resuelve de manera sencilla con la invención.

Según la invención, así los consumidores pueden alimentarse, por ejemplo, con una configuración adecuada de los rotores. Por lo tanto, el o los actuadores consumidores se pueden accionar o mover incluso cuando el tambor está estacionario y/o, si se proporciona una unidad de transmisión y/o recepción correspondiente en el rotor, se pueden transmitir datos y/o señales de sensores y señales de retroalimentación de actuadores. Esto puede resultar ventajoso por diversas razones, por ejemplo, según una variante para realizar una medición de temperatura en un tambor (cámara) refrigerado para productos sensibles si no se debe exceder una temperatura máxima del tambor antes de cargarlo con el producto que se va a procesar. Otro ejemplo es una medición de nivel, que también puede resultar útil para un tambor estacionario.

Otra ventaja que ofrece una batería asignada al rotor y que gira con él es que se puede utilizar directa o posiblemente junto con otros componentes eléctricos para proporcionar una potencia eléctrica relativamente alta, por ejemplo, para hacer funcionar varios actuadores, como una o más válvulas de cierre, diseñadas particularmente como válvulas magnéticas o válvulas de ajuste del tambor.

Una variante prevé que el consumidor o los consumidores del sistema giratorio presenten uno o varios actuadores de este tipo, que están diseñados para modificar y/o para abrir y para cerrar dispositivos con energía eléctrica, como aperturas o conductos, en particular, aperturas de descarga de sólidos o conductos de drenaje, en el tambor con ayuda de energía eléctrica en sección transversal. Esta invención también se puede combinar con una o más reivindicaciones secundarias del conjunto de reivindicaciones.

Según el preámbulo de la reivindicación 1, el tambor lleva dispuesto un paquete de placas que presenta una pila de placas separadoras. El tambor puede entonces estar configurado preferentemente también de forma cónica simple o doble por fuera y/o por dentro. Especialmente en centrífugas, en particular, separadores, con tambores de este tipo es especialmente ventajoso poder accionar eléctricamente uno o varios actuadores, en particular, una o varias válvulas, con las que se pueden abrir y cerrar aperturas de descarga de sólidos, especialmente en la zona del radio más grande del tambor, particularmente con el tambor en funcionamiento, cuando el tambor está girando, pero también con el tambor en reposo, cuando no está girando.

El actuador o actuadores pueden estar configurados en particular, como una o varias válvulas controlables eléctricamente.

De esta manera es posible abrir y cerrar fácilmente aperturas o conductos, en particular, orificios de descarga de sólidos o conductos de drenaje en el tambor, con ayuda de energía eléctrica.

Según una configuración preferida, la batería o una de las baterías está configurada como batería recargable. Sin embargo, también es posible que la batería o una de las baterías esté configurada como batería no recargable, que luego deba cambiarse ocasionalmente cuando el rotor está parado. Según una variante, que también puede considerarse una invención independiente, se puede prever ventajosamente que el consumidor incluya una memoria de datos en el rotor o sobre el rotor. Y es que según esta variante especialmente ventajosa de la invención es posible almacenar datos sobre el funcionamiento de la centrífuga y, en particular, sobre el comportamiento funcional de la centrífuga directamente en o sobre el rotor, y leerlos posteriormente en caso necesario y, por ejemplo, enviarlos por radio a una zona fuera del rotor, por ejemplo, a un dispositivo de control estacionario. Alternativamente, es posible almacenar y/o evaluar estos datos directamente en el rotor, si allí se dispone para ello de un dispositivo informático adecuado.

Según otra variante ventajosa de la invención, también se puede prever que el consumidor comprenda uno o varios de los siguientes dispositivos: un sensor, un actuador y/o un iniciador y/o una unidad de transmisión y/o recepción y/o una unidad de control en o sobre el rotor.

Los cojinetes del rotor pueden estar configurados como cojinetes de funcionamiento mecánico, por ejemplo, como cojinetes de rodillos, o como cojinetes de acción magnética. Si para su funcionamiento se necesita energía, ellos, como uno de los consumidores, pueden recibir energía de la batería, pero posiblemente también de otra manera.

El rotor puede incluir el tambor y puede incluir además un husillo de accionamiento giratorio que está acoplado de forma no giratoria al tambor y que gira con un motor de accionamiento. El tambor también se puede accionar o girar sin contacto (por ejemplo, con un acoplamiento magnético o con un sistema de accionamiento levitrónico).

