Clasificador de partículas (2) destinado a la separación de partículas sólidas en una mezcla de gases y partículas (1) en dos fracciones en función del tamaño mediante la fuerza de la gravedad,

la fuerza de la resistencia del aire y la fuerza centrípeta aplicada, en el que se carga una mezcla de gases y partículas en el clasificador bien dispersas en una zona de entrada (3) tras lo cual se pone la mezcla en contacto con un rotor (6) en una primera zona de separación (5) que constituye una cámara anular de "rotor libre" de tal modo que los gases y las partículas finas pueden salir a través de un orificio de salida superior (9), mientras que la fracción gruesa de las partículas se descarga a través de un orificio de salida inferior (15), caracterizado porque se dispone verticalmente debajo de la primera zona de separación (5) una segunda zona de separación que presenta la forma de una cámara anular (11), presentando unos álabes fijos intercalados (12) dispuestos circunferencialmente alrededor del rotor, siendo la distancia entre la periferia del rotor y dichos álabes fijos (12) inferior a la distancia entre la periferia del rotor y la pared circundante (7) que delimita hacia el exterior la cámara anular de la primera zona de separación (5) del clasificador

La presente invención se refiere a un separador o clasificador de partículas. Más particularmente, la presente invención se refiere un clasificador de partículas destinado a separar partículas sólidas en una mezcla de gases y partículas en dos fracciones mediante la fuerza de la resistencia del aire, la fuerza de la gravedad y la fuerza centrípeta aplicada. 5

ANTECEDENTES

La tecnología de la técnica anterior para separar (o clasificar) partículas en los ciclones utiliza la fuerza centrífuga (fuerza centrípeta) para separar las partículas pequeñas de las partículas de mayor tamaño del modo más efectivo posible.

Los aparatos aptos para dicho propósito se denominan "clasificadores 10 de torbellino forzado" y comprenden un rotor con palas entre las que han de pasar las partículas para escapar con la fracción fina. Todas las partículas de mayor tamaño se encuentran aquí separadas efectivamente.

Constituye, sin embargo, un problema separar cuantitativamente todas las partículas finas de la fracción gruesa. En la siguiente descripción podremos distinguir entre 15 dos tipos de clasificadores torbellino forzado, en particular el tipo de "rotor libre" y el tipo de "álabe fijo".

El tipo de rotor libre presenta un rotor que no llena el diámetro del alojamiento en el que se dispone, lo que permite cargar neumáticamente un flujo de partículas y dispersarlas adecuadamente en un flujo de aire dirigido hacia el exterior de la periferia del 20 rotor. Ello resulta aconsejable, por ejemplo, debido a que resulta efectivo con respecto al volumen de aire / partículas que puede pasar a su través en un cierto período de tiempo y porque provoca un desgaste del rotor comparativamente bajo, etc., ya que las partículas de mayor tamaño nunca entran en contacto con el rotor. Desafortunadamente adolece del inconveniente de que una cierta cantidad de las partículas más finas se pueden adherir a la 25 superficie de las partículas más grandes y, por lo tanto, salir con la fracción gruesa, véase, por ejemplo, el documento US-A-4260478.

En un clasificador de álabe fijo existe únicamente un pequeño espacio de separación entre el rotor y un borde de las palas o álabes fijos que se organizan como una puerta circunferencial que rueda alrededor del rotor y a cuyo través se introduce el aire en el 30 clasificador. Las partículas (material) que se van a clasificar se cargan en el clasificador sin aire o con únicamente un poco de aire para dispersar las partículas. Las partículas que pertenecen a la fracción gruesa se desplazan en general en una dirección descendente dentro del clasificador, en la dirección general del orificio de salida para dicha fracción, y a lo largo de su trayectoria se "golpean" diversas veces de un lado a otro entre los álabes fijos y la parte 35 exterior de las palas del rotor, mientras que al mismo tiempo se exponen a unas turbulencias importantes. Debido a dichos impactos, se liberan las partículas finas que se adhieren a las partículas de mayor tamaño y, por consiguiente, pueden seguir la fracción fina entre la palas del rotor. La ventaja del clasificador de álabes fijos es que la fracción fina se separa de un modo más efectivo de la fracción gruesa. 40

Mientras que el tipo de rotor libre resulta muy efectivo en lo que se refiere a cargar una mezcla de aire y las partículas en un estado disperso, pero menos efectivo con respecto a separar las partículas finas de la fracción gruesa, el clasificador de álabes fijos es superior con respecto a separar las partículas finas de la fracción gruesa, pero presenta una capacidad relativamente baja con respecto a la unidad de volumen / tiempo que se puede 45 cargar al mismo, debido a su capacidad de dispersión menos efectiva.

