Centrífuga decantadora.

Separador centrífugo para separar sólidos de una mezcla líquida,

en la que están suspendidas partículas sólidas en un líquido que tiene una densidad menor que la de las partículas, separador centrífugo que incluye

- un rotor (1) que tiene un eje central (R), alrededor del cual puede girar a una primera velocidad,

- un transportador (2) de husillo sin fin, que está dispuesto en el rotor (1) y puede girar alrededor de dicho eje central (R) a una segunda velocidad que difiere de dicha primera velocidad, y

- un dispositivo de accionamiento, que está adaptado para la rotación del rotor (1) a dicha primera velocidad y del transportador (2) de husillo sin fin a dicha segunda velocidad,

- estando el rotor (1) soportado en rotación sólo en uno de sus extremos a través de un árbol (5) de rotor, que está dispuesto de modo que el eje central del rotor se extiende sustancialmente en vertical,

- teniendo el rotor (1) una entrada para dicha mezcla en forma de al menos un canal (22-24) de entrada, que se ex- tiende al interior del rotor en dicho uno de sus extremos, una salida de líquido para líquido separado en forma de al menos un canal (12; 66-68) de salida, que se extiende fuera del rotor en dicho uno de sus extremos y una salida (13) de lodos para sólidos separados situada en el otro extremo opuesto del rotor,

- incluyendo el rotor una parte (6) cónica, en cuyo vértice está situada dicha salida (13) de lodos,

- estando formado el transportador (2) de husillo sin fin para el transporte de sólidos separados a través de dicha parte (6) cónica del rotor hacia la salida (13) de lodos,

- estando enganchado el transportador (2) de husillo sin fin para la rotación con un árbol (8) de transportador, que se extiende axialmente a través del árbol (5) de rotor y está acoplado junto con dicho dispositivo de accionamiento, caracterizado porque

- el árbol (5) de rotor y el árbol (8) de transportador están acoplados entre sí a través de un dispositivo (3) de engra- naje, que incluye tres elementos (33, 35, 37) de engranaje que actúan conjuntamente, de los que un primer elemento (33) de engranaje está conectado con el árbol (5) de rotor y un segundo elemento (35) de engranaje está conectado con el árbol (8) de transportador, estando dichos tres elementos (33, 35, 37) de engranaje adaptados para girar unos con respecto a otros alrededor de una prolongación del eje central del rotor (R), y porque dicho canal (22-24) de entrada se extiende centralmente a través del dispositivo (3) de engranaje.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/SE1999/001053.

Solicitante: ALFA LAVAL CORPORATE AB.

Nacionalidad solicitante: Suecia.

Dirección: BOX 73 221 00 LUND SUECIA.

Inventor/es: STROUCKEN, KLAUS, RIDDERSTRÅLE,ROLF.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • B04B1/20 SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES.B04 APARATOS O MAQUINAS CENTRIFUGAS UTILIZADAS PARA LOS PROCEDIMIENTOS FISICOS O QUIMICOS.B04B CENTRIFUGADORES (tambores de gran velocidad para la desintegración B02C 19/11). › B04B 1/00 Centrifugadores de tambores rotativos con paredes compactas para la separación de mezclas esencialmente líquidas que contengan o no partículas sólidas. › evacuando del tambor las partículas sólidas por medio de un tornillo transportador que tiene el mismo eje que el tambor y que gira en relación con este tambor.
  • B04B11/02 B04B […] › B04B 11/00 Alimentación, carga, o descarga de los tambores (B04B 1/00, B04B 3/00, B04B 7/04 tienen prioridad). › Alimentación o descarga en continuo; Sistemas de control a este efecto.
  • B04B11/08 B04B 11/00 […] › Dispositivos para quitar la espuma o rascadores, para la evacuación.
  • B04B9/08 B04B […] › B04B 9/00 Propulsiones especialmente concebidas para los centrifugadores; Disposiciones de los mecanismos de transmisión; Suspensión o equilibrado de los tambores rotativos. › Disposiciones de los mecanismos de transmisión.
  • B04B9/12 B04B 9/00 […] › Suspensión de tambores rotativos.

PDF original: ES-2431922_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Centrífuga decantadora.

La presente invención se refiere a un separador centrífugo para la separación de sólidos de una mezcla líquida, en el que partículas de este tipo están suspendidas en un líquido que tiene una densidad menor que la de las partículas. Particularmente, la invención se refiere a una denominada centrífuga decantadora, que incluye un rotor que tiene un eje central alrededor del cual puede girar a una primera velocidad, un transportador de husillo sin fin, que está dispuesto en el rotor y puede girar alrededor de dicho eje central a una segunda velocidad que difiere de dicha primera velocidad, y un dispositivo de accionamiento adaptado para la rotación del rotor a dicha primera velocidad y del transportador de husillo sin fin a dicha segunda velocidad.

