Agitadores de efecto axial.

Elemento de agitación de efecto axial, preferiblemente una hélice(1) fabricada a base de chapa y que tiene palas o paletas agitadoras

(3) dispuestas radialmente alrededor de un eje(A), siendo una o más palas agitadoras (3) de chapa y estando la chapa doblada en forma de pala y estando soldada a un buje o cubo o núcleo de hélice(2), de manera que una o varias palas tienen forma de hoz y preferiblemente se encuentran recortadas de forma redondeada, oblicua o tangencial en sus extremos exteriores(6), por lo que al menos dos palas individuales se encuentran superpuestas una sobre la otra en una vista en planta en la dirección del eje, teniendo el elemento agitador mencionado al menos una pala que dispone de un canto achaflanado o biselado en el lado de salida o exterior(5), que se caracteriza por que solamente una parte, preferiblemente la mitad exterior, en particular preferiblemente las dos terceras partes exteriores del canto, presenta un canto achaflanado o biselado por el lado de salida.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2010/063777.

Solicitante: KSB AKTIENGESELLSCHAFT.

Inventor/es: PENSLER,THOMAS, HAHN,RALF, SPRINGER,PEER.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > PROCEDIMIENTOS O APARATOS FISICOS O QUIMICOS EN GENERAL > MEZCLA, p. ej. DISOLUCION, EMULSION, DISPERSION (mezcla... > B01F7/00 (Mezcladores con agitadores giratorios en recipientes fijos; Amasadoras (B01F 13/04 tiene prioridad))
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > TRABAJO MECANICO DE LOS METALES SIN ARRANQUE SUSTANCIAL... > TRABAJO MECANICO O TRATAMIENTO DE CHAPAS, TUBOS,... > Fabricación de otros objetos especiales (fabricación... > B21D53/78 (de palas de hélices; de palas de turbinas)

PDF original: ES-2541599_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Agitadores de efecto axial

La presente invención hace referencia a un agitador de acción axial de acuerdo con la reivindicación 1.

Las hélices de efecto axial se conocen en numerosas configuraciones de la tecnología actual. Como ejemplo de ello mencionaremos las hélices de los mecanismos agitadores modelos Amamlx 3 o Amamix 4 de la empresa KBS. Estos modelos se utilizan entre otras aplicaciones como agitadores de motor de inmersión para la mezcla, homogeneización y espesado o concentración de aguas residuales y lodos Industriales o comunales. Las hélices empleadas son especialmente adecuadas por su fabricación a base de materiales de chapa, especialmente resistentes a la corrosión, resistentes al fluido transportado. En el caso de hélices, que poseen un grosor o espesor de chapa o de pala constante o casi constante, aparecen pérdidas de rendimiento superiores en los cantos posteriores durante la rotación de los medios parcialmente viscosos que se agitan, que en el caso de hélices con unas palas perfiladas, donde éstas se han fabricado de un modo más costoso. Por lo que se requiere emplear más energía para hacer rotar la hélice con una velocidad alta, constante a través de un medio viscoso. De la tecnología actual se sabe que para disminuir las pérdidas de resistencia retardadora del movimiento, se deben afilar y achaflanar o biselar las palas en su lateral de entrada (lado frontal).

La patente americana 4 24 99 hace referencia a un mecanismo agitador conforme al concepto genérico o término general de la reivindicación 1.

En base a estas configuraciones y otras similares, el objetivo de esta Invención es reducir todavía más la resistencia a la rotación de una hélice. Se puede conseguir con ello un ahorro notable de la energía necesaria para el proceso de agitación. Otro objetivo de la invención es conseguir un resultado de la agitación mejorado manteniendo el mismo gasto de energía al emplear un agitador conforme a la invención, o incluso con un gasto de energía Inferior.