Además, se puede prever que la centrífuga presente un dispositivo para generar energía eléctrica, que esté diseñado de tal manera que la energía eléctrica se proporcione en o sobre el rotor, y que en o sobre el rotor esté previsto un circuito de carga para cargar la batería recargable. De este modo, la batería se puede cargar o recargar directamente durante el funcionamiento de la centrífuga. En el estado de la técnica mencionado al principio, al que se puede hacer referencia, se conocen disposiciones de este tipo en una amplia variedad de diseños. Un dispositivo de este tipo se puede utilizar para cargar la batería a través del circuito de carga mientras el rotor esté girando.

Es factible que el dispositivo esté diseñado para generar energía eléctrica solo durante una parte de las revoluciones del rotor o que el dispositivo esté diseñado para generar energía eléctrica durante todas las revoluciones del rotor. El uso de la batería como almacenamiento de energía significa que se puede proporcionar suficiente energía a lo largo del tiempo independientemente de la producción de energía.

Y es que con la invención la batería electroquímica sirve para cargar un acumulador de energía en el que se almacena energía, que también puede liberarse en muy poco tiempo.

Según una variante de la invención, la energía solo puede generarse o transmitirse en un campo magnético limitado localmente (uno o más segmentos). La electricidad generada se transforma de tal manera que se carga la batería situada en o sobre el rotor, cuya energía está disponible tanto cuando el tambor está girando como cuando está parado.

Alternativamente, en el marco de otra invención es posible generar energía eléctrica fuera del sistema giratorio y luego transmitirla al sistema giratorio a través de una conexión conductora con la batería. Esto permite transferir energía desde fuera del sistema giratorio al sistema giratorio mediante un transmisor de anillo colector. También resulta práctica y fácil de implementar la transmisión de potencia, en la que los rodamientos de bolas se utilizan como transmisores de corriente eléctrica.

La invención permite de manera sencilla alimentar también consumidores en un tambor con energía eléctrica, cuyas necesidades de potencia son breve o momentáneamente mayores que la potencia instantánea que se puede generar con el dispositivo cuando el tambor está en funcionamiento.

El uso de la batería como alimentación de energía en el rotor puede generar una gran variedad de ventajas.

De la batería se puede extraer en poco tiempo mucha más energía que en el estado de la técnica, donde solo se dispone de la energía generada momentáneamente. Esto es muy ventajoso, por ejemplo, cuando las válvulas funcionan durante un breve periodo de tiempo, ya que existe una demanda de energía elevada pero por impulsos (por ejemplo, válvulas de apertura y cierre para vaciar sólidos). Esta energía disponible en forma de impulsos está determinada esencialmente por las dimensiones de la batería más que por la corriente de carga.

Según una opción, con ayuda de un dispositivo alojado en el tambor se pueden almacenar datos de forma permanente en esta memoria de datos que pertenecen permanentemente al tambor y que, por ejemplo, documentan el historial de un tambor. Estos pueden ser, por ejemplo, datos de galgas extensométricas, que registran si se ha superado el límite de carga del material del tambor, u horas de funcionamiento del tambor, con las que se pueden determinar los intervalos de mantenimiento, o datos de aceleraciones inadmisiblemente altas, por ejemplo, al superarse la velocidad permitida o al superarse la densidad máxima permitida del producto que se debe procesar. De esta manera, de forma similar a un registrador de datos o una caja negra, se pueden recopilar y registrar datos importantes directamente en el tambor durante su vida útil.

Los sensores descritos para el registrador de datos, como sensores de temperatura, sensores de aceleración, galgas extensométricas, interruptores de límite, sensores de vibración, etc., se instalan directamente en el tambor e intercambian los valores medidos registrados mediante cable o radio con la electrónica de evaluación. Los valores medidos procesados por la electrónica de evaluación se almacenan como datos en una unidad de almacenamiento situada en el tambor. Todos los consumidores eléctricos pueden recibir energía de la batería ya descrita, alámbrica o inalámbricamente, por ejemplo, por inducción.

De esta manera, los datos de funcionamiento del tambor sometido a altas cargas mecánicas están disponibles en todo momento durante todo el ciclo de vida del tambor y pueden proporcionar información sobre posibles cargas no permitidas.

Una aplicación particularmente ventajosa de la invención es proporcionar uno o más sensores de presión, nivel, temperatura, turbidez y conductividad en el rotor. Estos pueden enviar datos al almacenamiento de datos interno o externo, mediante el cual estos datos pueden usarse para mejorar significativamente las propiedades de ingeniería de procesos de la máquina mediante la evaluación por parte de un sistema experto y el correspondientesoftwarede optimización. Sin embargo, estos datos también se pueden enviar al dispositivo de control fuera del rotor para influir directamente en parámetros del proceso como el caudal de entrada de la centrífuga, la velocidad del tambor o la frecuencia de vaciado.

