DISPOSITIVO PARA RETIRAR FLUIDOS Y/O SUSTANCIAS SOLIDAS.

Dispositivo para la retirada de fluidos y/o sustancias sólidas de una mezcla de materiales en forma de partículas con un recipiente que constituye una cámara de proceso con forma anular,

con dispositivos para alimentación y descarga de los materiales en forma de partículas en y fuera de la cámara de proceso y con un dispositivo de ventilación para suministrar un medio de fluidización desde abajo dentro de la cámara de proceso, así como dispositivos para el acondicionamiento del medio de fluidización delante del dispositivo de ventilación en la dirección de flujo, estando realizadas en la cámara de proceso células que se extienden en la dirección vertical por paredes que se extienden verticales, de las cuales una constituye una célula de descarga a través de la cual dicho medio de fluidización no fluye o lo hace con una velocidad reducida desde abajo y en cuyo extremo inferior está dispuesto el dispositivo de descarga y estando otra de las células provista del sistema de alimentación y realizada como célula de alimentación y las células están abiertas en sus extremos superiores, en el que por encima de las paredes (8) están dispuestos álabes (9) que están inclinados o curvados en la dirección de flujo desde la célula de alimentación (15) a la célula de descarga (17), caracterizado porque la cámara de proceso presenta un contorno exterior cilíndrico, el diámetro exterior de los álabes (9) no es mayor que el diámetro exterior de las paredes (8), los álabes (9) están rodeados por una cubierta exterior (3) que no sobresale radialmente más allá de la cubierta exterior (3) que rodea a las paredes (8) y por encima de los álabes (9) están dispuestos álabes adicionales (11) que presentan una orientación igual a la de los álabes (9) y una mayor inclinación o curvatura

Dispositivo para retirar fluidos y/o sustancias sólidas.

La invención se refiere a un dispositivo para la retirada de fluidos y/o sustancias sólidas de una mezcla de materiales en forma de partículas con un recipiente que constituye una cámara de proceso con forma anular con un contorno exterior cilíndrico, con dispositivos para la alimentación y descarga de materiales en forma de partículas en y fuera de la cámara de proceso y con un dispositivo de ventilación para el suministro de un medio de fluidización desde abajo a la cámara de proceso, así como dispositivos para el acondicionamiento del medio de fluidización delante del dispositivo de ventilación en la dirección de flujo, estando realizadas células en la cámara de proceso que se extienden en la dirección vertical por paredes que se extienden verticales, de las que una constituye una célula de descarga a través de la cual dicho medio de fluidización no fluye o lo hace con una velocidad de flujo reducida desde abajo, en cuyo extremo inferior está dispuesto el dispositivo de descarga y otra de las células está dotada del dispositivo de alimentación y constituye una célula de alimentación y las células están abiertas por sus extremos superiores. Tal dispositivo es especialmente adecuado para el secado de cargas a granel y materiales de la industria alimentaria, aunque con tal dispositivo pueden ser tratados también otros materiales en forma de partículas o mezclas de ellos.

Por el estado de la técnica es conocida una pluralidad de dispositivos del tipo mencionado que emplean por regla general vapor sobrecalentado como medio de fluidización. Estos llamados secadores por vaporizado de lecho fluidizado son empleados para que la carga a granel o los materiales en forma de partículas sean atravesados y fluidizados con vapor sobrecalentado desde abajo, de manera que se produzca un lecho fluidizado. El material a ser tratado es transportado desde la célula de alimentación, en la que es introducido el material a ser tratado en el recipiente y la cámara de proceso, a través de células de procedimiento posteriores hasta la célula de descarga. En la célula de descarga no tiene lugar afluencia desde abajo, de manera que en el extremo inferior de la célula de descarga, el material tratado terminado puede ser descargado, por ejemplo por medio de una rosca de descarga. El recipiente en el extremo de descarga de igual modo que en el dispositivo de alimentación está obturado por medio de un dispositivo de esclusa para poder permitir que el proceso de tratamiento discurra sometido a presión negativa. Tales dispositivos son conocidos por los documentos US 5,289,643, EP 0955 511, DE 299 24 384 U1, EP 0 153 704 A1, EP 0 537 262 A1 y el EP 537 263 A1.

Igualmente es conocido un contenido semejante por el documento DE 699 23 771 T2 que muestra un procedimiento típico y un dispositivo típico. En el dispositivo según el documento DE 699 23 771 T2, la cámara de proceso está formada por una cubierta exterior cilíndrica, en la que está dispuesto en el centro un intercambiador de calor igualmente cilíndrico. Entre la pared exterior del intercambiador de calor y la pared exterior del recipiente están dispuestas paredes de separación orientadas verticales, de manera que partiendo de la célula de alimentación están dispuestas células de procedimiento una detrás de otra en la dirección de flujo y el material las atraviesa hasta que llega a la célula de descarga, cuya base está cerrada o no es permeable al vapor. El extremo inferior de la cámara de proceso está limitado por una base de afluencia, por medio de la cual el medio de fluidización es insuflado en la cámara de proceso por medio de un ventilador que está dispuesto por debajo del intercambiador de calor. A la cámara de proceso le sigue por arriba una zona de transición que se ensancha cónicamente para reducir la velocidad de flujo del material arrastrado hacia arriba y difundir la corriente de vapor. Dentro de esta zona de transición que se ensancha cónicamente está insertadas piezas de chapa cónicas que pueden ser calentadas. Estas piezas de chapa cónicas sirven para interceptar las partículas impulsadas por el vapor y conducirlas de nuevo hacia abajo. La zona de transición cónica está subdividida en células, de forma análoga a las células en la cámara de proceso.

