Un conjunto (46) de placa de filtro, que comprende una primera placa (68a) de filtro que tiene una primera superficie,

una segunda placa (68) de filtro que tiene una segunda superficie orientada hacia dicha primera superficie, dichas primera y segunda placas de filtro son móviles entre una posición abierta y una posición cerrada una con respecto a la otra, en el que en dicha posición cerrada, una parte interior de dicha primera superficie está espaciada de una parte interior de dicha segunda superficie para definir en medio una cámara (70) de filtro; y en el que dicho conjunto (46) de placa de filtro es capaz de crear un sello entre dicha primera placa de filtro y dicha segunda placa de filtro (88, 89), en el que dicha cámara (70) de filtro tiene una anchura W2 longitudinal y un perímetro (96); en el que al menos una parte de dicha cámara (70) de filtro está revestida con un medio de filtro; caracterizándose dicho conjunto (46) de placa de filtro porque define una sección sellada de dicho perímetro (96), extendiéndose dicha sección sellada una longitud menor que una longitud total de dicho perímetro (96) de manera tal que dicho conjunto de placa de filtro define también una sección (98) abierta de dicho perímetro (96), estando dimensionada y conformada dicha sección abierta para permitir que la torta de partículas sea retirada de dicha cámara de filtro, teniendo dicha sección (98) abierta una anchura W1 longitudinal sustancialmente igual a la anchura W2 de la cámara (70); y un cierre (104) alargado está configurado para ser móvil entre una primera posición que cierra dicha sección (98) abierta y una segunda posición que no cierra dicha sección (98) abierta, siendo dicho cierre (104) además capaz de sellar dicha sección (98) abierta de dicho perímetro (96) en dicha primera posición

Campo de la invención

La presente invención se refiere generalmente al campo de separación de componentes líquidos y sólidos de una mezcla. Más específicamente, la presente invención se refiere a un conjunto de placa de filtro mejorado y a procedimientos y dispositivos de filtrado asociados.

Descripción de la técnica relacionada

La separación de componentes sólidos y líquidos de una mezcla de sólido-líquido, o suspensión, es un procedimiento necesario o deseable en muchas industrias. En muchas aplicaciones de filtrado, la suspensión es un producto de desecho y es deseable separar la materia sólida y de la líquida y eliminarlas por separado. Con frecuencia, el componente sólido puede ser un material peligroso y el componente líquido puede ser reutilizado o reciclado. En otras aplicaciones, el componente líquido puede ser el producto final, tal como en la industria de los zumos, por ejemplo. En esta aplicación, el componente sólido se separa deseablemente del líquido para aportar pureza y claridad al zumo.

Un procedimiento para separación de líquidos y sólidos se conoce como filtrado de superficie. En un procedimiento de filtrado de superficie, la mezcla de líquido-sólido pasa a través de un elemento de filtro bajo la influencia de la gravedad o de una presión relativamente baja. El componente líquido de la mezcla pasa a través del elemento de filtro, mientras que el componente sólido es mantenido principalmente en la superficie del elemento de filtro. Sin embargo, con este tipo de procedimiento de filtrado, una vez que la superficie del elemento de filtro está substancialmente cubierta con materia en partículas sólidas, el líquido deja de ser capaz de pasar a través del elemento de filtro. Seguidamente, el elemento de filtro debe ser limpiado o sustituido. Por lo tanto, los procedimientos de filtrado de superficie son útiles solamente para el filtrado de suspensiones que tienen una baja concentración de materia sólida.

Otro procedimiento de filtrado de suspensiones con concentraciones relativamente altas de material sólido utiliza un aparato conocido como un filtro prensa, que opera bajo un principio de filtrado por desplazamiento. Un filtro prensa utiliza una serie de placas de filtro situadas contiguas entre sí. Se define un espacio entre cada par de placas de filtro y cada espacio está revestido con medio filtrante. Típicamente, cada una de las placas de filtro incluye una abertura central para permitir que todos los espacios entre cada par de placas comuniquen entre sí. Está dispuesta una entrada para introducir la suspensión en los espacios interconectados en un lado corriente arriba del medio filtrante. Una o más salidas comunican con cada espacio en un lado corriente abajo del elemento de filtro.