Según una configuración de la invención también es posible prever sensores para estados mecánicos (por ejemplo, finales de carrera para correderas de pistón), que se pueden consultar para sacar conclusiones sobre el correcto funcionamiento de la mecánica.

Además, en o sobre el rotor se puede utilizar un sistema de sensores para medir el ruido estructural, las vibraciones o la cavitación.

También es posible prever actuadores ultrasónicos, para estimular mecánicamente con ellos, por ejemplo, una placa separadora o toda el paquete de placas, de modo que los depósitos se eliminen de la superficie de la placa o no se acumulen allí.

Según una variante ventajosa se puede prever que en el rotor esté formada al menos una unidad de transmisión y/o recepción para transmitir y/o recibir datos de forma inalámbrica. Esto permite una comunicación sencilla con uno o varios consumidores eléctricos del rotor. Según el objeto de la reivindicación 13, se pueden intercambiar datos y señales entre el rotor y el entorno (en particular, con un control de la centrífuga) sin contacto, por ejemplo, por radio o mediante luz (por ejemplo, transmisores giratorios ópticos).

Se puede prever que en el conjunto estacionario esté configurada una unidad de transmisión y/o recepción correspondiente para transmitir y/o recibir datos de forma inalámbrica. Además se puede prever que la correspondiente unidad de emisión y/o recepción esté conectada con un dispositivo de control para controlar la centrífuga.

Las señales de control para los actuadores o los datos o señales de los sensores se transmiten entonces preferiblemente sin contacto o de forma inalámbrica, por ejemplo, por radio u ópticamente, entre el tambor y un receptor en el bastidor de la centrífuga.

Desde allí puede realizarse una comunicación de datos y señales al dispositivo de control de la centrífuga, en donde se generan o evalúan los datos y señales. También es posible una transmisión directa de datos y señales a una nube de datos, de modo que los datos/señales puedan procesarse independientemente de su ubicación.

Según otra configuración ventajosa se proporciona una centrífuga que presenta un rotor giratorio y un conjunto estacionario durante el funcionamiento, estando el rotor giratorio montado de forma giratoria en o sobre el conjunto estacionario mediante uno o varios dispositivos de soporte, teniendo el rotor giratorio un tambor giratorio y un elemento de accionamiento para hacer girar el tambor y uno o más consumidores eléctricos dispuestos sobre o en el rotor, comprendiendo el consumidor o consumidores uno o más actuadores que están diseñados para utilizar energía eléctrica para actuar sobre una o más aperturas y/o conductos, en particular, aperturas de descarga de sólidos y/o conductos de entrada o salida en el tambor, en particular, para modificar su sección transversal y/o para abrir o cerrar el flujo. De esta manera se pueden provocar de forma sencilla cambios de estado en uno o varios conductos o aperturas mediante uno o varios actuadores controlables eléctricamente para influir en el estado de la separación centrífuga.

Según otra variante, la invención proporciona una centrífuga que presenta un rotor giratorio y un conjunto estacionario durante el funcionamiento, estando montado el rotor giratorio de forma giratoria en o sobre el conjunto estacionario mediante uno o varios dispositivos de soporte, teniendo el rotor giratorio un tambor giratorio y un elemento de accionamiento para girar el tambor. El tambor también presenta una corredera de pistón accionada hidráulicamente para abrir o cerrar una o más aperturas de descarga de sólidos. El fluido hidráulico, en particular, el agua de control, se drena o se puede drenar desde una cámara de control situada encima, en particular, debajo, de la corredera de pistón mediante una o varias válvulas electromecánicas, que están dispuestas en o sobre el tambor giratorio, para accionar, en particular, abrir, la corredera de pistón. La válvula o válvulas constituyen uno o más consumidores. Estas válvulas se pueden controlar muy bien y con precisión. Esta o estas reciben energía eléctrica en el tambor.

