Separador ciclónico y procedimiento para separar materia de un flujo de gas.

Un separador ciclónico (1) para separar el material a separar de un flujo de gas, cuyo separador ciclónico comprende

- una cámara de separación

(2),

- una conexión de entrada (3) para la alimentación de gas en la cámara de separación (2), y

- una conexión de descarga (4) para descargar el gas de la cámara de separación (2), cuya cámara de separación, conexión de entrada y conexión de descarga tienen un eje central y una pared, y

- una abertura de separación (7) para descargar el material separado de la cámara de separación (2), y

- al menos una paleta de guía (8a) en la conexión de entrada (3) y/o la cámara de separación (2) para dirigir el flujo de gas hacia la pared (11) del separador ciclónico, cuya paleta de guía tiene

- una primera superficie (12) y un eje longitudinal sustancialmente paralelo a la misma, y

- una porción de base por medio de la cual la paleta de guía está dispuesta en relación con el eje central de la conexión de entrada y/o el de la cámara de separación, desde donde la primera superficie y el eje longitudinal están dispuestos radialmente de modo que sobresalgan hacia la pared de la cámara de separación y/o la de la conexión de entrada,

caracterizado porque al menos una porción de la primera superficie de la paleta de guía está dispuesta, girándola alrededor de su eje longitudinal o de una manera similar, en un ángulo (α) que es de 1-90 grados, preferiblemente 5- 70 grados, muy preferiblemente 10-60 grados, en relación a la dirección principal (10) del flujo de gas, con lo cual el 20 ángulo (α) de la primera superficie en relación a la dirección principal (10) del flujo de gas está dispuesto para ser variable al menos en la dirección sustancialmente perpendicular a la dirección principal (10) del flujo de gas, es decir, en la dirección radial, de tal manera que el ángulo (α) es mayor en relación con el eje central (13) y disminuye en promedio hacia la pared (11) del separador ciclónico

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/FI2008/050349.

Solicitante: Valmet Technologies, Inc.

Inventor/es: NORRI,PETRI, AALTONEN,RAMI, TANTTARI,JUHA.

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... > B04C3/06 (Estructuras de las entradas y salidas de la cámara donde se produce el vórtice)

PDF original: ES-2487506_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Separador ciclónico y procedimiento para separar materia de un flujo de gas Campo técnico de la invención

El objetivo de la invención es un separador ciclónico y un procedimiento como se describe en los preámbulos de las reivindicaciones Independientes presentadas a continuación.

Técnica anterior

Los separadores ciclónicos son necesarios en varios procesos industriales en los que impurezas, tales como gotas de agua, se separan de una sustancia gaseosa. El separador ciclónico puede estar dispuesto en los procesos también antes del silenciador para mantener la capacidad de absorción del sonido.

Por ejemplo, el modelo de utilidad registrado FI2242 describe un separador ciclónico para la separación de partículas, por ejemplo, gotas de agua, pulverización y otras impurezas similares, de un flujo de gas. El separador comprende un canal de alimentación para alimentar el gas a purificar en la cámara de separación y una cámara de separación para separar las partículas del flujo de gas, siendo el diámetro de la cámara de separación mayor que el del canal de alimentación. El separador ciclónico comprende también un canal de descarga de gas y un canal de descarga de partículas. El separador ciclónico también tiene un grupo de paletas colocadas en el canal de alimentación para llevar el flujo de gas en un movimiento de remolino. Un grupo de paletas también se coloca en el canal de descarga de gas para enderezar el flujo de gas que ha sido puesto en un movimiento de remolino.

Otro separador ciclónico de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1 se describe en el documento GB 97 642.

Un problema con los separadores ciclónicos conocidos es que, en el eje central de la conexión de entrada, la distancia recorrida por las partículas que entran en la cámara de separación a la pared de la cámara de separación es más larga que el recorrido por las partículas que ya se encuentran en la conexión de entrada cerca de la pared. Por esta razón, no hay tiempo para que algunas de las partículas entren en el eje central para golpear la pared de la cámara de separación, sino que pasan a través del separador ciclónico sin que se produzca ninguna separación. La separación puede mejorarse aumentando el ángulo de la paleta, en cuyo caso una mayor proporción de las partículas choca contra la pared del separador y se separa del flujo de gas. Sin embargo, el problema con el aumento del ángulo de la paleta es una caída de presión más alta.