Por encima de la zona de transición está realizada una zona común que no está subdividida en células. En la parte superior de la instalación está dispuesto un ciclón que se extiende en torno al intercambiador de calor y presenta una base cerrada. Por el ciclón son descargadas las partículas de polvo o unidas a través de un tubo a la célula de descarga. En torno a este ciclón está suspendida una pluralidad de chapas cilíndricas en el recipiente que sirven para conducir el vapor cuando éste fluye hacia orificios dentro del ciclón, llegando las chapas, a excepción de la zona frente a los orificios que conducen al ciclón, hasta la cara superior del recipiente. Otra chapa de tope puede estar dispuesta radialmente entre el ciclón y la pared exterior del recipiente, de manera que las corrientes de vapor no puedan seguir moviéndose en torno al ciclón, sino que sean desviadas en dirección a los orificios del ciclón.

Tales instalaciones ya han sido realizadas repetidas veces y muestran un alto grado de eficacia en cuanto a la potencia de secado, así como un consumo de energía relativamente pequeño.

Además, por el documento GB 2 121 153 A es conocido un procedimiento y un dispositivo para el secado de un material en polvo, en los que el material es echado sobre una base perforada y por medio del aire de secado que pasa a través de la base perforada es forzado a un movimiento espiral con el objetivo de que se forme un lecho fluidizado, de manera que el material es secado al ascender. El movimiento del material es favorecido por un agitador con chapas de paleta integradas.

El objeto de la presente invención es proporcionar un dispositivo mejorado para la retirada de fluidos y/o sustancias sólidas con el que pueda ser conseguida una mayor potencia de secado con un volumen de inversión menor en total para el dispositivo completo.

Según la invención este objeto se lleva a cabo por medio de un dispositivo con las características de la reivindicación principal. Realizaciones ventajosas y perfeccionamientos de la invención están realizados en las reivindicaciones subordinadas.

El dispositivo para la retirada de fluidos y/o sustancias sólidas de una mezcla de materiales en forma de partículas con un recipiente que constituye una cámara de proceso con forma anular con un contorno exterior cilíndrico, con dispositivos para alimentación y descarga de los materiales en forma de partículas en y fuera de la cámara de proceso y con un dispositivo de ventilación para suministrar un medio de fluidización desde abajo dentro de la cámara de proceso, así como dispositivos para el acondicionamiento del medio de fluidización delante del dispositivo de ventilación en la dirección de flujo, estando realizadas en la cámara de proceso células que se extienden en la dirección vertical por paredes que se extienden verticales, una de las cuales constituye una célula de descarga a través de la cual dicho medio de fluidización no fluye o lo hace con una velocidad reducida desde abajo y en cuyo extremo inferior está dispuesto el dispositivo de descarga y otra de las células está provista del dispositivo de alimentación y constituye una célula de alimentación y las células están abiertas en sus extremos superiores, prevé que por encima de las paredes estén dispuestos álabes que están inclinados o curvados en la dirección de flujo desde la célula de alimentación a la célula de descarga, cuyo diámetro exterior no es mayor que el diámetro exterior de las paredes y, por tanto, de la cámara de proceso, estando los álabes rodeados por una cubierta exterior que no sobresale radialmente más allá de la cubierta exterior de la cámara de proceso. El medio de fluidización fluye desde abajo a través de la cámara de proceso, saliendo por arriba entre los álabes a la zona de transición que se encuentra por encima. Por la disposición de álabes por encima de las paredes verticales es posible influir y favorecer la dirección de flujo del medio de fluidización, en particular vapor sobrecalentado, de igual modo que la dirección de movimiento del material a ser tratado. Los álabes están curvados o inclinados de manera que en el espacio libre dispuesto por encima de ellos es generada, preferiblemente sin montajes de fluidización, una corriente de medio de fluidización homogénea, giratoria denominada flujo de torbellino....