Estos objetivos se consiguen mediante el empleo de un agitador axial conforme a la reivindicación 1. Un agitador con efecto axial, preferiblemente una hélice, con palas dispuestas radlalmente alrededor de un eje, y donde solamente una parte, preferiblemente la mitad exterior, en particular preferiblemente las dos terceras partes exteriores del canto, presenta un canto afilado por el lado de salida.

Por agitador "axial" se entiende aquí aquellos agitadores a los cuales se ajustan las palas radialmente y básicamente de forma inclinada para que se dispongan alrededor de un eje de giro. La corriente o el flujo primario del medio agitado en funcionamiento de un agitador axial de este tipo siempre tiene una dirección axial. Como lado de entrada o lado frontal se entiende aquel canto de la pala que al funcionar el agitador se adelanta en la dirección de agitación prevista. Como lado de salida o lateral posterior se entiende aquel canto de la pala que se aleja en la dirección de rotación prevista al ponerse en funcionamiento el agitador.

Las configuraciones preferidas de la Invención se deducen de las subreivindicaciones adjuntas a la reivindicación principal.

En una primera configuración preferida de la invención se han achaflanado o biselado una o varias palas por el lateral de entrada. Mediante un amolado optimizado se puede mejorar el cociente empuje/rendimiento. En otra configuración con un achaflanado o biselado determinado en los laterales frontal y posterior se pueden superar las mejoras que resultan de un achaflanado único en el lateral frontal o posterior.

Un agitador conforme a la invención tiene al menos una pala con las características mencionadas. Se prefiere que todas las palas o la mitad de palas del agitador conforme a la invención tengan los laterales de entrada y/o salida biselados o achaflanados.

Se ha constatado que en la rotación de un agitador de este tipo en un medio viscoso aparecen turbulencias no solo en el lateral de entrada sino que también en el lateral de salida (lado de popa) de las palas debido a la aerodinámica ausente, que provocan resistencias a la rotación y con ello pérdida de rendimiento. Los reflujos en el canto de salida representan una pérdida, cuya magnitud no ha sido evaluada hasta el momento. Mediante el amolado, es decir la afilado o achaflanado, se conseguía una disminución de la pérdida de rendimiento y por tanto un cociente empuje/rendimiento mejorado en la rotación, sobre todo en la hélice de chapa axial de construcción simple.

En otra configuración de la Invención, en la que una o varias palas del lateral frontal y/o de popa están achaflanadas, el achaflanado posee en un lateral de entrada y/o salida un ángulo de inclinación entre unos 5o y hasta unos 3°, preferiblemente entre unos 1° hasta aproximadamente 15°. Este ángulo de inclinación puede tener un ángulo constante si existen varias palas con lateral de salida achaflanado frente a todas las palas. Lo mismo es válido para las palas con el lateral de entrada achaflanado.

Además en una configuración se puede prever que en los laterales frontal y/o posterior, achaflanados o biselados, se aplique el amolado en la cara exterior de la pala de la hélice. Debajo del lado superior de la pala equivale a decir

aquel lado o lateral a lo largo del eje de giro, por el cual fluye el medio agitado por el agitador en la rotación de la hélice en el sentido de giro previsto, es decir el lado de la pala situado en dirección a la corriente. Dicho amolado puede ejercer un efecto positivo en los costes y la automatización del mecanismo.

No todo el lateral es achaflanado o biselado sino únicamente un trozo. Esta zona puede ser la zona más alejada del eje de giro, puesto que aquí la velocidad absoluta de los cantos a través del medio es superior que en la zona interior. Así las palas se tratarán para ser configuradas solamente en las dos terceras partes exteriores o bien solamente en la mitad exterior. Estas magnitudes son consideradas por el técnico como valores aproximativos o de orientación y dependen considerablemente del tamaño y forma de la hélice y del campo de aplicación y de la velocidad de giro.

Los ensayos han demostrado además que sobre todo en el caso de las hélices más pequeñas, que se caracterizan por unas palas de longitudes relativamente cortas y cuya velocidad de giro puede ser relativamente alta, es decir del orden de más de 6 U/rnln, superior a 8 U/min, mayor de 1 U/rnln o bien ciertamente superior a 2 U/min, las pérdidas no son despreciables.