Según otra variante, la invención proporciona una centrífuga que presenta un rotor giratorio y un conjunto estacionario durante el funcionamiento, estando montado el rotor giratorio de forma giratoria en o sobre el conjunto estacionario mediante uno o varios dispositivos de soporte, teniendo el rotor giratorio un tambor giratorio y un elemento de accionamiento para girar el tambor y uno o más consumidores eléctricos dispuestos en o sobre el rotor, presentando el tambor boquillas de descarga de sólidos y un dispositivo controlable eléctricamente para cambiar la sección transversal de las boquillas de descarga de sólidos como elemento consumidor. Este dispositivo para cambiar la sección transversal de las boquillas de descarga de sólidos está configurado preferentemente como una aguja de boquilla ajustable eléctricamente que se introduce en la sección transversal de paso, con lo que se puede modificar una sección transversal de paso restante. Sin embargo, este dispositivo también puede estar configurado como cuerpo deflector, que se empuja de forma ajustable eléctricamente delante de la apertura de la boquilla, de modo que se forma un espacio con una anchura de espacio variable. Esto permite cambiar fácilmente la sección transversal de las boquillas de descarga de sólidos incluso durante el funcionamiento, lo que de otro modo no sería posible.

Finalmente, la invención también proporciona un método para operar una centrífuga, en el que el rotor se mueve desde un primer estado no giratorio a un estado giratorio para separar un producto alimentado al tambor en diferentes fases en un campo centrífugo en el tambor del rotor, siendo uno o varios consumidores dispuestos en o sobre el rotor alimentados con energía eléctrica a través de una batería dispuesta en el rotor, tanto en un estado de funcionamiento en el que el rotor está girado, como en un estado en el que el rotor está parado. Este método ofrece, entre otras cosas, las ventajas descritas en relación con la reivindicación 1.

Otras configuraciones ventajosas de la invención o las invenciones se desprenden en las reivindicaciones dependientes restantes.

A continuación se explican con más detalle variantes ventajosas mediante un ejemplo de realización preferido con ayuda de los dibujos adjuntos, que no debe entenderse como ejemplo de realización limitativo ni único factible. En particular, no es necesario combinar entre sí todas las características de la siguiente descripción en todos los ejemplos de realización. Se muestra en:

La Figura 1: una vista en sección esquemática de una centrífuga que puede funcionar según un método según la invención y

la Figura 2: un circuito de carga para un rotor de una centrífuga según la invención.

La Figura 1 muestra una centrífuga con un rotor 1 giratorio y un conjunto 2 estacionario durante el funcionamiento. El rotor 1 giratorio y el conjunto 2 no giratorio solo se muestran esquemáticamente. El rotor 1 giratorio está montado de forma giratoria en o sobre el conjunto 2 estacionario mediante uno o más dispositivos 3 de soporte, pudiendo estos dispositivos 3 de soporte estar configurados de cualquier manera, como, por ejemplo, cojinetes de rodamiento o cojinetes de fricción y/o cojinetes magnéticos. Para hacer girar el rotor 1 actúa sobre él un dispositivo 4 de accionamiento, que puede estar configurado, por ejemplo, como motor eléctrico que puede transmitir un par al rotor 1 directamente o mediante un engranaje (que no se muestra).

El rotor 1 giratorio presenta un tambor 10 giratorio. También puede presentar como elemento de accionamiento, por ejemplo, un husillo 11 de accionamiento para girar el tambor 10, así como uno o varios elementos diferentes.

El conjunto 2 estacionario presenta un bastidor 20 de máquina y una capota 21 para cubrir el tambor 10. También puede tener otros elementos como un recolector 22 de sólidos y posiblemente también otros elementos como uno o más conductos, elementos amortiguadores, un sistema de preparación de lubricante, etc. Tales elementos aquí no se muestran o solo se muestran de forma esquemática porque el experto en la técnica los conoce y, por lo tanto, puede diseñarlos ventajosamente sin más información.

El tambor 10 presenta una entrada 101 y un distribuidor 102, opcionalmente un paquete 103 de placas compuesto por placas 104 separadoras, al menos una primera salida 105 para una fase líquida y opcionalmente al menos una segunda salida 106 para una fase sólida. Opcionalmente se puede prever otro proceso (que aquí no se muestra), por ejemplo, para drenar otra fase líquida.

El tambor 10 puede diseñarse para funcionamiento continuo. Preferiblemente puede tener un eje de rotación vertical. Pero también es posible orientar el eje de rotación de forma diferente.

La primera salida 105 puede estar diseñado como disco pelador o pinza. Sin embargo, también se puede concebirse con cualquier otro diseño, como, por ejemplo, un drenaje abierto o un drenaje herméticamente cerrado.

La segunda salida 106 puede diseñarse para una descarga continua de sólidos y tener aperturas de descarga de sólidos continuamente abiertas, en particular, boquillas 109, para la descarga de sólidos.