La suspensión se introduce a través de la entrada para llenar todos los espacios individuales entre las placas del filtro. Una vez que los espacios están llenos, la presión ejercida por la suspensión de entrada se incrementa de manera tal que el componente líquido se desplaza a través del medio de filtro y la materia en partículas sólida se retiene dentro de los espacios corriente arriba del medio de filtro. El líquido filtrado, o filtrado, se mueve a la(s) salida(s), donde se descarga. El ciclo de filtrado continúa hasta que cada uno de los espacios está substancialmente lleno con material en partículas. De esta manera, el filtro prensa utiliza substancialmente la totalidad del volumen de los espacios, en vez de depender del área de la superficie del medio de filtro, como es el caso con los procedimientos de filtrado de superficie. El documento US1302813 divulga un filtro prensa que tiene un tubo dotado con boquillas dirigidas hacia el interior de los bastidores del contenedor. Agua o alguna otra sustancia es forzada a través del tubo y de las boquillas contra la torta y la torta es cortada por la acción impactante de los chorros y se separada. Cada bastidor está dotado en su extremo inferior de una abertura, que normalmente es cerrada por una compuerta.

La “torta” de partículas sólidas que queda en cada espacio individual después del ciclo de filtrado debe ser retirada en la preparación de un ciclo de filtrado subsiguiente. La retirada de la torta de partículas se puede realizar manualmente o, en algunos casos, automáticamente. En cualquier caso, las placas del filtro deben ser separadas entre sí al menos una distancia igual al espesor de la torta de partículas para permitir que la torta de partículas se descargue de la cavidad del filtro. Debido a que se pueden utilizar como máximo un centenar o más de placas individuales, el procedimiento de limpieza es muy lento y da lugar a un tiempo de inactividad excesivo, en el que el filtro prensa no se utiliza. Además, el filtro prensa debe ser substancialmente más largo que una longitud de las placas de filtro con el fin de disponer de espacio para separar las placas. Además, debido a la disposición de múltiples placas que necesitan estar separadas, los sistemas de limpieza de filtros totalmente automatizados empleados con prensas de filtro convencionales son complejos y con frecuencia prohibitivamente costosos.

Sumario de la Invención

Las realizaciones y procedimientos preferentes permiten la descarga automática de la torta de un filtro prensa de una manera económica. Las realizaciones y los procedimientos preferentes permiten que la torta de partículas se descargue de las cámaras de filtro de un filtro prensa, mientras que las placas de filtro individuales se mantienen en una posición compacta o condensada. Es decir, preferiblemente, la descarga de la torta es permitida con las placas de filtro individuales separadas una distancia que es menor que un espesor de la torta de partículas. Más preferiblemente, las placas de filtro individuales se mantienen en contacto entre sí durante la descarga de la torta de partículas. Consecuentemente, un conjunto de placa de filtro, un filtro prensa y un procedimiento de filtrado se reivindican de acuerdo con las reivindicaciones 1, 6 y 10.

El conjunto de placa del filtro de la reivindicación 1 incluye una primera placa de filtro y una segunda placa de filtro. La primera placa de filtro tiene una primera superficie y la segunda placa de filtro tiene una segunda superficie orientada hacia la primera superficie. La primera y segunda placas de filtro son móviles entre una posición abierta y una posición cerrada una con respecto a la otra. Cuando las placas de filtro están en la posición cerrada, una parte interior de la primera superficie está espaciada de una parte interior de la segunda superficie para definir entre las mismas una cámara de filtro que tiene un perímetro. El conjunto de la placa del filtro es capaz de crear un sello entre la primera placa de filtro y la segunda placa de filtro, definiendo así una sección sellada del perímetro. La sección sellada se extiende una longitud menor que una longitud total del perímetro, de manera tal que el conjunto de la placa de filtro también define una sección abierta del perímetro. La sección abierta está dimensionada y conformada para permitir que la torta de partículas sea retirada de la cámara de filtro. El conjunto de la placa de filtro también tiene un cierre configurado para ser móvil entre una primera posición que cierra la sección abierta y una segunda posición que no cierra la sección abierta. El cierre es además capaz de sellar la sección abierta del perímetro en la primera posición.

