DISPOSITIVO DE PURIFICACION POR CENTRIFUGACION DE UN FLUIDO QUE COMPRENDE UN GAS Y UNAS PARTICULAS DE ACEITE.
Dispositivo de purificación por centrifugación de un fluido que comprende un gas y unas partículas de aceite,
presentando el dispositivo (1) una estructura fija que comprende:
- una camisa (2) sustancialmente cilíndrica que presenta un eje (6), un primer extremo axial (8) abierto de entrada del fluido a purificar y un segundo extremo axial (9) abierto de salida del gas purificado;
- un cuerpo (3) montado de forma fija en la camisa (2), que comprende:
- una porción sustancialmente cilíndrica (10), de igual eje (6) que la camisa (2) y que presenta un diámetro exterior inferior al diámetro interior de la camisa (2);
- por lo menos un resalte helicoidal (11) practicado sobre la cara externa (12) de la porción cilíndrica (10) y que se extiende sustancialmente hasta la cara interior (7) de la camisa (2);
estando una zona de circulación de fluido definida así a lo largo del resalte helicoidal (11) entre el cuerpo (3) y la camisa (2), para permitir la centrifugación del fluido;
comprendiendo el dispositivo además por lo menos un órgano móvil (19) montado sobre la estructura, en la zona de circulación, estando dicho órgano (19) dispuesto para formar en dicha zona de circulación, cuando ocupa una posición de reposo, un canal (29) de circulación de fluido que presenta una sección menos importante que la de la zona de circulación, estando dicho órgano (19) solicitado por unos medios elásticos hacia su posición de reposo y siendo apropiado para ser rebatido contra la estructura, en contra de los medios elásticos, por el paso del fluido, de manera que aumente la sección del canal (29), caracterizado porque el borde corriente arriba (20) del órgano móvil (19) está fijo con respecto a la estructura y dispuesto de manera sustancialmente paralela al eje (6) de la camisa (2), formando dicho borde corriente arriba (20) un eje de articulación del órgano móvil (19) entre su posición de reposo y su posición rebatida
Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E08356134.
Solicitante: MECAPLAST.
Nacionalidad solicitante: Mónaco.
Dirección: 4-6 AVENUE DU PRINCE HEREDITAIRE ALBERT BLOC C,98014 MONACO.
Inventor/es: BACLET, RENE, AKIKI,RONY.
Fecha de Publicación: .
Fecha Solicitud PCT: 13 de Octubre de 2008.
Fecha Concesión Europea: 2 de Junio de 2010.
Clasificación Internacional de Patentes:
- B01D45/16 TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES. › B01 PROCEDIMIENTOS O APARATOS FISICOS O QUIMICOS EN GENERAL. › B01D SEPARACION (separación de sólidos por vía húmeda B03B, B03D, mesas o cribas neumáticas B03B, por vía seca B07; separación magnética o electrostática de materiales sólidos a partir de materiales sólidos o de fluidos, separación mediante campos eléctricos de alta tensión B03C; aparatos centrifugadores B04B; aparato de vórtice B04C; prensas en sí para exprimir los líquidos de las sustancias que los contienen B30B 9/02). › B01D 45/00 Separación de partículas dispersas en gases o en vapores por gravedad, inercia o fuerza centrífuga. › producida por el movimiento helicoidal de la corriente gaseosa.
- B01D46/00F20
- B04C11/00 B […] › B04 APARATOS O MAQUINAS CENTRIFUGAS UTILIZADAS PARA LOS PROCEDIMIENTOS FISICOS O QUIMICOS. › B04C APARATOS QUE UTILIZAN EL VORTICE LIBRE, p. ej. CICLONES (silenciadores o aparatos de escape para máquinas o motores con medios para retirar los constituyentes sólidos de los gases de escape, utilizando separadores centrífugos o inerciales F01N 3/037; aparatos de combustión del tipo ciclón F23). › Accesorios, p. ej. dispositivos de seguridad o de control, no previstos en otro lugar.
- B04C3/06 B04C […] › B04C 3/00 Aparatos en los que la dirección axial del vórtice no cambia. › Estructuras de las entradas y salidas de la cámara donde se produce el vórtice.
- F01M13/04 MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION; ARMAMENTO; VOLADURA. › F01 MAQUINAS O MOTORES EN GENERAL; PLANTAS MOTRICES EN GENERAL; MAQUINAS DE VAPOR. › F01M LUBRIFICACION DE MAQUINAS O MOTORES EN GENERAL; LUBRIFICACION DE LOS MOTORES DE COMBUSTION INTERNA; VENTILACION DEL CARTER. › F01M 13/00 Ventilación o respiración del cárter. › implicando medios para purificar el aire antes de su salida del cárter, p. ej. retirando el aceite.