Estas una o más boquillas pueden diseñarse de modo que su sección transversal de salida o de paso pueda cambiarse eléctricamente. Esto podría conseguirse, por ejemplo, mediante una aguja de boquilla ajustable eléctricamente, que se introduce en la sección transversal del paso y modifica así la sección transversal restante del paso, o mediante un cuerpo deflector que se empuja de forma eléctricamente ajustable delante de la apertura de la boquilla, creando así un espacio con una anchura de espacio variable.

La energía eléctrica para ello se obtiene preferentemente de la batería descrita y las señales de control se envían por radio desde el control de la máquina a un receptor correspondiente y a la electrónica de control de los actuadores necesarios.

El tambor 10 puede ser simple o doblemente cónico (interior y/o exterior). Resulta entonces ventajoso disponer la segunda salida 106 en la zona del diámetro mayor del tambor. Para formar la segunda salida 106, varias de las aperturas de descarga de sólidos pueden distribuirse circunferencialmente en el tambor.

Sin embargo, la segunda salida 106 también puede tener aperturas 107 de descarga de sólidos que pueden abrirse o cerrarse de forma discontinua.

A las aperturas 107 de descarga de sólidos se les asigna en este caso al menos una válvula 108 de cierre, que se puede abrir y cerrar eléctricamente. Preferiblemente, a cada una de las aperturas 107 de descarga de sólidos se le asigna una de las válvulas 108 de cierre, con las que las aperturas 107 de descarga de sólidos se pueden abrir y cerrar de forma discontinua. Estas válvulas constituyen, por tanto, uno de los consumidores.

En el caso de que las aperturas 107 de descarga de sólidos se cierren y se abran con una corredera de pistón hidráulica convencional (que aquí no se muestra), el fluido hidráulico necesario para ello, normalmente agua de control, puede pasar por debajo de la corredera de pistón para su cierre mediante válvulas electromecánicas, que se encuentran en el tambor giratorio y desde allí se pueden bajar nuevamente para abrirlo.

También en este caso la energía eléctrica se suministra a través de la batería descrita y las señales de control se envían por radio desde el control de la máquina a un receptor correspondiente y a la electrónica de control de los actuadores necesarios.

De esta manera, un producto líquido que se va a procesar puede fluir hacia el tambor 10, donde tiene lugar la separación de fases en el campo centrífugo, pudiendo derivarse las fases separadas del tambor 10 por separado a través de diversas salidas 105, 106.

El tambor 10 puede estar diseñado, como se muestra, para una separación líquido-sólido o (no se muestra) para una separación líquido-líquido o para una separación líquido-líquido-sólido.

El tambor 10 también puede diseñarse para funcionamiento continuo. En el marco de la invención, también puede diseñarse para funcionamiento por lotes, por ejemplo, diseñándose como cámara separadora, que debe abrirse de vez en cuando para eliminar los sólidos que se acumulan en el exterior del tambor.

En una configuración preferida, la centrífuga puede estar configurada como separador de placas. Un ejemplo de realización de este tipo se muestra en la Figura 1. En particular, algunas o todas las características de la siguiente descripción relativas a la electrónica y, en particular, al alimentación de energía a los consumidores en el rotor, así como a la transmisión de datos, también se pueden llevar a cabo en centrífugas de otros tipos.

La centrífuga también presenta un conjunto 5 electrónico. Este conjunto electrónico incluye elementos que están asignados al conjunto 2 estacionario y elementos que están asignados al rotor 1.

Uno o más consumidores 50 para consumir energía eléctrica (es decir, una o más cargas) están dispuestos en o sobre el rotor 1 y, por lo tanto, giran con el rotor durante el funcionamiento.

Estos consumidores 50 pueden incluir, por ejemplo, uno o más de los siguientes dispositivos: un sensor 501, un actuador 502 y/o un iniciador 503 y/o una unidad 504 de transmisión y/o recepción y/o una unidad de control en o sobre el rotor y/o una memoria 506 de datos en el rotor o sobre el rotor.

En este caso, por ejemplo, las válvulas 108 de cierre están diseñadas como válvulas magnéticas, que para su funcionamiento necesitan energía eléctrica. También constituyen un consumidor 50 en forma de actuador 502. Además, el rotor 1, en particular, en o sobre el tambor 10, lleva dispuestos uno o varios sensores 501.