El procedimiento de filtrado de la reivindicación 6 incluye la formación de una cámara de filtro sellada con un conjunto de placa de filtro. El conjunto de placa de filtro tiene una primera placa de filtro, una segunda placa de filtro, y un cierre. La primera placa de filtro y la segunda placa de filtro son móviles desde una posición abierta hasta una posición cerrada una con respecto a la otra para cerrar parcialmente la cámara de filtro, definiendo así una sección abierta de la cámara de filtro. El cierre está configurado para cerrar la sección abierta de la cámara de filtro sellada. Una suspensión se introduce en la cámara de filtro. Un líquido de la suspensión es forzado a través de un medio filtrante que reviste al menos una parte de la cámara del filtro hasta que se forma una torta de partículas dentro de la cámara de filtro, que ocupa una parte substancial de la cámara de filtro. El cierre se retira manteniendo al mismo tiempo la primera placa de filtro y la segunda placa de filtro en la posición cerrada y la torta de partículas se descarga a través de la sección abierta de la cámara de filtro.

El filtro prensa... [Seguir leyendo]

1. Un conjunto (46) de placa de filtro, que comprende una primera placa (68a) de filtro que tiene una primera superficie, una segunda placa (68) de filtro que tiene una segunda superficie orientada hacia dicha primera superficie, dichas primera y segunda placas de filtro son móviles entre una posición abierta y una posición cerrada una con respecto a la otra, en el que en dicha posición cerrada, una parte interior de dicha primera superficie está espaciada de una parte interior de dicha segunda superficie para definir en medio una cámara (70) de filtro; y en el que dicho conjunto (46) de placa de filtro es capaz de crear un sello entre dicha primera placa de filtro y dicha segunda placa de filtro (88, 89), en el que

dicha cámara (70) de filtro tiene una anchura W2 longitudinal y un perímetro (96); en el que al menos una parte de dicha cámara (70) de filtro está revestida con un medio de filtro; caracterizándose dicho conjunto (46) de placa de filtro porque define una sección sellada de dicho perímetro (96), extendiéndose dicha sección sellada una longitud menor que una longitud total de dicho perímetro (96) de manera tal que dicho conjunto de placa de filtro define también una sección (98) abierta de dicho perímetro (96), estando dimensionada y conformada dicha sección abierta para permitir que la torta de partículas sea retirada de dicha cámara de filtro, teniendo dicha sección (98) abierta una anchura W1 longitudinal sustancialmente igual a la anchura W2 de la cámara (70); y

un cierre (104) alargado está configurado para ser móvil entre una primera posición que cierra dicha sección (98) abierta y una segunda posición que no cierra dicha sección (98) abierta, siendo dicho cierre (104) además capaz de sellar dicha sección (98) abierta de dicho perímetro (96) en dicha primera posición..

2. El conjunto (46) de placa de filtro de la reivindicación 1, que comprende además un bastidor (72) entre dicha primera placa (68a) de filtro y dicha segunda placa (68) de filtro, definiendo dicho bastidor (72) al menos una parte de dicha sección (98) abierta de dicho perímetro (96), en el que preferiblemente:

- dicho perímetro tiene cuatro lados, delimitando dicho bastidor tres lados de dicho perímetro; o

- dicho bastidor está enchavetado en al menos una de entre dicha primera placa de filtro y dicha segunda placa de filtro para inhibir la expansión de dicho bastidor en respuesta a la presión dentro de dicha cámara de filtro.

3. El conjunto de placa de filtro de la reivindicación 1, en el que dicho cierre (104) porta un raspador (106), teniendo dicho raspador una superficie raspadora que se extiende entre dicha primera superficie y dicha segunda superficie y está configurada para impulsar la torta de partículas dentro de dicha cámara de filtro hacia dicha sección (98) abierta cuando dicho cierre (104) se mueve hasta dicha segunda posición.