Clasificación PCT:
- B01D45/16 B01D 45/00 […] › producida por el movimiento helicoidal de la corriente gaseosa.
- B04C11/00 B04C […] › Accesorios, p. ej. dispositivos de seguridad o de control, no previstos en otro lugar.
- F01M13/04 F01M 13/00 […] › implicando medios para purificar el aire antes de su salida del cárter, p. ej. retirando el aceite.
Países PCT: Austria, Bélgica, Suiza, Alemania, Dinamarca, España, Francia, Reino Unido, Grecia, Italia, Liechtensein, Luxemburgo, Países Bajos, Suecia, Mónaco, Portugal, Irlanda, Eslovenia, Finlandia, Rumania, Chipre, Lituania, Letonia, Ex República Yugoslava de Macedonia, Albania.
Fragmento de la descripción:
Dispositivo de purificación por centrifugación de un fluido que comprende un gas y unas partículas de aceite.
La presente invención se refiere a un dispositivo de purificación por centrifugación de un fluido que comprende un gas y unas partículas de aceite.
La invención encuentra en particular su aplicación en el desaceitado de los gases que proceden del cárter motor de un vehículo automóvil. En efecto, en un motor de combustión interna, las fugas de gas ("blow by") son clásicamente aspiradas desde el cárter hacia el sistema de admisión de aire fresco y son dirigidas a continuación a la cámara de combustión.
Sin embargo, estos gases están cargados de partículas de aceite en suspensión recogidas en el motor. Para responder a las normas anticontaminación, es por tanto necesario liberar estos gases de las partículas de aceite con el fin de reducir el consumo de aceite, optimizar la combustión y reducir la contaminación. Así, es conocido colocar un dispositivo de purificación del fluido entre el cárter motor y el sistema de admisión de los gases del motor.
El documento EP 1 684 888 describe varios modos de realización de un dispositivo de purificación por centrifugación. Este dispositivo de purificación comprende una camisa globalmente cilíndrica en la que está montado un cuerpo globalmente cilíndrico coaxial que presenta unos resaltes helicoidales que forman una hélice. Así, el fluido introducido entre el cuerpo y la camisa es centrifugado por la hélice y liberado de sus partículas de aceite.
Según un primer modo de realización propuesto por este documento, el cuerpo está montado de forma fija en la camisa. Por consiguiente, cada una de las zonas en las que circula el fluido presenta unas dimensiones constantes. Esto no permite obtener un funcionamiento óptimo del dispositivo de purificación.
En efecto, como se ha ilustrado en el gráfico de la figura 1, cuando aumenta el caudal Q del fluido (el caudal de los gases de "blow by" puede estar comprendido típicamente entre 10 y 200 l/min), se obtiene a la vez un aumento de la eficacia E de la separación gas/aceite y un aumento de las pérdidas de carga ?P. Sin embargo, las leyes de variación de E y de ?P en función de Q son diferentes. Así, a bajo caudal, las pérdidas de carga son pequeñas, pero la eficacia no es suficiente para que se obtenga una separación satisfactoria. A la inversa, con alto caudal, la eficacia es elevada, pero las pérdidas de carga son demasiado importantes.
En consecuencia, el dispositivo según el primer modo de realización del documento EP 1 684 888 no es completamente satisfactorio en toda la gama posible de los caudales de fluido que entran en el dispositivo.
Según un segundo modo de realización propuesto por este documento, la camisa presenta dos porciones de diámetros diferentes y el cuerpo está montado móvil en traslación axial en la camisa. El cuerpo es mantenido en una posición de reposo por un resorte, presentando la zona de circulación del fluido a purificar entonces una primera sección. Cuando aumenta el caudal del fluido, el cuerpo es empujado axialmente en contra de la fuerza del resorte, y la zona de circulación del fluido a purificar presenta entonces una segunda sección, superior a la primera. Esto permite disminuir la velocidad del fluido, y por tanto las pérdidas de carga. La eficacia de la centrifugación disminuye asimismo, pero en menor medida teniendo en cuenta la forma de la curvas representadas en las figura 1.