Para suministrar energía a los consumidores 50 en o sobre el rotor 1 va dispuesta una batería 51. Una batería en el sentido de la invención es un dispositivo de almacenamiento de energía eléctrica de forma electroquímica. La batería 51 puede estar configurada como batería recargable, es decir, como acumulador o, de forma abreviada, pila o batería secundaria. Sin embargo, también se puede diseñar como batería no recargable, denominada de forma abreviada batería primaria.

La batería 51 se puede utilizar para alimentar uno o más consumidores 50.

Una batería 51 no recargable, que, por lo tanto, debe cambiarse de vez en cuando cuando el rotor 1 está parado interrumpiendo el funcionamiento, puede usarse en particular, para alimentar uno o más consumidores 50 con un bajo consumo de energía, por ejemplo, para alimentar una unidad 504 de transmisión y/o recepción del rotor 1, en particular, de un transmisor de radio, en particular, uno que utiliza un estándar de radio con un requerimiento de energía relativamente bajo.

Por otro lado, también se puede utilizar una batería 51 recargable para alimentar uno o varios consumidores con una mayor necesidad de energía, por ejemplo, para accionar una o varias válvulas magnéticas, en particular, diseñadas como válvulas 108 de cierre. La batería también se puede utilizar para el accionamiento eléctrico del mecanismo para cambiar la sección transversal de salida o paso de una boquilla 109.

Con válvulas eléctricas de conmutación rápida, que también pueden abrir y cerrar las secciones transversales necesarias de las aperturas de descarga de sólidos, se necesitan "varios 10 vatios" de potencia para su funcionamiento. Si se distribuyen varias válvulas, por ejemplo, de 10 a 20, alrededor del perímetro del tambor, se necesitan “unos 100 vatios” o más para décimas de segundo y una tensión constante. Esta energía se puede proporcionar a baterías modernas, como baterías de NiMh o baterías de iones de litio. Estas también podrían instalarse de forma descentralizada en el consumidor/válvula correspondiente para luego controlarse de forma centralizada.

Si la batería 51 está configurada como batería 51 recargable, se puede prever que el separador lleve directamente conformado un dispositivo 52 para generar energía eléctrica de forma inductiva que sirva al menos para cargar la batería 51 recargable. Entre el dispositivo 52 y la batería 51 se puede conformar un circuito 523 de carga para rectificar la energía generada o el voltaje inducido por el dispositivo 52 y ponerlo a disposición de sus conexiones de una manera adecuada para cargar la batería 51.

El dispositivo 52 puede diseñarse de varias maneras. A este respecto, puede tener uno o más primeros elementos que no giran con el rotor, como uno o más imanes 521, que están asignados al conjunto 2 estacionario, y uno o más inductores (bobinas) 522, que están asignados al rotor 1 giratorio, funcionando el dispositivo de tal manera que durante el funcionamiento, es decir, cuando el tambor gira, se induce corriente en la bobina o bobinas 522 a medida que las bobinas giran junto al imán o imanes 521, de modo que la energía eléctrica se genera directamente en el sistema giratorio o en el rotor 1.

Según una primera configuración posible, esta energía generada en el sistema giratorio o rotor 1 se puede generar de forma continua durante todas las revoluciones del rotor o solo por secciones (a partir de la circunferencia), es decir, cuando la bobina 522 correspondiente al girar pasa junto al imán 521. Esto puede verse influenciado por la distribución circunferencial correspondiente y un dimensionamiento correspondiente del número de imanes 521 y bobinas 522. Las propias bobinas 521 forman parte del rotor 1 y giran con él durante el funcionamiento.

El consumidor o consumidores 50 se pueden acoplar a la batería directamente o mediante componentes intermedios y formar con ella un circuito (que no se muestra). El dispositivo 52 puede disponerse en ubicaciones que sean adecuadas para que los inductores (bobinas) 522 unidos al tambor pasen cerca del imán 521 estacionario. Este puede estar en la parte inferior o superior del tambor, pero también en el perímetro exterior del tambor, o en la zona del husillo de accionamiento o en la zona de la entrada o la salida.

A cada consumidor 50 se le puede asignar una unidad 504 de transmisión y/o recepción, o a varios de los consumidores 501,502, 503 se les puede asignar una unidad 504 de transmisión y/o recepción común del rotor 1. En la Figura 1, las unidades 504 de transmisión y/o recepción están representadas esquemáticamente mediante una especie de símbolo de señal en forma de abanico. Pueden disponerse directamente sobre los sensores 501 o pueden conformarse junto con ellos como una unidad estructural. Preferiblemente, cada uno de ellos comprende una antena, en particular, una antena que sobresale fuera del tambor 10 y está fijada al exterior del tambor.

