DISPOSITIVO DE SEPARACIÓN Y MÉTODO.

Un separador rotatorio centrífugo de tipo placa para separar uno o más componentes de una corriente de alimentación que tiene portadores que pueden rotarse (1,

2) que comprende un primer portador externo que puede rotarse (1) y un segundo portador interno que puede rotarse (2), donde el segundo portador (2) está dispuesto coaxialmente en el primer portador (1) alrededor de un eje donde ambos portadores (1,2) pueden rotarse alrededor del eje y que comprenden una o más placas curvas (6), donde la una o más placas (6) están sostenidas por el primer portador (1) y donde dichas placas (6) son al menos parcialmente flexibles y/o están conectadas de manera rotatoria a dicho segundo portador (2), de manera que dichas placas (6) son capaces de desplegarse durante la descarga de sólidos, comprendiendo además medios de alimentación en un extremo (16) del separador para suministrar una corriente de alimentación a separar y medios de descarga en un extremo opuesto (17) del separador para descargar corrientes separadas, donde entre placas curvas adyacentes (6) y el primer y segundo portador (1,2) se definen espacios confinados para la separación de la corriente de alimentación bajo la influencia de fuerzas centrífugas, caracterizado porque el primer portador (1) puede retirarse axialmente del segundo portador (2) para retirar los componentes recolectados en las placas (6)

[0001] La presente invención está dirigida a un separador rotatorio del tipo de placa y a un método para separar uno o más componentes provenientes de una corriente de fluido (gas, líquido o combinaciones de éstos).

Los dispositivos para separar los componentes de un fluido (gas, líquido o combinaciones de éstos) son 5 conocidos en la técnica. Un tipo de dispositivo de separación separa diferentes fluidos y/o sólidos provenientes de fluidos o gotitas o partículas de gases mediante una diferencia en la gravedad específica. Por ejemplo en sedimentadores, este tipo de técnica de separación se aplica utilizando la gravedad como la fuerza impulsora. Para ciertas aplicaciones, donde hay pequeñas partículas o gotitas dispersas en un fluido o gas, la gravedad no es suficiente para separar las diferentes fases. Para mejorar la separación, se utiliza la fuerza centrífuga. Por ejemplo, en la 10 industria láctea, para separar las partículas de grasa de la leche entera, las centrífugas constituyen separadores apropiados. Debido a sus elevadas velocidades de rotación, estos dispositivos pueden alcanzar aceleraciones centrífugas que están en órdenes de magnitud varias veces superiores a la aceleración gravitatoria. Esto trae como consecuencia que la velocidad de separación sea muy elevada y la separación muy eficiente. Para mejorar aún más la eficiencia de estas centrífugas, a menudo se les proporcionan agregados. Estos agregados aumentan la eficiencia 15 evitando la turbulencia y aumentan el área efectiva de superficie. Los agregados más frecuentemente utilizados son placas de diferentes configuraciones y tamaños.

Robert Plat describe en su tesis de doctorado “Gravitational and centrifugal oil-water separators, with plate pack internals”, Delft University of Technology, 1994 (ISBN:90-6275-985-8), entre otras técnicas de separación, centrífugas con empaquetamiento de placas que contienen diferentes disposiciones geométricas de paquetes de placas. Una 20 geometría específica descrita por Plat en más detalle consiste en un conjunto de placas colocadas paralelas al eje de rotación. Las placas en estas centrífugas están posicionadas en un ángulo relativo al radio.

[0004] Una ventaja de este dispositivo consiste en que la dirección del flujo de alimentación del fluido contaminado es paralela, o sustancialmente paralela, al árbol de rotación. Como resultado, no hay flujo contrario de fluido contaminado o éste es despreciable. Tal flujo contrario es por ejemplo una de las desventajas de un sistema de centrífuga de disco 25 apilado tal como el descrito en el Apéndice D de la tesis de doctorado de Plat. La ausencia de un flujo contrario de fluido contaminado hace al dispositivo menos dependiente del flujo de alimentación, con respecto a las diferentes densidades de los componentes, y con respecto a las diferentes viscosidades de los componentes.