Este segundo modo de realización representa una mejora con respecto a la primera, pero adolece sin embargo de cierto número de inconvenientes, entre los cuales se pueden citar:
- la influencia importante de la gravedad que, debido al peso del cuerpo, puede conducir a una deformación permanente del resorte después de un cierto tiempo, y por tanto a una posición de reposo modificada del cuerpo con respecto a la camisa;
- la dificultad, incluso la imposibilidad de regular de forma continua y fina las dimensiones de la zona de circulación del fluido a purificar;
- la complejidad estructural del dispositivo (cuerpo y camisa no cilíndricos, regulación del posicionado relativo en reposo de estos dos elementos).
Por otra parte, el documento EP 1 477 641 describe un dispositivo de centrifugación que comprende una camisa en la que está dispuesto un cilindro provisto de una hélice. En el canal de paso helicoidal así definido está dispuesto, contra el cilindro central, un elemento cuyo volumen puede variar en función de la presión que reina en el resto del canal.
La presente invención prevé evitar los inconvenientes mencionados anteriormente, proporcionando un dispositivo de purificación cuyo funcionamiento es optimizado automáticamente cualquiera que sea el caudal del fluido entrante.
Con este fin, la invención se refiere a un dispositivo de purificación por centrifugación de un fluido que comprende un gas y unas partículas de aceite, presentando el dispositivo una estructura fija que comprende:
- una camisa sustancialmente cilíndrica que presenta un eje, un primer extremo axial abierto de entrada del fluido a purificar y un segundo extremo axial abierto de salida del gas purificado;
- un cuerpo montado de forma fija en la camisa, que comprende:
estando una zona de circulación de fluido así definida a lo largo del resalte helicoidal entre el cuerpo y la camisa, para permitir la centrifugación del fluido.
El dispositivo comprende además por lo menos un órgano móvil montado sobre la estructura, en la zona de circulación, estando dicho órgano dispuesto para formar en dicha zona de circulación, cuando ocupa una posición de reposo, un canal de circulación de fluido que presenta una sección menos importante que la de la zona de circulación, estando dicho órgano solicitado por unos medios elásticos hacia su posición de reposo y siendo apropiado para ser rebatido contra la estructura, en contra de los medios elásticos, por el paso del fluido, de manera que aumente la sección del canal.
Según una definición general de la invención, el borde corriente arriba del órgano móvil está fijo con respecto a la estructura y dispuesto de manera sustancialmente paralela al eje de la camisa, formando dicho borde corriente arriba un eje de articulación del órgano móvil entre su posición de reposo y su posición rebatida.
En la práctica, cuando el caudal del fluido a purificar es bajo, el órgano móvil está sustancialmente en posición de reposo, es decir que el canal de circulación presenta una sección mínima. La velocidad del fluido a la salida del canal de circulación tiende por tanto a aumentar, lo cual permite aumentar la eficacia de la centrifugación. En paralelo, se observa evidentemente un aumento de las pérdidas de carga, pero mucho menos importante debido a las leyes diferentes de variación E(Q) y ?P(Q), como se ha ilustrado en la figura 1.
A la inversa, cuando el caudal del fluido a purificar es elevado, el órgano móvil es rebatido contra la estructura por el fluido, y por tanto aumenta la sección del canal de circulación. En consecuencia, la velocidad del fluido tiende a disminuir, lo cual permite disminuir las pérdidas de carga. Esto se acompaña de una disminución de la eficacia, pero de una amplitud mucho menor, también debido a las leyes diferentes de variación E(Q) y ?P(Q).
Gracias al órgano móvil, se puede realizar una regulación automática de la sección del canal en función del caudal del fluido entrante. Ventajosamente, el órgano móvil es distinto de la estructura fija del dispositivo.
El dispositivo según la invención permite por tanto alcanzar una velocidad del fluido "media", correspondiente a la porción central del gráfico de la figura 1 en la que la relación eficacia E/pérdidas de carga ?P es óptima (la mayor posible). Así, cualquiera que sea el caudal de fluido a purificar, a la entrada del dispositivo, se aproxima a una velocidad óptima de fluido, de manera autorregulada, lo cual permite alcanzar un punto de equilibrio muy satisfactorio.
Se puede obtener un borde corriente arriba del órgano móvil dispuesto contra la...
