Ciclón de alta eficiencia de geometría variable.

La presente invención describe un ciclán de alta eficiencia de geometría variable para separar material particulado de un flujo de aire

, que comprende un cuerpo cilíndrico, una tapa superior, un tronco de cono acoplado a la parte inferior del cuerpo cilíndrico, una abertura lateral en la parte superior del cuerpo cilíndrico para la entrada de aire contaminado con material particulado, y una abertura de salida en la tapa superior para la salida de aire limpio. El cuerpo cilíndrico está constituido por una pluralidad de placas curvadas articuladas cada una en un eje de rotación a lo largo de uno de sus bordes laterales y sobresaliendo dicho eje de rotación tanto por la parte superior como por la inferior de dicho borde lateral de la placa. Las partes sobresalientes de dichos ejes están acopladas de manera deslizable en respectivas correderas ubicadas en la tapa superior y en el tronco de cono.

Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P201500310.

Solicitante: UNIVERSIDAD DE LA RIOJA.

Nacionalidad solicitante: España.

Inventor/es: ALBA IRURZUN,JOSE ANTONIO, LOSTADO LORZA,Rubén, CORRAL BOBADILLA,Marina, ILLERA CUEVA,Marcos, MARTÍNEZ CALVO,María Ángeles, SOMOVILLA GÓMEZ,Fátima.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > APARATOS O MAQUINAS CENTRIFUGAS UTILIZADAS PARA LOS... > APARATOS QUE UTILIZAN EL VORTICE LIBRE, p. ej. CICLONES... > Aparatos en los que la dirección axial del vórtice... > B04C5/103 (Bastidores o elementos de los aparatos, p. ej. aletas o guías (partes centrales B04C 5/107))
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > APARATOS O MAQUINAS CENTRIFUGAS UTILIZADAS PARA LOS... > APARATOS QUE UTILIZAN EL VORTICE LIBRE, p. ej. CICLONES... > Aparatos en los que la dirección axial del vórtice... > B04C5/04 (Entradas tangenciales)
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > APARATOS O MAQUINAS CENTRIFUGAS UTILIZADAS PARA LOS... > APARATOS QUE UTILIZAN EL VORTICE LIBRE, p. ej. CICLONES... > Aparatos en los que la dirección axial del vórtice... > B04C5/081 (Formas o dimensiones)
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Ciclón de alta eficiencia de geometría variable.

Fragmento de la descripción:

CICLÓN DE ALTA EFICIENCIA DE GEOMETRíA VARIABLE

Campo de la invención La presente invención se refiere de manera general al campo de los dispositivos de purificación de aire, y mAs específicamente a un ciclón de alta eficiencia para separar material particulado de una corriente de aire.

Antecedentes de la invención En la técnica se conoce ampliamente el uso de ciclones de alta eficiencia para separar material particulado de un flujo de aire contaminado. Este tipo de ciclones están formados básicamente por un cuerpo cilindrico en el que se introduce tangencialmente un flujo de aire con material particulado. En muchos casos, este material particulado se considera como un contaminante atmosférico, y por tanto debe eliminarse por las empresas que lo producen antes de liberarlo a la atmósfera.

Los ciclones de alta eficiencia se fabrican normalmente de acero, y presentan una geometria fija para un determinado diámetro de corte del ciclón (dd. El diámetro de corte del ciclón (de) se define como el diámetro de particula de las partículas que pueden eliminarse del flujo de aire a filtrar con una eficiencia de retención del 50%. El diámetro de corte (de) se determina a partir del diámetro del ciclón De tal como se describe por P. Rosin, E. Rammler, W. Intelmann (Fundamentals and Limitations of cyclone Dusting¡ 1968) .

Además, el aire contaminado con dicho material particulado debe introducirse con una determinada velocidad al interior del ciclón mediante un ventilador de velocidad de giro variable.

En concreto, el diámetro de corte de para ciclones de alta eficiencia se calcula según la siguiente ecuación:

en la que:

• p es la viscosidad del aire.

• Be es el ancho de la entrada del ciclón.

• Ns es el número de vueltas que efectúan las partículas en el interior del cicló hasta quedar retenidas.