1. Dispositivo para la retirada de fluidos y/o sustancias sólidas de una mezcla de materiales en forma de partículas con un recipiente que constituye una cámara de proceso con forma anular, con dispositivos para alimentación y descarga de los materiales en forma de partículas en y fuera de la cámara de proceso y con un dispositivo de ventilación para suministrar un medio de fluidización desde abajo dentro de la cámara de proceso, así como dispositivos para el acondicionamiento del medio de fluidización delante del dispositivo de ventilación en la dirección de flujo, estando realizadas en la cámara de proceso células que se extienden en la dirección vertical por paredes que se extienden verticales, de las cuales una constituye una célula de descarga a través de la cual dicho medio de fluidización no fluye o lo hace con una velocidad reducida desde abajo y en cuyo extremo inferior está dispuesto el dispositivo de descarga y estando otra de las células provista del sistema de alimentación y realizada como célula de alimentación y las células están abiertas en sus extremos superiores, en el que por encima de las paredes (8) están dispuestos álabes (9) que están inclinados o curvados en la dirección de flujo desde la célula de alimentación (15) a la célula de descarga (17), caracterizado porque la cámara de proceso presenta un contorno exterior cilíndrico, el diámetro exterior de los álabes (9) no es mayor que el diámetro exterior de las paredes (8), los álabes (9) están rodeados por una cubierta exterior (3) que no sobresale radialmente más allá de la cubierta exterior (3) que rodea a las paredes (8) y por encima de los álabes (9) están dispuestos álabes adicionales (11) que presentan una orientación igual a la de los álabes (9) y una mayor inclinación o curvatura.

2. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque la cubierta exterior (3) del recipiente (2) por encima de la cámara de proceso (20) está realizada cilíndrica o estrechándose cónicamente.

3. Dispositivo según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque las células (15, 16, 17) están realizadas por paredes (8) verticales, en cuyos extremos superiores están dispuestos los álabes (9).

4. Dispositivo según la reivindicación 3, caracterizado porque los álabes (9) están fijados a las paredes (8) o conformados integralmente con ellas.

5. Dispositivo según la reivindicación 3, caracterizado porque los álabes (9) están dispuestos a cierta distancia vertical respecto a las paredes (8) en el recipiente (2).

6. Dispositivo según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la cara de presión de los álabes (9) respecto a la componente axial de velocidad de flujo axial del medio de fluidización está inclinada con un ángulo de hasta 10º en el canto superior.

7. Dispositivo según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la cara de presión de los álabes (9) respecto a la componente axial de la velocidad de flujo del medio de fluidización está inclinada con un ángulo de hasta 35º en el canto superior.

8. Dispositivo según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque por dentro del dispositivo está dispuesto un sobrecalentador (6) y el diámetro interior de los álabes (9) corresponde al diámetro exterior del sobrecalentador (6).

9. Dispositivo según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la cara de presión de los álabes adicionales (11) respecto a la componente axial de la velocidad de flujo del medio de fluidización está inclinada con un ángulo de hasta 15º en el canto superior.

10. Dispositivo según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la cara de presión de los álabes adicionales (11) respecto a la componente axial de la velocidad de flujo del medio de fluidización está inclinada con un ángulo de hasta 90º en el canto superior.

11. Dispositivo según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque por encima de los álabes (9) está realizada una zona de transición (10) con forma anular sin dispositivos que afecten al flujo.

12. Dispositivo según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque están previstos álabes de retorno (13) por encima de los álabes (9) con una inclinación o curvatura opuesta a los álabes (9), cuya cara de presión, respecto a la componente axial de la velocidad de flujo del medio de fluidización está inclinada con un ángulo de hasta 90º en el extremo de entrada.

13. Dispositivo según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque están previstos álabes de retorno (13) por encima de los álabes (9) con una inclinación o curvatura opuesta a la de los álabes (9), cuya cara de presión, respecto a la componente axial de la velocidad de flujo del medio de fluidización está inclinada con un ángulo de hasta 0º en el extremo de salida.

14. Dispositivo según la reivindicación 12 ó 13, caracterizado porque los álabes de retorno (13) limitan con su extremo radialmente interior en un tubo de salida (14) dispuesto en el centro.

15. Dispositivo según una de las reivindicaciones 12 a 14, caracterizado porque los álabes de retorno (13) presentan una forma doblemente curvada.

16. Dispositivo según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque entre la célula de alimentación (15) y la célula de descarga (17) están dispuestas varias células intermedias (16).

17. Dispositivo según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la célula de alimentación (15) y la célula de descarga (17) están dispuestas adyacentes entre sí.

18. Dispositivo según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque los álabes (9) presentan una forma doblemente curvada.

19. Dispositivo según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque los álabes adicionales (11) presentan una forma doblemente curvada.

20. Dispositivo según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque está dispuesto un separador de polvo (12) por encima de los álabes (9).

21. Dispositivo según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque antes del ventilador están dispuestos dispositivos para la limpieza, reconducción y calentamiento (6) del medio de fluidización.

22. Dispositivo según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la cámara de proceso (20) en su extremo inferior está limitada por una base de afluencia (7) que tiene orificios de paso.

23. Dispositivo según la reivindicación 22, caracterizado porque la base de afluencia (7) presenta un contorno convexo o aproximadamente convexo.

24. Dispositivo según la reivindicación 22 ó 23, caracterizado porque la base de afluencia (7) presenta orificios de paso para el medio de fluidización.

25. Dispositivo según la reivindicación 24, caracterizado porque la superficie de flujo libre formada por los orificios de paso es mayor en la zona radialmente exterior de la base de afluencia (7) que en la zona radialmente interior.

26. Dispositivo según la reivindicación 24 ó 25, caracterizado porque la superficie de flujo libre formada por los orificios de paso decrece en la dirección de contorno partiendo de la célula de alimentación (15).