Reivindicaciones:
1. Dispositivo de purificación por centrifugación de un fluido que comprende un gas y unas partículas de aceite, presentando el dispositivo (1) una estructura fija que comprende:
- una camisa (2) sustancialmente cilíndrica que presenta un eje (6), un primer extremo axial (8) abierto de entrada del fluido a purificar y un segundo extremo axial (9) abierto de salida del gas purificado;
- un cuerpo (3) montado de forma fija en la camisa (2), que comprende:
estando una zona de circulación de fluido definida así a lo largo del resalte helicoidal (11) entre el cuerpo (3) y la camisa (2), para permitir la centrifugación del fluido;
comprendiendo el dispositivo además por lo menos un órgano móvil (19) montado sobre la estructura, en la zona de circulación, estando dicho órgano (19) dispuesto para formar en dicha zona de circulación, cuando ocupa una posición de reposo, un canal (29) de circulación de fluido que presenta una sección menos importante que la de la zona de circulación, estando dicho órgano (19) solicitado por unos medios elásticos hacia su posición de reposo y siendo apropiado para ser rebatido contra la estructura, en contra de los medios elásticos, por el paso del fluido, de manera que aumente la sección del canal (29), caracterizado porque el borde corriente arriba (20) del órgano móvil (19) está fijo con respecto a la estructura y dispuesto de manera sustancialmente paralela al eje (6) de la camisa (2), formando dicho borde corriente arriba (20) un eje de articulación del órgano móvil (19) entre su posición de reposo y su posición rebatida.
2. Dispositivo de purificación según la reivindicación 1, caracterizado porque el órgano móvil (19) se presenta en forma de una pieza delgada curvada, dispuesta entre la camisa (2) y el cuerpo (3), siguiendo la curvatura de dicho órgano (19) sustancialmente la forma cilíndrica de la camisa (2) y del cuerpo (3).
3. Dispositivo de purificación según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el borde inferior (23) del órgano móvil (19) presenta una forma correspondiente con la de la cara superior (16) del resalte helicoidal (11), estando dicho borde inferior (23) dispuesto en la proximidad inmediata del resalte helicoidal (11).
4. Dispositivo de purificación según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el órgano móvil (19) está montado sobre el cuerpo (3) y está dispuesto para poder ser rebatido contra el cuerpo (3) por el paso del fluido.
5. Dispositivo de purificación según una de las reivindicaciones 2 a 4, caracterizado porque el órgano móvil (19) está articulado de forma elástica y por uno de sus bordes (20) a un alma (18) delgada montada de forma fija sobre la estructura, estando el órgano móvil (19) y el alma (18) realizados de una sola pieza y formando una lámina de resorte (5).
6. Dispositivo de purificación según la reivindicación 5, caracterizado porque el órgano móvil (19) y/o el alma (18) comprende, en la zona de unión con el alma (18), respectivamente con el órgano móvil (19), un orificio (24) que permite realizar una articulación elástica.
7. Dispositivo de purificación según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el cuerpo (3) comprende N resaltes helicoidales (11) de pasos idénticos, siendo N>1, estando los extremos corriente arriba (14) de los resaltes (11) situados en la proximidad del extremo superior (13) del cuerpo (3) y regularmente separados sobre la circunferencia de dicho cuerpo (3).
8. Dispositivo de purificación según la reivindicación 5 ó 6 y la reivindicación 7, caracterizado porque N=2 y porque la lámina de resorte (5) comprende dos órganos móviles (19) articulados cada uno a un extremo del alma (18) de manera que formen sustancialmente una S, estando el alma (18) montada en una hendidura (17) practicada diametralmente en el cuerpo (3).
9. Dispositivo de purificación según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque la estructura fija comprende además un elemento de repartición del fluido (4) montado en la parte superior del cuerpo (3) y dispuesto para dirigir el fluido entrante hacia el o los canales (29) de circulación de fluido.
10. Dispositivo de purificación según la reivindicación 9, caracterizado porque el elemento de repartición del fluido (4) comprende una parte abombada (25) que obtura el extremo axial superior abierto del cuerpo (3).
11. Dispositivo de purificación según la reivindicación 9 ó 10 y la reivindicación 2, caracterizado porque el elemento de repartición del fluido (4) comprende por lo menos un reborde (26) localizado que, en posición montada, es apropiado para obturar en la parte superior el espacio (28) situado entre la estructura y el órgano móvil (19), por el lado opuesto al canal (30) de circulación de fluido.
12. Dispositivo de purificación según una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque el o los resaltes 11 se extienden desde el borde superior (13) de la porción cilíndrica (10) del cuerpo (3) en una distancia axial inferior a la altura axial del cuerpo (3), de manera que dejen en la parte inferior de la porción cilíndrica (10) una zona desprovista de resaltes helicoidales.
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