4. El conjunto de placa de filtro de la reivindicación 3, en el que:

- dicha superficie de raspador se extiende sustancialmente totalmente a través de dicha cámara de filtro desde dicha primera superficie hasta dicha segunda superficie; o

- dicho raspador comprende múltiples superficies raspadoras espaciadas entre sí que segmentan la torta de partículas dentro de dicha cámara de filtro; o

- dicho raspador comprende un paso de fluido interno configurado para llevar un fluido en comunicación térmica con una torta de partículas dentro de dicha cámara de filtro; o

- dicho cierre lleva al menos una boquilla (148) pulverizadora, dicha boquilla pulverizadora conectada a una fuente de fluido de lavado y que está configurada para dirigir un aerosol de fluido de lavado hacia al menos una de entre dicha primera superficie y dicha segunda superficie.

5. El conjunto de placa de filtro de la reivindicación 1, en el que:

- dicho cierre comprende una parte que se extiende hacia dentro de dicha cámara de filtro, soportando dicha parte al menos un saliente (166) de mantenimiento que se extiende sustancialmente a través de dicha cámara de filtro desde dicha primera superficie hasta dicha segunda superficie; o

- dicho perímetro incluye un perímetro exterior y una longitud de dicho perímetro exterior es igual a una longitud de dicha sección sellada más una longitud de dicha sección abierta.

6. Procedimiento de filtrado, que comprende:

formación de una cámara de filtro sellada con un conjunto de placa de filtro que comprende una primera placa de filtro, una segunda placa de filtro y un cierre, siendo dichas primera placa de filtro y dicha segunda placa de filtro móviles desde una posición abierta hasta una posición cerrada una con respecto a la otra, definiendo dicha cámara de filtro un perímetro que tiene una anchura W2 longitudinal, caracterizado porque

el cierre es alargado, dicha primera placa de filtro y dicha segunda placa de filtro cierran parcialmente dicha cámara de filtro en dicha posición cerrada, definiendo así una sección abierta de dicha cámara de filtro, teniendo dicha sección abierta una anchura W1 longitudinal sustancialmente igual a la anchura W2 de la cámara, estando dicho cierre configurado para cerrar dicha sección abierta de dicha cámara de filtro sellada;

que fuerza un componente líquido de dicha suspensión a través de un medio de filtro que reviste al menos una parte de dicha cámara de filtro hasta que una torta de partículas está formada dentro de dicha cámara de filtro, ocupando dicha torta de partículas una parte sustancial de dicha cámara de filtro;

mantenimiento de dicha primera placa de filtro y dicha segunda placa de filtro en dicha posición cerrada; y

descarga de dicha torta de partículas a través de dicha sección abierta de dicha cámara de filtro

7. El procedimiento de la reivindicación 6, que comprende además la colocación de un bastidor entre dicha primera placa de filtro y dicha segunda placa de filtro que definen dicha sección abierta, que comprende además, preferiblemente, el enchavetado de dicho bastidor a al menos una de dichas primera placa de filtro y segunda placa de filtro para inhibir la expansión de dicho bastidor en respuesta a la presión dentro de dicha cámara de filtro.

8. El procedimiento de la reivindicación 6, en el que dicha descarga de dicha torta de partículas es facilitada por un raspador, que es móvil a través de dicha cámara de filtro junto con el movimiento de dicho cierre alejada de dicha sección abierta.

9. El procedimiento de la reivindicación 6, que comprende además:

- provisión de un raspador dentro de dicha cámara de filtro durante un ciclo de filtrado, dicho raspador configurado para segmentar dicha torta de partículas; o

- provisión de un raspador dentro de dicha cámara de filtro durante un ciclo de filtrado, secado de dicha torta de partículas dentro de dicha cámara de filtro circulando un fluido caliente dentro de un paso de fluido interno de dicho raspador; o

- dirección de un aerosol de fluido de lavado hacia dicho medio de filtro después de dicha descarga de dicha torta de partículas a través de dicha sección abierta de dicha cámara de filtro y manteniendo al mismo tiempo dicha primera placa de filtro y dicha segunda placa de filtro en dicha posición cerrada; o

- resistencia de la deformación de dicha primera placa de filtro y dicha segunda placa de filtro en respuesta a la presión externa de dicha cámara de filtro, colocando al menos un saliente de mantenimiento dentro de dicha cámara de filtro durante un ciclo de filtrado, siendo portado dicho saliente de mantenimiento por dicho cierre.