En la Figura 1, los sensores 501 se muestran de forma puramente esquemática. La forma en que se representan ejemplifica un tipo de función del sensor 501 correspondiente, como la de una medición del nivel de llenado (sensor 501 superior derecho), un sensor de temperatura (sensor 501 superior izquierdo) o un sensor de tensión (sensor del extremo izquierdo).

La(s) unidad(es) 504 de transmisión y/o recepción del rotor pueden diseñarse para transmitir datos o señales y/o para recibir datos o señales. Pueden utilizar cualquier estándar, como Bluetooth oNear Field Communication(NFC) o señales ópticas (luz en el rango visible). La unidad 504 de transmisión y/o recepción está diseñada preferiblemente como una unidad de transmisión y/o recepción que funciona con un estándar de radio con un bajo requerimiento de energía.

Fuera del rotor hay dispuesta una unidad 505 de transmisión y/o recepción correspondiente, en particular, en el conjunto 2 estacionario. La unidad 505 de transmisión y/o recepción en el conjunto 2 estacionario también puede estar diseñada para recibir datos o señales y/o para enviar datos y/o señales. La unidad 504 de transmisión y/o recepción está diseñada preferiblemente como una unidad de transmisión y/o recepción que funciona con un estándar de radio con un bajo requerimiento de energía.

La unidad 505 de transmisión y/o recepción está conectada preferiblemente con un dispositivo 53 de control del separador.

La transmisión de datos y/o señales entre las unidades 504, 505 de transmisión y/o recepción puede realizarse en una sola dirección o en dos direcciones.

Por lo tanto, es factible que solo la unidad 504 de transmisión y/o recepción del rotor 1 transmita datos sobre el estado operativo del rotor 10 o en el rotor (detectados, por ejemplo, por uno o más de los sensores 501) a la unidad 505 de transmisión y/o recepción para que puedan evaluarse, por ejemplo, con el dispositivo 53 de control.

Sin embargo, también es factible que, por el contrario, se transmitan datos y/o señales desde la unidad 505 de transmisión y/o recepción del conjunto 2 a la unidad 504 de transmisión y/o recepción del rotor 1, por ejemplo, para controlar un actuador 502.

También son factibles combinaciones y variantes de estos tipos de transmisión.

La batería 51 puede disponerse en varios lugares del tambor. Por ejemplo, la batería se puede insertar en un compartimento receptor en o sobre la parte inferior del tambor o en la parte superior del tambor.

La(s) unidad(es) 504 de transmisión y/o recepción del rotor están dispuestas preferiblemente de tal manera que su(s) antena(s) sobresalga(n) del rotor, por ejemplo, en una zona cónica de la parte superior del tambor.

Según la Figura 1, la energía almacenada también está disponible cuando el tambor está parado. Por lo tanto, incluso cuando el tambor no está operativo, los actuadores 501, como las válvulas 108, se pueden mover y/o los datos y/o señales de los sensores y las señales de retroalimentación de los actuadores se pueden transmitir de forma inalámbrica.

Lista de signos de referencia

Rotor giratorio 1

Tambor 10

Husillo de accionamiento 11

Entrada 101

Distribuidor 102

Paquete de placas 103

Placa separadora 104

Primera salida 105

Segunda salida 106

Aperturas de descarga de sólidos 107

Válvulas de cierre 108

Boquilla 109

Conjunto estacionario 2

Bastidor de la máquina 20

Capota 21

Receptor de sólidos 22

Dispositivo de soporte 3

Dispositivo de accionamiento 4

Conjunto electrónico 5

Consumidor 50

Sensor 501

Actuador 502

Iniciador 503

Unidad de transmisión y/o recepción 504, 505

Memoria de datos 506

Batería 51

Disposición 52

Imanes 521

Inductores (bobinas) 522

Circuito de carga 523

Dispositivo de control 53

Claims (15)

REIVINDICACIONES

1. Centrífuga que comprende un rotor (1) giratorio y un conjunto (2) estacionario durante el funcionamiento, en la que el rotor (1) giratorio está montado de manera giratoria en o sobre el conjunto (2) estacionario por medio de uno o más dispositivos (3) de soporte, comprendiendo el rotor (1) giratorio un tambor (10) giratorio y un elemento de accionamiento para girar el tambor (10), habiendo dispuesto en el tambor un paquete de placas que presenta una pila de placas separadoras y comprendiendo el tambor (10) una entrada (101) y al menos dos salidas (105, 106) diferentes, así como uno o más consumidores (50) eléctricos dispuestos sobre o en el rotor (1),caracterizada por quelleva al menos una batería (51) para suministrar energía eléctrica al al menos un consumidor o a la pluralidad de consumidores (50) dispuesta además en o sobre el rotor (10), previéndose al menos un actuador (502) como el al menos un consumidor (50).