OBJETIVOS

Constituye un objetivo principal de la presente invención proporcionar un clasificador de partículas que pueda clasificar las partículas en dos fracciones, con una eficiencia superior a la que resultaba posible anteriormente, es decir, con una fracción gruesa que contenga muy pocas partículas finas. 5

Constituye, por lo tanto, un objetivo secundario de la presente invención proporcionar un clasificador de partículas que combine las mejores características de las dos construcciones conocidas y que no se vea afectado por las desventajas de cualquiera de dichos clasificadores.

Además, constituye un objetivo proporcionar un clasificador de 10 partículas que permita cargar un flujo de aire disperso / partículas del mismo modo que el tipo de rotor libre, pero con una separación más efectiva de las partículas finas de la fracción gruesa.

LA INVENCIÓN

Dichos objetivos se alcanzan mediante la presente invención, tal como 15 se define en la reivindicación 1.

Las formas de realización preferidas se dan a conocer mediante las reivindicaciones subordinadas.

El clasificador de partículas según la presente invención comprende una cámara de separación combinada que comprende una primera zona de separación 20 superior que funciona según el principio de una zona de "rotor libre". El aire y las partículas se cargan en dicha zona, preferentemente de un modo principalmente tangencial, lo que proporciona una dispersión muy buena del aire y de las partículas en el flujo de torbellino que se obtiene de este modo en dicha primera zona. El rotor presenta una altura que le permita extenderse en dirección descendente hacia la segunda zona, en una posición inferior de la 25 cámara de separación que está diseñada como una cámara de álabes fijos. En dicha zona los álabes fijos, tal como se ha descrito anteriormente, se disponen alrededor de las palas del rotor.

La presencia de dicha segunda zona inferior de separación garantiza que cualquiera de las partículas finas adheridas a las partículas más grandes y, por 30 consiguiente no pretendidas, que haya pasado por la primera zona de separación superior del clasificador, se exponga a la fuerte tensión mecánica que habitual en un clasificador de álabes fijos. En la práctica, casi todas las partículas finas se liberan, por consiguiente, de las partículas más grandes y pueden circular en dirección ascendente y hacia el exterior con la fracción fina.

A continuación se describe la presente invención más detalladamente 35 a partir de un ejemplo de forma de realización haciendo referencia a los dibujos adjuntos, en los que:

la figura 1 es una vista en sección transversal vertical de un clasificador de partículas según la presente invención,

la figura 2 representa las secciones horizontales en cuatro niveles 40 verticales distintos del clasificador de la figura 1, y

la figura 3 es una vista de una forma de realización alterativa de la presente invención, que comprende dos clasificadores en paralelo.

La mezcla 1 de aire y partículas se carga en el clasificador 2 en una zona de entrada 3 a través de un conducto apto 4. La zona de entrada 3 se representa como una sección horizontal B - B en la figura 2b. Tal como se describe en la presente memoria, la zona de entrada 3 presenta una sección horizontal anular en la que se realiza la mezcla 1 mediante rotación. Para que salga de la zona de entrada 3, se obliga al gas a circular en 5 dirección descendente, tal como se puede observar en el diseño de la pared representado en la figura 1. Mediante dicha circulación descendente, la mezcla de aire y partículas entra en la primera zona de separación 5 que constituye la zona del rotor libre del clasificador. En dicha zona del clasificador, se dispone un rotor 6 en una posición central con una distancia considerable entre la periferia del rotor 6 y la pared exterior 7 del clasificador. Ya en dicha 10 sección, la fuerte aceleración centrípeta que se ejerce sobre la mezcla de aire y partículas facilita el movimiento ascendente de las partículas más finas entre las palas del rotor 6, en dirección hacia, y posteriormente a través de, un orificio de salida 9 del clasificador dispuesto en la parte superior 10 del clasificador. La parte superior 10 y el orificio de salida 9 se representan asimismo en la figura 2a. 15