Objetivo y descripción de la invención

El objetivo de la invención es reducir o incluso eliminar por completo algunos de los problemas mencionados anteriormente que se han encontrado en la técnica anterior.

Un objetivo de la invención es proporcionar una solución que mejore la separación del material a separar en el separador ciclónico.

Otro objetivo de la invención es reducir o incluso evitar el paso del gas y el material a separar contenido en el mismo a través del separador ciclónico en el eje central del separador.

Un objetivo de la invención es también reducir la caída de presión en relación con la eficiencia de separación del separador.

Para realizar los objetivos mencionados anteriormente-, entre otros, la invención se caracteriza por lo que se presenta en las partes caracterizadoras de las reivindicaciones independientes adjuntas.

Un separador ciclónico típico de acuerdo con la invención para separar el material a separar de un flujo de gas comprende

- una cámara de separación,

- una conexión de entrada para la alimentación de gas en la cámara de separación, y

- una conexión de descarga para descargar gas desde la cámara de separación, cuya cámara de separación, conexión de entrada y conexión de descarga tienen un eje central y una pared.

El separador ciclónico comprende también

- una abertura de separación para descargar el material separado de la cámara de separación, y

- al menos una paleta de guía en la conexión de entrada y/o cámara de separación para dirigir el flujo de gas hacia la pared del separador ciclónico.

La paleta de guía tiene

- una primera superficie y un eje longitudinal sustancialmente paralelo a la misma, y

- una porción de base por medio de la cual la paleta de guía está dispuesta en relación con el eje central de la conexión de entrada y/o el de la cámara de separación, desde donde la primera superficie y el eje longitudinal están dispuestos radialmente de modo que sobresalen hacia la pared de la cámara de separación y/o la de la conexión de entrada.

Al menos una proporción de la primera superficie de la paleta de guía está dispuesta, girándola alrededor de su eje longitudinal o de una manera similar, en un ángulo que es 1-9 grados en relación a la dirección principal del flujo de gas, preferiblemente 5-7 grados, muy preferiblemente 1-6 grados.

En un procedimiento típico de acuerdo con la invención para separar material del flujo de gas en un separador ciclónico

- gas que contiene material a separar se dirige a través de la conexión de entrada del separador ciclónico a su cámara de separación, y al mismo tiempo

- dicho gas se dirige desde el eje central de la conexión de entrada y/o la cámara de separación del separador ciclónico hacia su pared por medio de al menos una paleta de guía dispuesta en la conexión de entrada y/o la cámara de separación, cuya paleta de guía tiene

- una primera superficie y un eje longitudinal sustancialmente paralelo a la misma, y

- una porción de base por medio de la cual la paleta de guía está dispuesta en relación con el eje central de la conexión de entrada y/o el de la cámara de separación, desde donde la primera superficie y el eje longitudinal están dispuestos radialmente de modo que sobresalen hacia la pared del separador ciclónico,

- el gas del que el material ha sido separado se descarga desde la cámara de separación del separador ciclónico a través de la conexión de descarga,

- el material separado se descarga a través de la abertura de separación situada en la cámara de separación del separador ciclónico,

- dicho gas se dirige hacia la pared del separador ciclónico mediante la disposición de al menos una porción de la primera superficie de la paleta de guía, girando alrededor de su eje longitudinal o de una manera similar, en un ángulo (a) que es 1-9 grados, preferiblemente 5-7 grados, muy preferiblemente 1-6 grados en relación con la dirección principal del flujo de gas.

Las diferentes realizaciones y características de la invención descritas en esta solicitud se refieren, cuando es aplicable, tanto al separador ciclónico como al procedimiento para la separación de material de un flujo de gas de acuerdo con la invención, incluso si no siempre se indica específicamente.