Por lo tanto se empleará un agitador de este tipo con una configuración con un diámetro total entre unos 2 cm y aproximadamente 1 m, preferiblemente entre unos 3 cm y aproximadamente 6 cm y en particular entre unos 3 cm y aproximadamente 4 cm. En otra configuración el diámetro total se encuentra entre unos 4 cm y unos 8 cm. También so adecuados los diámetros de agitador superiores a 1 m para su empleo en los correspondientes mecanismos de agitación y ello se ha fundamentado en una ganancia significativa en el cociente empuje/rendimiento.

Una o varias palas son de chapa. Este tipo de construcción de chapa tiene la ventaja en la práctica de que la producción es relativamente económica y la estabilidad es elevada. Por el término de chapa se entiende una placa metálica plana o casi plana. Muchos metales y sobre todo aleaciones son adecuado como materiales de base para la presente aplicación. Se prefieren las chapas de acero y de aluminio resistentes a los fluidos de transporte.

En otra configuración de la invención una o varias palas tienen además de unos puntos achaflanados o biselados un grosor constante. Esto es preferible desde el punto de vista económico en la producción, pues permite... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Elemento de agitación de efecto axial, preferiblemente una hélice(1) fabricada a base de chapa y que tiene palas o paletas agitadoras(3) dispuestas radialmente alrededor de un eje(A), siendo una o más palas agitadoras (3) de chapa y estando la chapa doblada en forma de pala y estando soldada a un buje o cubo o núcleo de héllce(2), de manera que una o varias palas tienen forma de hoz y preferiblemente se encuentran recortadas de forma redondeada, oblicua o tangencial en sus extremos exterlores(6), por lo que al menos dos palas individuales se encuentran superpuestas una sobre la otra en una vista en planta en la dirección del eje, teniendo el elemento agitador mencionado al menos una pala que dispone de un canto achaflanado o biselado en el lado de salida o exterior(5), que se caracteriza por que solamente una parte, preferiblemente la mitad exterior, en particular preferiblemente las dos terceras partes exteriores del canto, presenta un canto achaflanado o biselado por el lado de salida.

2. Elemento agitador de efecto axial, preferiblemente una hélice, conforme a la reivindicación 1, donde al menos una pala de hélice tiene un canto achaflanado en el lado de entrada (4).

3. Elemento agitador de efecto axial, preferiblemente una hélice, conforme a una de las reivindicaciones anteriores, donde una pluralidad y preferiblemente todas las palas de hélice del elemento agitador tienen cantos achaflanados o biselados en el lado de entrada y/o en el lado de salida.

4. Elemento agitador de efecto axial, preferiblemente una hélice, conforme a una de las reivindicaciones anteriores, donde el canto achaflanado o biselado en el lado de entrada y/o lado de salida Individualmente, tiene un ángulo de Inclinación entre 5o y 3°, preferiblemente entre 1° y 15°.

5. Elemento agitador de efecto axial, preferiblemente una hélice, conforme a cualquiera de las reivindicaciones 3 y 4, donde el canto biselado tiene por el lado de entrada y/o por el lado de salida un ángulo constante en todas las palas de la hélice.

6. Elemento agitador de efecto axial, preferiblemente una hélice, conforme a cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde una o más hélices se han fabricado a partir de chapa.

7. Elemento agitador de efecto axial, preferiblemente una hélice, conforme a cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde una o más hélices tienen un grosor constante por fuera de las zonas biseladas.

8. Agitador para la agitación y/o mezcla, preferiblemente un mezclador o bien un agitador de motor sumergible con un elemento agitador conforme a una de las reivindicaciones anteriores.

9. Agitador conforme a la reivindicación 8, para la mezcla, el homogeneizado y el espesado de preferiblemente aguas residuales o lodos industriales y/o comunales.