Desde un nivel vertical determinado dentro de la primera zona de separación 5 se extiende un tabique cónico 8 hacia el interior y en dirección descendente desde la pared exterior 7, formando de este modo una sección cónica invertida. Dicho tabique 8 conduce las partículas más grandes restantes junto con cualquier partícula fina adherida...

1. Clasificador de partículas (2) destinado a la separación de partículas sólidas en una mezcla de gases y partículas (1) en dos fracciones en función del tamaño mediante la fuerza de la gravedad, la fuerza de la resistencia del aire y la fuerza centrípeta aplicada, en el que se carga una mezcla de gases y partículas en el clasificador bien 5 dispersas en una zona de entrada (3) tras lo cual se pone la mezcla en contacto con un rotor (6) en una primera zona de separación (5) que constituye una cámara anular de "rotor libre" de tal modo que los gases y las partículas finas pueden salir a través de un orificio de salida superior (9), mientras que la fracción gruesa de las partículas se descarga a través de un orificio de salida inferior (15), caracterizado porque se dispone verticalmente debajo de la 10 primera zona de separación (5) una segunda zona de separación que presenta la forma de una cámara anular (11), presentando unos álabes fijos intercalados (12) dispuestos circunferencialmente alrededor del rotor, siendo la distancia entre la periferia del rotor y dichos álabes fijos (12) inferior a la distancia entre la periferia del rotor y la pared circundante (7) que delimita hacia el exterior la cámara anular de la primera zona de separación (5) del clasificador. 15

2. Clasificador de partículas según la reivindicación 1, caracterizado porque la segunda zona de separación en forma de una cámara anular (11) se dispone inmediatamente debajo de la primera zona de separación (5), separada únicamente por una sección de pared cónica (8) que se dispone para impulsar la mezcla de gases y partículas hacia una cámara anular con un diámetro inferior al diámetro exterior de la cámara anular que 20 constituye la primera zona de separación (5).

3. Clasificador de partículas según la reivindicaciones 1 o 2, caracterizado porque la primera zona de separación (5) y la segunda zona de separación comprendida por la cámara anular (11) presentan un rotor común (6) con una extensión axial que corresponde a la altura de las dos zonas de separación combinadas. 25

4. Clasificador de partículas según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el clasificador comprende una tapa de inspección (18) a través de la que, si resulta necesario, se puede observar y remplazar el rotor (6), sin tener que desmontar de nuevo el clasificador.

5. Clasificador de partículas según cualquiera de las reivindicaciones 1 30 a 4, caracterizado porque el radio de la cámara anular (11), desde su centro hasta los álabes fijos, es constante, presentando los álabes la misma anchura y disponiéndose substancialmente verticales.

6. Clasificador de partículas según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el radio interior de la cámara anular (11), desde el centro del 35 clasificador hasta los álabes fijos aumenta verticalmente ascendiendo en la cámara anular (11), disponiéndose los álabes (12) inclinados con respecto a un plano vertical o presentando una anchura reducida ascendiendo verticalmente.

7. Clasificador de partículas según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el rotor (6) presenta el contorno de un cuerpo cilíndrico cuando gira. 40

8. Clasificador de partículas según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el rotor (6) presenta el contorno de un cuerpo troncocónico cuando gira.

9. Clasificador de partículas según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 2, caracterizado porque se disponen los rotores (6, 6') separados en la zona de separación 45 (5) y en la zona de separación (11), respectivamente, disponiéndose los rotores (6, 6') concéntricamente entre sí pero, opcionalmente, con diámetros distintos y disponiéndose para girar con velocidades mutuamente independientes.

10. Clasificador de partículas según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque constituye un número de 2 a 6 clasificadores que se disponen en paralelo en un ensamblaje común para alcanzar una capacidad superior y/o una característica adicional de una mejor separación.