Con placas radiales la distancia entre placas aumenta hacia el radio externo. Las gotitas que entran al paquete cerca del radio externo tienen que viajar una distancia mayor para alcanzar la superficie de una placa con respecto a 30 las gotitas que entran al paquete cerca del radio interno. Debido a que la velocidad del flujo de fase continua aumenta con la distancia de la placa, el líquido que entra al paquete de placas cerca del radio externo tendrá un tiempo de residencia relativamente bajo. Conjuntamente con la mayor distancia de asentamiento, esto afectará negativamente la eficiencia de separación cerca del radio externo. Plat por lo tanto sugiere el uso de placas curvas en lugar de placas planas, haciendo de esta manera que las placas estén más o menos equidistantes. 35

Una desventaja principal del dispositivo descrito por Plat radica en que es muy difícil limpiar, en particular retirar del paquete de placas cualesquiera sólidos depositados. La limpieza de los paquetes de placas es difícil debido a la distancia relativamente pequeña entre las placas y a la configuración curva de las placas. La configuración curva dificulta la entrada al espacio entre las placas con estregaderas en otra dirección que no sea la dirección del eje de rotación del paquete de placas. Plat reconoce esta desventaja en su tesis declarando que el calado de los paquetes de 40 placas mediante lámina es a menudo un problema, en particular en la industria alimenticia, debido a aspectos higiénicos. Sería deseable tener un dispositivo con una eficiencia de separación comparable o aún mejor el cual fuera fácil de limpiar.

[0007] Es más, es desventajoso debido a que se requiere un procedimiento complejo en este dispositivo para aislar un componente valioso pesado. 45

Otro tipo de dispositivo de separación se presenta en la GB-A-1 476 670, la cual expone un separador que tiene un portador interno con paletas radiales sujetas al mismo. El portador interno y las paletas están montados de manera rotatoria en un casco externo, que puede rotarse independientemente de las paletas y del portador interno. Durante la separación el casco externo rota, el líquido que entra al separador rota igualmente mediante la acción rotatoria del casco externo. Esta acción rotatoria del líquido incorpora al portador interno y a las paletas. Por tanto, durante la 50 operación normal el portador interno está rotando a aproximadamente la misma velocidad que el casco externo. Cuando el aparato requiere limpieza, se detiene de inmediato el movimiento del portador interno mediante un freno. Mediante esta acción de frenado, las paletas frotan el lado interno del casco externo, generando así turbulencia. Esta turbulencia liberará cualquier obstrucción que haya ocurrido en el interior del casco externo. Sin embargo, esta operación no elimina la obstrucción que provoca el material a las propias paletas, lo cual constituye una desventaja de 55 este aparato.

Una desventaja adicional del aparato de la patente GB-A-1 476 670 es el complejo sellado de los miembros rotatorios externos e internos. Una desventaja adicional radica en que la obstrucción de las paletas es difícil de eliminar. Si la masa estacionaria es la masa valiosa y recuperable, este aparato no es apropiado ya que necesita la fase líquida para retirar la fase sólida.

[0010] La WO-A-99/54 021 presenta otro separador adicional. Este documento expone un tipo de separador rotatorio 5 con un conjunto de placas apiladas flexibles en forma de disco. Para limpiar las placas, el separador se mantiene inmóvil. Debido a la fuerza gravitatoria, las placas del separador se flexionan hacia abajo y por lo tanto se frotan una contra la otra. Esta acción de frotación se expone como suficiente para limpiar las placas.

Una desventaja de este separador radica en que hace extremadamente difícil la recolección de la masa sólida del separador. Una desventaja adicional radica en que las placas flexibles pueden adherirse entre sí cuando el aparato 10 está fuera de servicio.

Otro separador se presenta en la SU-A-1 369 810. Este separador está provisto de un primer portador al cual se sujetan placas flexibles de separación. Las placas del separador penetran a través de las ranuras en una taza la cual puede rotarse bajo un ángulo predeterminado con respecto al primer portador. Al rotar la taza, las ranuras se mueven en relación con el portador y por tanto se deslizan a lo largo de la superficie de las placas. Esto ejerce una acción 15 limpiadora sobre las placas las cuales quedan limpias.

De nuevo este aparato es poco apropiado para recolectar la masa sólida del separador. Con esta acción de frotación y limpieza de nuevo se necesita la fase líquida para limpiar, rediluyendo por tanto los sólidos valiosos. Una desventaja adicional de la taza de frotación es que las placas no pueden suministrarse con espaciadores o calcos, ya que estos obstruirían el deslizamiento de las placas dentro de las ranuras de la taza de frotación. Sin los espaciadores, 20 a altas velocidades de rotación las placas flexibles pueden deformarse, deteriorando por tanto un buen comportamiento de la separación.

La publicación GB-A- 1 031 522 expone un aparato para eliminar gotitas líquidas incorporadas en una corriente de aire componiendo eliminaciones rotatorias con una estructura de rotor y un montaje de cuchillas en éste.