• VT es la velocidad de E~ntrada del aire al ciclón.

• ps es la densidad de lc:tS partículas.

• p es la densidad del aire.

Siendo la anchura de la entrada del ciclón Be calculada según:

En la técnica se conoce:n varios tipos de ciclones que pretenden aumentar sus prestaciones variando aspectos de la geometría de los mismos . Por ejemplo, el modelo de utilidad CN203598956U hace referencia a un ciclón de geometría variable que puede modific~lr su geometría al variar la entrada tangencial por la qul:!: se introduce el flujo de aire en el ciclón (en concreto su :posición y/o tamaño de abertura) asi como la posición y el diámetro del tubo central de salida del aire purificado del ciclón.

El modelo de utilidad CN203061307U muestra un ciclón húmedo variable que puede modificar su geometría al variar la longitud del cuerpo central del ciclón. Los ciclones húmedos (hidrociclones) retienen las partículas mediante el humedecimiento con agua de l , as paredes internas del ciclón. Bl principal inconveniente de este tipo de ciclones es que contaminan el agua que se ha usado para la retención de las particulas.

Por otro lado, el modelo de utilidad CN2165933Y hace referencia a un ciclón de geometria variable que puede modificar la geometria del tubo central del ciclón (elipse, circulo, óvalo) alterando de este modo la trayectoria que tienen que seguir las particu1as para retenerse y aumentando en cierto modo su rendimiento de retención.

Sin embargo, sigue existiendo en la técnica la necesidad de un ciclón de alta eficiencia de geometria variable

alternativo que permita variar fácilmente el diámetro de

corte del ciclón mediante una variación sencilla de la

geometria del mismo.

Sumario de la invención La presente invención da a conocer un ciclón de alta eficiencia de geometria variable para separar material particu1ado de un flujo de aire. El ciclón de la invención comprende:

un cuerpo ci1indrico; una tapa superior; un tronco de cono acoplado a la parte inferior del

cuerpo cilindrico para recoger material particulado; una abertura lateral de entrada en la parte superior del cuerpo ci1indrico para la entrada de aire contaminado con material particu1ado; y una abertura de salida en la tapa superior para la salida de aire limpio..

El cuerpo cilindrico del ciclón de la presente invención está constituido por una pluralidad de placas curvadas, articuladas cada una en un e:ie de rotación a 10 largo de uno de sus bordes laterales y sob:t'esaliendo dicho ej e de rotación tanto por la parte superior como por la inferior de dicho borde lateral de la placa.

Además, las partes sobrE~salientes de dichos ejes están acopladas de manera desliza.ble en respectivas correderas ubicadas tanto en la tapa sup~~rior como en el tronco de cono. Así, el desplazamiento de los ejes de rotación a lo largo de las correderas provoca la variación del diámetro del cuerpo cilíndrico, lo cual provoca la variación del diámetro de corte del ciclón tal como se desprende de las ecuaciones presentadas anteriormente.

Breve descripción de las figuras

La presente invención se entenderá mejor con referencia a los siguientes dibujos que ilustran una realización preferida de la invención, proporcionada a modo de ejemplo, y que no debe interpretarse como limitativa de la invención de ninguna manera.

La figura lA muestra una vista lateral así como una vista en planta de un ciclón de alta eficiencia de geometría variable según la realizac:ión preferida de la presente invención, dispuesto en una configuración de diámetro máximo.

La figura lB muestra una vista lateral así como una vista en planta del ciclón d~~ la figura lA dispuesto en una configuración de diámetro mín:imo.

La figura 2 muestra una vista en perspectiva de una placa curvada que forma pa:rte del cuerpo cilíndrico del ciclón según la realización preferida de la presente invención.

La figura 3 muestra una vista en despiece ordenado del ciclón según la realización preferida de la presente invención.

La figura 4 muestra una vista ampliada de una corredera empleada en el ciclón según la realización preferida de la presente invención.

La figura 5 muestra una vista lateral así como una vista en planta del ciclón según la realización preferida de la presente invención, en las qUle se representa el recorrido del flujo de aire y del material particulado contaminante.