En una realización preferida de la invención, la dirección del flujo de gas hacia la pared del separador ciclónico se refiere a la pared de la cámara de separación, en particular, pero en ciertas realizaciones, el flujo de gas puede también dirigirse hacia la pared de la conexión de entrada.

El hecho de que el separador ciclónico comprende al menos una paleta de guía en la conexión de entrada y/o cámara de separación significa que al menos una paleta puede estar dispuesta en la conexión de entrada o en la cámara de separación, o simultáneamente, en la conexión de entrada y en la cámara de separación, en cuyo caso la paleta de guía se extiende al menos en parte, desde la conexión de entrada a la cámara de separación. También varias paletas de guía pueden colocarse en la conexión de entrada y/o en la cámara de separación. Típicamente, hay 2, 3,... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un separador ciclónico (1) para separar el material a separar de un flujo de gas, cuyo separador ciclónico comprende

- una cámara de separación (2),

- una conexión de entrada (3) para la alimentación de gas en la cámara de separación (2), y

- una conexión de descarga (4) para descargar el gas de la cámara de separación (2),

cuya cámara de separación, conexión de entrada y conexión de descarga tienen un eje central y una pared,

y

- una abertura de separación (7) para descargar el material separado de la cámara de separación (2), y

- al menos una paleta de guía (8a) en la conexión de entrada (3) y/o la cámara de separación (2) para dirigir el flujo de gas hacia la pared (11) del separador ciclónico, cuya paleta de guía tiene

- una primera superficie (12) y un eje longitudinal sustancialmente paralelo a la misma, y

- una porción de base por medio de la cual la paleta de guía está dispuesta en relación con el eje central de la conexión de entrada y/o el de la cámara de separación, desde donde la primera superficie y el eje longitudinal están dispuestos radialmente de modo que sobresalgan hacia la pared de la cámara de separación y/o la de la conexión de entrada,

caracterizado porque al menos una porción de la primera superficie de la paleta de guía está dispuesta, girándola alrededor de su eje longitudinal o de una manera similar, en un ángulo (a) que es de 1-9 grados, preferiblemente 5- 7 grados, muy preferiblemente 1-6 grados, en relación a la dirección principal (1) del flujo de gas, con lo cual el ángulo (a) de la primera superficie en relación a la dirección principal (1) del flujo de gas está dispuesto para ser variable al menos en la dirección sustanclalmente perpendicular a la dirección principal (1) del flujo de gas, es decir, en la dirección radial, de tal manera que el ángulo (a) es mayor en relación con el eje central (13) y disminuye en promedio hacia la pared (11) del separador ciclónico.

2. Un separador ciclónico (1) según la reivindicación 1, caracterizado porque también comprende al menos una paleta de enderezamiento (8b) en la conexión de descarga (4) para enderezar el flujo de gas descargado desde la cámara de separación (2), cuya paleta de enderezamiento tiene

- una primera superficie (12) y un eje longitudinal sustancialmente paralelo a la misma, y

- una porción de base por medio de la cual la aleta de enderezamiento está dispuesta en relación con el eje central de la conexión de descarga, desde donde la primera superficie y el eje longitudinal están dispuestos radialmente de modo que sobresalen hacia la pared de la conexión de descarga,

y al menos una porción de la primera superficie de la paleta de enderezamiento está dispuesta, girándola alrededor de su eje longitudinal o de una manera similar, en un ángulo (a) que es de -9 grados, preferiblemente 5-7 grados, muy preferiblemente 1-6 grados en relación a la dirección principal (1) del flujo de gas.

3. Un separador ciclónico (1) según la reivindicación 2, caracterizado porque el ángulo (a) de la primera superficie está dispuesto para ser variable.

4. Un separador ciclónico (1) según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el ángulo (a) de la primera superficie de la paleta de guía (8a) aumenta en la dirección principal (1) del flujo de gas.

5. Un separador ciclónico (1) según una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 4, caracterizado porque el ángulo (a) de la primera superficie de la paleta de enderezamiento (8b) disminuye en la dirección principal (1) del flujo de gas.