El objeto de la presente invención es por tanto la mejora de los separadores conocidos en la técnica tal como se 25 describieron anteriormente.

Los inventores encontraron que este objeto puede lograrse utilizando placas capaces de desplegarse... [Seguir leyendo]

1. Un separador rotatorio centrífugo de tipo placa para separar uno o más componentes de una corriente de alimentación que tiene portadores que pueden rotarse (1,2) que comprende un primer portador externo que puede rotarse (1) y un segundo portador interno que puede rotarse (2), donde el segundo portador (2) está dispuesto coaxialmente en el primer portador (1) alrededor de un eje donde ambos portadores (1,2) pueden rotarse alrededor del eje y que comprenden una o más placas curvas (6), donde la una o más placas (6) están sostenidas por el primer 5 portador (1) y donde dichas placas (6) son al menos parcialmente flexibles y/o están conectadas de manera rotatoria a dicho segundo portador (2), de manera que dichas placas (6) son capaces de desplegarse durante la descarga de sólidos, comprendiendo además medios de alimentación en un extremo (16) del separador para suministrar una corriente de alimentación a separar y medios de descarga en un extremo opuesto (17) del separador para descargar corrientes separadas, donde entre placas curvas adyacentes (6) y el primer y segundo portador (1,2) se definen 10 espacios confinados para la separación de la corriente de alimentación bajo la influencia de fuerzas centrífugas, caracterizado porque el primer portador (1) puede retirarse axialmente del segundo portador (2) para retirar los componentes recolectados en las placas (6).

2. El separador según la reivindicación 1 donde al menos parte de las placas (6) están hechas de un material flexible.

3. El separador según la reivindicación 1 o 2 donde al menos parte de las placas (6) están conectadas de manera 15 rotatoria al segundo portador (2).

4. El separador según la reivindicación 3 donde al menos parte de las placas (6) están hechas de un material rígido donde estas placas (6) son capaces de girar en pivote con respecto al segundo portador (2).

5. El separador según cualquiera de las reivindicaciones precedentes donde, el primer portador (1) es en forma de un cilindro cerrado, el cual es guiado de manera rotatoria en un árbol de rotación. 20

6. El separador según la reivindicación 5, donde dicha una o más placas (6) están montadas en dicho segundo portador (2), cuyas placas (6) al menos parcialmente se extienden desde dicho segundo portador (2) a dicho primer portador (1).

7. El separador según la reivindicación 5 o 6, donde un ángulo α entre el radial del segundo portador (2) y la tangente de las placas (6) en la unión de la placa con el segundo portador (2) es más de 0º.

8. El separador según cualquiera de las reivindicaciones precedentes donde dicha una o más placas (6) son curvas o 25 configuradas en un arco predeterminado.

9. El separador según las reivindicaciones 6-8, donde dicha una o más placas (6) están montadas en dicho segundo portador (2) mediante una junta flexible.

10. El separador según la reivindicación 8 o 9, donde dichas placas (6) comprenden al menos dos hileras diferentes de placas (6) y donde al menos una placa deflectora (7) está provista en un espacio entre dos hileras de placas (6), 30 preferiblemente una placa deflectora circular.

11. El separador según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde dichas placas flexibles (6) son elásticas, i. e. regresan a su forma inicial después de la deformación.

12. El separador según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde el ángulo α entre el radial del segundo portador (2) y la tangente de las placas en la unión de la placa (6) con el segundo portador (2) es de 5-85º, 35 más preferiblemente de 10-45º.

13. El separador según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde en la proximidad del medio de alimentación del separador está provisto de manera rotatoria un cepillo en forma de cilindro (25).

14. El separador según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde en el lado opuesto (17) del separador con respecto a la entrada del medio de alimentación está provisto de manera rotatoria un cepillo adicional en forma de 40 cilindro (25).

15. Método para separar uno o más componentes de una corriente de alimentación que comprende los pasos de:

- proporcionar un separador según cualquiera de las reivindicaciones 1-14.

- alimentar una corriente de alimentación al separador,

- recolectar uno o más componentes rotando el primer y el segundo portador (1,2) y las placas (6) entre ellas, 45

- detener la alimentación,

- retirar la alimentación remanente del separador, caracterizado por

- abrir separador mediante el retiro axial del primer portador (1),

- desplegar las placas (6) al rotar el segundo portador (2) y las placas de separación (6) sujetas a éste.

- recolectar los componentes que son expulsados de las placas extendidas (6).