Descripción detallada de las :realizaciones preferidas Tal como se observa en l.as figuras lA y lB adjuntas, el ciclón de alta eficiencia ele geometría variable según la realización preferida de la presente invención comprende un cuerpo cilíndrico (10) , una tapa superior (12) y un tronco de cono (14) acoplado a la partE~ inferior del cuerpo cilíndrico (10) para recoger en el mism.o material particulado separado de una corriente de aire que se desea purificar.

Además, el ciclón presenta una abertura lateral de entrada (16) de sección rectcilDgular en la parte superior del cuerpo cilíndrico (10) para la entrada de aire contaminado con material particulado, una abertura de salida (18) en la tapa superior (12) para la salida de aire limpio, y un tubo de salida (20) de sección circular situado en la parte inferior del tronco de cono (14) para la salida del material particulado recogido.

En las figuras lA y lB también puede apreciarse que el cuerpo cilíndrico (10) está en realidad constituido por 8 placas metálicas curvadas (22) (mostrada una de ellas con más detalle en la figura 2) . Estas placas curvadas (22) están articuladas, cada una, en un eje de rotación (24) a lo largo de uno de sus bordes laterales, sobresaliendo dicho eje de rotación (24) tanto por la parte superior como por la inferior de dicho borde later~al...

 


Reivindicaciones:

1. Ciclón de alta eficiencia de geometria variable para separar material particulado de un fluj o de aire I que comprende un cuerpo cilíndrico (10) i una tapa superior (12) ; un tronco de cono (1~l) acoplado a la parte inferior del cuerpo cilíndrico (10) para recoger material particuladoi una abertura lateral (16) de entrada en la parte superior del cuerpo cilindrico (10) para la entrada de aire contaminado con material particuladoi y una abertura de salida (18) en la tapa superior (12) para la salida de aire limpio;

caracterizado por que el cuerpo cilíndrico (10) está constituido por una pluralidad de placas cu~vadas (22) articuladas cada una en un eje de rotación (24) a lo largo de uno de sus bordes laterales y sobresaliendo dicho eje de rotación

(24) tanto por la parte superior como por la inferior de dicho borde lateral de la placa (22) , estando además las parte!s sobresalientes de dichos ejes de rotación (24) acopJ.adas de manera deslizable en respectivas correderas ubicadas tanto en la tapa superior (12) como en el tronco de cono (14) , de manera que el desplaz:amiento de los ejes de rotación

(24) a lo largo de las correderas provoca la variación del diámetro del cuerpo cilindrico (lO) , dicho ciclón comprende además un tubo de salida (20) situado en la parte inferior del tronco de cono (14) para la salida del material particulado recogido.

2. Ciclón según la reivindicación 1, caracterizado por que

las correderas comprendEm, cada Wla, una ranura (26) ,

una pieza prismática (28) dispuesta para deslizarse por

dicha ranura (26) y una placa de cierre (30) acoplada

5 sobre la pieza prismática (28) , estando la pieza

prismática (28) y la placa de cierre (30) acopladas

además a Wla parte sobn~saliente correspondiente de Wl

eje de rotación (24) de placa curvada (22) .

3. Ciclón según la reivindicación 2, caracterizado por que

JO tanto la pieza prismática (28) como la placa de cierre

(30) presentan un orificio dispuesto para atravesarse

por una parte sobresaliente de un eje de rotación (24) ,

de modo que se realiza el acoplamiento entre la pieza

prismática (28) I la placa de cierre (30) y el eje de

15 rotación (24) .

4. Ciclón según cualquie:ra de las reivindicaciones

anteriores, caracterizado por que el cuerpo de cilindro

(10) está constituido por 8 placas curvadas (22) .

5. Ciclón según cualquie~ra de las reivindicaciones

20 anteriores, caracterizado por que el diámetro del cuerpo

cilíndrico De puede varia.r de 60 a 100 mm.

6. Ciclón según cualquie~ra de las reivindicaciones

anteriores, caracterizado por que el tubo de salida (20)

presenta sección circular.

25 7. Ciclón según cualquiE~ra de las reivindicaciones

anteriores, caracterizado por que la abertura lateral de

entrada (16) presenta una sección rectangular.