6. Un separador ciclónico (1) según la reivindicación 1, caracterizado porque una mayor proporción de la primera superficie de la porción de base de la paleta está en un ángulo mayor que de la primera superficie en el borde exterior de la paleta.

7. Un separador ciclónico (1) según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque también comprende un elemento central (15, 15a), que está dispuesto sustancialmente en relación con el eje central (13) de la conexión de entrada (3) y/o el de la cámara de separación (2) para dirigir el flujo de gas alejándose del eje central hacia la pared (11) del separador ciclónico.

8. Un separador ciclónico (1) según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque también comprende un elemento central (15b), que está dispuesto sustancialmente en relación con el eje central de la conexión de descarga (4).

9. Un separador ciclónico (1) según la reivindicación 7 u 8, caracterizado porque el elemento central (15) es cilindrico, al menos en relación con el eje central (13) de la cámara de separación (2).

1. Un separador ciclónico (1) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 7 a 9, caracterizado porque al menos algunas de las paletas de guía (8a) y/o de las paletas de enderezamiento (8b) están dispuestas en sus porciones de base (9), en relación con el elemento central (15, 15a, 15b).

11. Un procedimiento para separar material de un flujo de gas en un separador ciclónico, por el cual

- el gas que contiene el material a separar se dirige a través de la conexión de entrada del separador ciclónico a su cámara de separación, y al mismo tiempo

- dicho gas se dirige desde el eje central de la conexión de entrada (3) y/o la cámara de separación (2) del separador ciclónico hacia su pared por medio de al menos una paleta de guía dispuesta en la conexión de entrada y/o en la cámara de separación, cuya paleta de guía tiene

- una primera superficie (12) y un eje longitudinal sustancialmente paralelo a la misma, y

- una porción de base por medio de la cual la paleta de guía está dispuesta en relación con el eje central de la conexión de entrada y/o el de la cámara de separación, desde donde la primera superficie y el eje longitudinal están dispuestos radialmente de modo que sobresalgan hacia la pared del separador ciclónico,

- el gas del que se ha separado el material se descarga de la cámara de separación del separador ciclónico a través de la conexión de descarga,

- el material separado se descarga a través de la abertura de separación (7) situada en la cámara de separación del separador ciclónico,

caracterizado porque

dicho gas se dirige hacia la pared del separador ciclónico mediante la disposición de al menos una porción de la primera superficie de la paleta de guía, girándola alrededor de su eje longitudinal o de una manera similar, en un ángulo (a) que es de 1-9 grados, preferiblemente 5-7 grados, muy preferiblemente 1-6 grados, en relación a la dirección principal (1) del flujo de gas, y el ángulo (a) de la primera superficie en relación a la dirección principal (1) del flujo de gas está dispuesto para ser variable al menos en promedio en la dirección sustancialmente perpendicular a la dirección principal (1) del flujo de gas, es decir, en la dirección radial, de tal manera que el ángulo (a) es mayor en relación con el eje central (13) y disminuye, en promedio, hacia la pared (11) del separador ciclónico.

12. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 11, caracterizado porque el flujo en el eje central del separador ciclónico se evita o se reduce mediante el uso de un elemento central.

13. Un procedimiento para mejorar la separación de partículas en un separador ciclónico que comprende una cámara de separación, mediante el cual

- un flujo de gas que contiene partículas es conducido a la cámara de separación a través de la conexión de entrada situada en su primer extremo,

- dicho flujo de gas que contiene partículas se dirige a lo largo de la superficie de al menos una paleta de guía dispuesta en la conexión de entrada o la cámara de separación, mediante el cual se lleva el flujo de gas en movimiento hacia el otro extremo de la cámara de separación y las partículas se dirigen hacia el pared exterior del separador ciclónico,

- el flujo de gas es conducido hacia fuera de la cámara de separación a través de la conexión de descarga situada en el otro extremo del separador ciclónico,

caracterizado porque

una partícula que contacta con la superficie de la paleta de guía cerca de la parte central del separador ciclónico se dirige para desplazarse en un ángulo mayor hacia la pared exterior del separador ciclónico que una partícula que contacte con la paleta de guía más lejos de la porción central del separador ciclónico.