10. Una prensa 20 de filtro, que comprende:

un bastidor (150) que incluye una superficie de soporte;

un cabezal (44) estacionario;

un cabezal (42) desplazable;

una pluralidad de placas de filtro, como las definidas en la reivindicación 1, soportadas por dicha superficie de soporte entre dicho cabezal estacionario y dicho cabezal desplazable, siendo dicha pluralidad de placas de filtro móviles unas con respecto a otras a lo largo de dicha superficie de soporte entre una posición separada y una posición condensada;

un generador 34 de fuerza configurado para aplicar una fuerza dicho cabezal desplazable en una dirección hacia dicho cabezal estacionario para comprimir dicha pluralidad de placas de filtro entre dicho cabezal desplazable y dicho cabezal estacionario;

en el que pares contiguos de dichas placas (68) de filtro son del primero y del segundo tipo, y están configurados para formar una cámara de filtro parcialmente sellada cuando dicho generador de fuerza aplica una fuerza suficiente para crear un sello entre dicha pluralidad de placas de filtro, un perímetro (96) de dicha cámara de filtro que tiene una anchura W2 longitudinal y que comprende una sección (98) abierta, teniendo dicha sección abierta una anchura W1 longitudinal sustancialmente igual a la anchura W2 de la cámara (70);

un cierre (104) alargado configurado para cerrar dicha sección (98) abierta, siendo dicho cierre retirable de dicha sección abierta para permitir que las partículas sean retiradas de dichas cámaras de filtro con dicha pluralidad de placas de filtro en dicha posición condensada.

11. El filtro prensa de la reivindicación 10, que comprende además un bastidor (72) interpuesto entre dicha cada una de dicha pluralidad de placas (68) de filtro, definiendo cada bastidor al menos una parte de dicha sección (98) abierta de dicho perímetro (96) de una correspondiente de dichas cámaras de filtro.

12. El filtro prensa de la reivindicación 10, en el que:

- dicha pluralidad de placas (68) de filtro definen un eje longitudinal alineado con una dirección de movimiento de dicho cabezal desplazable, estando dicha sección abierta de una de dicha cámara de filtro descentrada radialmente con respecto a dicho eje longitudinal de dicha sección abierta de una cámara de filtro contigua; o

- dicho perímetro incluye un perímetro exterior y una longitud de dicho perímetro exterior es igual a una longitud de dicha sección abierta más una longitud de dicha sección parcialmente sellada de dicha cámara de filtro.

13. El filtro prensa de la reivindicación 10, en el que cada uno de dicha pluralidad de cierres (104) lleva un raspador (106), teniendo dicho raspador una superficie raspadora que se extiende a través de dicha cámara de filtro y configurada para impulsar la torta de partículas dentro de dicha cámara de filtro hacia dicha sección abierta cuando dicho cierre se mueve a una posición retirada de dicha sección abierta, preferiblemente

- que comprende además un mecanismo de accionamiento configurado para mover dicha pluralidad de cierres desde una posición que cierra dichas secciones abiertas hasta un aposición retirada de dichas secciones abiertas; o

- en el que dichos raspadores comprenden múltiples superficies raspadoras espaciadas entre sí que segmentan la torta de partículas dentro de dicha cámara de filtro; o

- en el que dichos raspadores comprenden un paso de fluido interno configurado para poner un fluido en comunicación térmica con la torta de partículas dentro de dicha cámara de filtro.

14. El filtro prensa de la reivindicación 10, en el que

- cada uno de dicha pluralidad de cierres porta al menos un aboquilla (148) de pulverización, dicha boquilla de pulverización conectada a una fuente de fluido de lavado y que está situada dentro de dicha cámara de filtro cuando dicho cierre está en una posición que cierra dicha sección abierta, dicha boquilla de pulverización configurada para dirigir un aerosol de fluido de lavado hacia un medio de filtro dentro de ficha cámara de filtro; o

 cada uno de dicha pluralidad cierres (104) comprende una parte que se extiende hacia dentro de dicha cámara de filtro, soportando dicha parte al menos un saliente 166 de mantenimiento que se extiende sustancialmente a través de dicha cámara de filtro para inhibir el colapso de dicha cámara de filtro debido a la presión externa sobre dicha cámara de filtro.