2. Centrífuga según la reivindicación 1,caracterizada por quela batería o una de las baterías (51) están diseñadas como batería recargable y/o por que la batería o una de las baterías (51) están diseñadas como batería no recargable.

3. Centrífuga según una de las reivindicaciones anteriores,caracterizada por queel consumidor (50) comprende una memoria (506) de datos en el rotor o sobre el rotor.

4. Centrífuga según una de las reivindicaciones anteriores,caracterizada por queel consumidor (50) comprende uno o más de los siguientes dispositivos: un sensor (501), un actuador (502) y/o un iniciador (503) y/o una unidad (504) de transmisión y/o recepción y/o una unidad de control en o sobre el rotor.

5. Centrífuga según una de las reivindicaciones anteriores,caracterizada por quecomprende un dispositivo (52) para generar energía eléctrica diseñado de manera que la energía eléctrica se pone a disposición del rotor (1) y por que se proporciona un circuito de carga para cargar la batería (51) recargable.

6. Centrífuga según la reivindicación 5,caracterizada por queel dispositivo (52) está diseñado para generar energía eléctrica solo durante parte de las revoluciones del rotor (1) o por que el dispositivo (52) está diseñado para generar energía eléctrica durante todas las revoluciones del rotor (1).

7. Centrífuga según una de las reivindicaciones anteriores,caracterizada por queel rotor (1) como consumidor comprende además una memoria (505) de datos y/o un dispositivo de control.

8. Centrífuga según una de las reivindicaciones anteriores,caracterizada por queademás se proporciona al menos un sensor (501) como consumidor (59).

9. Centrífuga según una de las reivindicaciones anteriores,caracterizada por queel actuador (502) está diseñado como una válvula magnética o como una válvula de control accionable eléctricamente que está diseñada en particular, para abrir o cerrar las aperturas (107) de descarga de sólidos del tambor (10) y/o para cambiar la sección transversal de una o más aperturas (107) de descarga de sólidos del tambor (10).

10. Centrífuga según una de las reivindicaciones anteriores,caracterizada por queel tambor presenta un eje de rotación vertical y/o por que el tambor (10) es de diseño cónico simple o doble en el interior y/o exterior.

11. Centrífuga según una de las reivindicaciones anteriores,caracterizada por queestá diseñada como separador de discos o como centrífuga helicoidal de revestimiento sólido.

12. Centrífuga según una de las reivindicaciones anteriores,caracterizada por queen el rotor hay conformada al menos una unidad (504) de transmisión y/o recepción para la transmisión y/o recepción inalámbrica de datos.

13. Centrífuga según la reivindicación 12,caracterizada por quela al menos una unidad (505) de transmisión y/o recepción para transmisión y/o recepción inalámbrica de datos comprende una antena que sobresale del rotor (1) y por que en el conjunto (2) estacionario hay una unidad (505) de transmisión y/o recepción correspondiente para transmisión y/o recepción inalámbrica de datos, estando preferiblemente la unidad (505) de transmisión y/o recepción correspondiente conectada a un dispositivo (53) de control para controlar la centrífuga.

14. Centrífuga según una o varias de las reivindicaciones anteriores,caracterizada por quecomprende boquillas de descarga de sólidos y por que a modo de consumidor comprende un dispositivo controlable eléctricamente para variar la sección transversal de las boquillas de descarga de sólidos que está configurado preferentemente como aguja de boquilla ajustable eléctricamente que se introduce en la sección transversal de paso, con lo que se puede modificar la sección transversal de paso restante, o como cuerpo deflector, que se empuja eléctricamente de forma ajustable delante de la apertura de la boquilla, de modo que se forma una ranura con una anchura de ranura variable.

15. Centrífuga según una de las reivindicaciones anteriores,caracterizada por queel tambor presenta una válvula de corredera de pistón accionable hidráulicamente para abrir o cerrar una o más aperturas de descarga de sólidos, pudiendo descargarse fluido hidráulico, en particular, agua de control, desde una cámara de control situada en, en particular, debajo, de la corredera de pistón mediante una o varias válvulas electromecánicas a modo de consumidores, que están dispuestas en o sobre el tambor giratorio, para accionar, en particular, abrir, la corredera de pistón.