APARATO PARA CRIBAR LAS SUSPENSIONES FIBROSAS.

La presente invención se refiere a una criba para el tratamiento de suspensiones fibrosas, como pulpas, de la industria de procesado de madera. Especialmente, se refiere a la construcción de un elemento de rotor para la criba. Las cribas de presión son dispositivos esenciales en la producción de pulpa y papel. Dichas cribas retiran de la suspensión de pulpa principalmente impurezas, piezas de madera de tamaños grandes y haces de fibras, así como otras sustancias no deseadas. La criba también puede fraccionar fibras según su longitud, para mejorar las propiedades de la pulpa. La función precisa de la criba depende de la localización en el proceso en el que se utilice. En el proceso de cribado, la suspensión de agua de las fibras de pulpa típicamente se bombea en una cámara cilíndrica, en la que dicha suspensión se pone en contacto con la superficie de la criba y un rotor que se mueve a una velocidad elevada. La velocidad de giro de dicho rotor hace que se mueva el material fibroso, de modo que parte del mismo pasa aceptado a través de las aberturas en la superficie de la criba. El rotor a velocidad elevada aplica pulsos de impacto positivos y negativos a la suspensión. Los pulsos de impacto positivo empujan las fibras a través de las aberturas en la criba y pueden fraccionar dichas fibras. Los pulsos de impacto negativo proporcionan un flujo de retorno regular de las aberturas en la superficie de la criba, de modo que las fibras no taponen las aberturas. La suspensión de pulpa consiste en millones de fibras elásticas que se adhieren entre sí fácilmente formando las denominadas flocas de fibra. Incluso con una consistencia reducida, como el 0,01%, las fibras forman flocas inestables. En una consistencia de cribado típica, entre el 1 y el 3% de las fibras de flocas estables y redes de fibras obstaculizan la criba. Las fibras y materiales sólidos no deseados se retiran periódicamente de la red, con el fin de permitir el cribado de las fibras restantes de las flocas y redes de fibras en fibras rechazadas y aceptadas. Cuando la consistencia de la pulpa se incrementa, la fuerza requerida para descomponer la red de fibras se incrementa intensamente y al final se alcanza un límite de proceso, en el que las aberturas en la superficie de la criba o la línea de rechazo quedan obstruidas. Se ha desarrollado una pluralidad diversa de soluciones de rotor con la intención de asegurar un funcionamiento del cribado continuo. En principio, los rotores se pueden dividir en dos grupos básicos, rotores abiertos y rotores cerrados. Se utilizan los dos tipos y su objetivo es, tal como se sabe, mantener la superficie de cribado limpia, es decir, evitar la formación de un entramado de fibras en la superficie de cribado. El primer grupo está caracterizado porque el interior del tambor de la criba está provisto de un eje giratorio o un rotor, en el que se acoplan las aspas mediante brazos. Un ejemplo de este tipo es la solución del rotor según la patente US nº 4193865, en la que el rotor está dispuesto de forma que pueda girar en el interior de un tambor de criba cilíndrico y estacionario, comprendiendo dicho rotor aspas situadas en proximidad a la superficie del tambor de la criba, formando dichas aspas en la construcción según dicha patente un ángulo con el eje del tambor, es decir las aspas se extienden de forma oblicua desde un extremo del tambor de la criba hasta el otro. Cuando se mueven, las aspas ejercen pulsos de presión en la superficie de la criba, que abren las aberturas de dicha superficie. También existen soluciones en las que se han dispuesto las aspas en ambos lados del tambor de la criba. En dicho caso, la suspensión que se va a tratar se alimenta al interior o al exterior del tambor y la parte de aceptado es, respectivamente, descargada desde el interior o el exterior del tambor. En los rotores estacionarios, el rotor es una pieza cilíndrica esencialmente cerrada, cuya superficie está provista de elementos de pulsación, por ejemplo resaltes casi hemisféricos, denominados abombamientos. En este tipo de aparato, se alimenta la pulpa en un espacio de tratamiento dispuesto entre el cilindro del rotor y el tambor de la criba en su exterior, donde el objetivo de los resaltes del rotor, por ejemplo los abombamientos, es tanto presionar la pulpa contra el tambor de la criba, como extraer mediante su borde extremo el entramado de fibra al exterior de las aberturas del tambor de la criba. Los abombamientos se pueden sustituir por otros tipos de resaltes. Una solución ampliamente utilizada en el mercado es la que se representa mediante el procedimiento de la patente FI 77279 (US 5.000.842) y la solución desarrollada para su aplicación. El método según dicha patente está caracterizado porque la suspensión de fibra está sometida a fuerzas axiales con una variación en la intensidad y la dirección efectiva, siendo dicha dirección y dicha intensidad determinadas dependiendo de la disposición axial mutua del punto de aplicación y la superficie opuesta del tambor de la criba y por medio de los cuales cambia el perfil de la velocidad axial de la suspensión de fibra, al mismo tiempo que se mantiene la dirección del flujo continuamente hacia el extremo de descarga. Preferentemente, la superficie de rotor se divide en cuatro zonas: alimentación, alimentación y mezclado, mezclado y mezclado eficiente. La superficie de rotor típicamente está provista de entre 10 y 40 resaltes, cuya forma varía de acuerdo con la zona, es decir, la parte axial del rotor en la que se encuentran. Los resaltes en la superficie de carcasa del rotor están formados principalmente de superficies anteriores encaradas al flujo, preferentemente superficies paralelas a la superficie de carcasa y superficies posteriores que descienden hacia la superficie de carcasa del rotor. La superficie de carcasa del rotor está provista de resaltes de diferentes formas que se han dispuesto en la carcasa del rotor, de manera que se formen dos o más zonas circulares separadas entre sí, en la dirección axial del rotor, por ejemplo cuatro zonas. Por lo menos parte de las superficies anteriores de los 2 E08833447 21-10-2011   resaltes forman un ángulo con la dirección axial. La superficie anterior de los resaltes se puede dividir en dos partes que forman con la dirección axial ángulos de diferente tamaño. El intervalo de variación de los ángulos es de -45º a +45º en comparación con la dirección axial. Sin embargo, el principio de funcionamiento de los resaltes es el mismo que en otros dispositivos correspondientes. La superficie anterior abrupta ejerce un golpe de presión fuerte al entramado de fibra en el tambor de la criba, en el que la parte de aceptado se presiona a través de las aberturas del tambor. La superficie posterior inclinada del resalte retira un poco de agua y la hace retornar a la zona de cribado y, de este modo, libera de las ranuras y las aberturas las flocas de partículas y fibras de mayor tamaño, limpiando así el tambor de la criba. La patente US nº 5.192.438 describe un rotor que proporciona una tensión de corte axial de intensidad elevada, además de pulsos altos positivos y negativos. El rotor prevé una superficie perfilada que incluye una pluralidad de resaltes. Un resalte presenta un plano anterior, un plano superior, un plano inclinado y superficies de borde, que pueden converger. La superficie de arrastre del resalte es abrupta. Así, en las soluciones anteriores conocidas, el prerrequisito funcional de las cribas de presión empieza con la presunción de que el elemento de rotor va a desarrollar un impulso de presión adecuado sobre la interfaz, para hacer que las partículas de fibra fluyan a través de la superficie de la criba y de que el elemento de rotor va a crear mediante su borde de arrastre un impulso de presión negativa para generar una turbulencia que limpie las aberturas obstruidas por el impulso positivo anterior. También se ha presentado de forma general en este campo de aplicación, que un impulso negativo retira líquido hacia el espacio de alimentación, evitando el exceso de espesado de la suspensión de fibra en el espacio de alimentación y limpiando en su parte las aberturas de la superficie de la criba. Para permitir la creación de dichas condiciones, el rotor debe presentar una velocidad de giro adecuada que, sin embargo, está limitada por el consumo de energía y la durabilidad mecánica de la criba, una velocidad típica para un rotor descrita en la patente FI 77279 (US 5.000.842) es de 24 m/s. En las aplicaciones de cribas de presión utilizados actualmente en la industria, las soluciones del rotor han permitido alcanzar el nivel de consistencia de alimentación máximo de la pulpa. El nivel de consistencia es casi el mismo para los distintos tipos de rotores, por ejemplo, para la pulpa de madera blanda (SW) aproximadamente entre el 2% y el 3%. Así, existe... [Seguir leyendo]

1. Aparato para cribar una suspensión fibrosa, que comprende: una carcasa (62), un conducto (63) en su interior para la suspensión de fibras que se está alimentando, una salida (65) para el rechazo y una salida (64) para la aceptación, y un rotor (66) y un tambor de criba cilíndrico (67) instalado en la carcasa, pudiendo por lo menos uno de los mismos girar, estando una superficie de rotor provista de unos elementos de rotor (20, 30, 50, 70, 80, 84, 68) en proximidad a la superficie del tambor de criba, incluyendo cada uno de los elementos de rotor una superficie anterior (21, 32, 53, 72) enfrentada a un flujo de la suspensión de fibra, una superficie superior (22, 34, 44, 59) y una superficie de arrastre (24, 36, 77, 88) que se inclina desde la superficie superior hacia la superficie (31, 71, 81, 87) del rotor, en el que la superficie de arrastre del elemento de rotor es curvada, y en el que las paredes laterales (27, 28; 42; 58; 78, 79) de la superficie de arrastre convergen hacia un punto posterior (29, 39, 39, 54, 76, 89) del elemento de rotor. 2. Aparato según la reivindicación 1, en el que las paredes laterales (27, 28; 42; 58; 78, 79) de la superficie de arrastre convergen esencialmente de manera simétrica con respecto a un eje central longitudinal del elemento hacia el punto posterior (29, 39, 54, 76, 89) del elemento. 3. Aparato según la reivindicación 1 o 2, en el que la superficie de arrastre (36) comprende por lo menos una primera parte (37) y una segunda parte (38), siendo las paredes laterales de la primera parte esencialmente paralelas entre sí y las paredes laterales de la segunda parte convergen en el punto posterior (39). 4. Aparato según la reivindicación 1, 2 o 3, en el que la superficie superior (22, 34) incluye un resalte (23, 35) que forma un escalón en la superficie superior. 5. Aparato según la reivindicación 4, en el que las paredes laterales de la superficie de arrastre (36) convergen hacia el punto posterior (39) partiendo sustancialmente del resalte (35). 6. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la superficie anterior del elemento de rotor (20, 30) es plana y está formada por dos piezas (25, 26; 40, 41) dispuestas de manera simétrica con respecto a un eje longitudinal axial (L) del elemento de rotor y las superficies anteriores forman una cuña enfrentada al flujo. 7. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 a 5, en el que la superficie anterior del elemento de rotor es plana y está formada con dos partes dispuestas de manera asimétrica con respecto al eje central longitudinal del elemento formando una cuña para recibir el flujo. 8. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 a 5, en el que la superficie anterior (33, 53) del elemento de rotor (30, 50) es curvada. 9. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la superficie superior (22) del elemento es paralela a la superficie de rotor. 10. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el rotor es cilíndrico y el elemento de rotor está formado como un saliente de la superficie de rotor, comprendiendo dicho saliente por lo menos una superficie anterior (32), una superficie superior (34, 44) y una superficie de arrastre (36) que está inclinada hacia la superficie (31) del rotor. 11. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 a 9, en el que el elemento de rotor (70) está formado como un saliente de la superficie de rotor (71), de manera que una parte anterior (74) del elemento de rotor está libre de la superficie de rotor (71) y es del tipo hidroala. 12. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 a 9, en el que el elemento de rotor está formado como un saliente de la superficie de rotor, de manera que una parte anterior y/o una parte posterior del elemento de rotor están mecanizadas o rebajadas de manera que están libres de la superficie de rotor. 13. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 a 9, en el que el elemento de rotor (50) es soportado sobre la superficie (52) del rotor mediante un elemento de soporte (51). 14. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que en una dirección axial del rotor, está dispuesta una pluralidad de elementos de rotor (68) en un patrón escalonado en el que dichos elementos de rotor se superponen por lo menos parcialmente a lo largo de la dirección axial. 8 E08833447 21-10-2011   15. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que los elementos de rotor (68) están dispuestos secuencialmente a una distancia entre sí esencialmente sobre una misma línea circular común alrededor del rotor. 16. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que cada elemento de rotor (30) incluye un ángulo de decalaje () en un punto aguas arriba de la superficie de arrastre curvada (36) que es inferior a 10º, formándose el ángulo de decalaje (a) entre un plano tangencial T2 que intersecta dicho punto inicial de la curva de la superficie de arrastre y un plano tangencial T1 de un radio de curvatura r1 de la curva de la superficie de arrastre. 17. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que cada una de las paredes laterales opuestas (27, 28; 42; 58; 78, 79) de la superficie de arrastre incluye unas secciones rectas que se estrechan hacia el punto posterior. 18. Aparato según la reivindicación 17, en el que cada una de las paredes laterales opuestas de la superficie de arrastre incluye una parte gradualmente curvada próxima al punto posterior (29, 39, 39, 54, 54, 76, 89), en el que las partes curvadas confluyen en el punto posterior. 19. Aparato según la reivindicación 17 o 18, en el que cada una de las paredes laterales opuestas de la superficie de arrastre incluye unas secciones rectas y paralelas (37), y unas secciones rectas y convergentes (38) aguas abajo de dichas secciones rectas y paralelas. 20. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la superficie de arrastre se estrecha hacia la superficie (31, 71, 81) del rotor y se encuentra con la superficie de rotor en el punto posterior (39, 39, 76). 9 E08833447 21-10-2011   E08833447 21-10-2011   11 E08833447 21-10-2011   12 E08833447 21-10-2011   13 E08833447 21-10-2011   14 E08833447 21-10-2011