Centrífugas decantadoras de este tipo se usan en muchas aplicaciones diferentes, especialmente cuando la mezcla que va a tratarse tiene un contenido en sólidos relativamente grande. Las centrífugas decantadoras se usan también en aplicaciones en las que las partículas que van a separarse tienen un tamaño que varía mucho y/o en las que el contenido en partículas en la mezcla varía mucho. Además, es habitual usar las centrífugas decantadoras en aplicaciones en las que se tratan volúmenes de líquido relativamente grandes, lo que significa que las centrífugas decantadoras por regla general son relativamente grandes, de modo que pueden proporcionar un resultado de separación satisfactorio a pesar de los grandes flujos por unidad de tiempo de una mezcla suministrada.

Independientemente de la cantidad de mezcla suministrada por unidad de tiempo, es deseable que cada separador centrífugo, independientemente del tipo, proporcione un resultado de separación satisfactorio independientemente de si la mezcla de líquido suministrada tiene un contenido en sólidos relativamente grande o relativamente pequeño. Por tanto, es deseable que un separador centrífugo dimensionado para un determinado flujo de paso de líquido que vaya a tratarse pueda usarse en diferentes conexiones, es decir tanto en conexiones en las que el contenido en sólidos es grande como en conexiones en las que el contenido en sólidos es pequeño. Si el separador centrífugo debe modificarse para proporcionar un resultado de separación satisfactorio en una conexión u otra, debe ser una construcción que haga posible tal modificación de una manera sencilla y poco costosa.

Éste es un problema con las centrífugas decantadoras conocidas anteriormente, es decir tienen una construcción que no hace posible una modificación sencilla y poco costosa de la misma, de modo que resulten eficaces, es decir proporcionen un resultado de separación satisfactorio, en diferentes conexiones.

Una consecuencia de este problema ha resultado ser que, en lugar de centrífugas decantadoras, se han usado separadores centrífugos de otros tipos en conexiones en las que la mezcla que va a tratarse tenía un flujo relativamente pequeño por unidad de tiempo y un contenido en sólidos, si bien relativamente pequeño, todavía importante. Entonces, en determinados casos, ha sido posible usar denominados separadores de tobera, pero si el contenido en partículas en la mezcla, o el tamaño de las partículas, variaba mucho, los separadores de tobera no han sido adecuados. En lugar de ello, para este tipo de casos de separación, ha sido necesario usar separadores centrífugos, adaptados para una descarga intermitente de partículas separadas. Sin embargo, surgieron entonces otros problemas, ya que los separadores centrífugos de este tipo tienen una capacidad muy limitada de descargar sólidos separados durante el funcionamiento. Por tanto, o bien ha sido necesario realizar operaciones de descarga de lodos con mucha frecuencia durante el funcionamiento del separador centrífugo, lo que ha hecho difícil una separación eficaz, o bien ha sido necesario reducir la cantidad de mezcla suministrada al separador centrífugo por unidad de tiempo, lo que ha hecho que el separador centrífugo tenga una capacidad demasiado pequeña. En ambos casos, a menudo ha sido necesario sobredimensionar el separador centrífugo para la obtención de una eficacia de separación aceptable, es decir un resultado de separación satisfactorio, o una capacidad de separación aceptable.

En otras conexiones, cuando un líquido que va a tratarse tenía un flujo relativamente grande por unidad de tiempo y un contenido en sólidos relativamente pequeño, se han usado centrífugas decantadoras, puesto que el uso de separadores centrífugos de diferente tipo no era posible desde el punto de vista del coste. Sin embargo, en esos casos, ha sido necesario sobredimensionar las centrífugas decantadoras de modo que proporcionen un resultado de separación deseado. Por tanto, no ha sido posible diseñar una centrífuga decantadora de una mantera óptima para el tratamiento de una mezcla que tenga un contenido en sólidos relativamente pequeño.

En el documento GB-A-2014482 se da a conocer un separador centrífugo en el que:

-el rotor está soportado en rotación sólo en su extremo superior por un árbol de rotor, que está dispuesto de manera que el eje central del rotor se extiende sustancialmente en vertical,

- el rotor tiene una entrada para dicha mezcla en forma de un canal de entrada, que se extiende al interior del rotor en su extremo superior, una salida de líquido para líquido separado en forma de al menos un canal de salida, que se extiende radialmente fuera del rotor en su extremo superior, y está formada una salida de lodos para sólidos separados en el extremo inferior, más estrecho, del rotor, que es cónico,

- el transportador de husillo sin fin está formado para el transporte de sólidos separados a través del rotor cónico hacia la salida de lodos,

- el transportador de husillo sin fin está conectado con un árbol de transportador, que se extiende axialmente a través del árbol de rotor, y

- el árbol de rotor y el árbol de transportador están dotados de poleas de diferente diámetro y accionadas por un motor eléctrico a través de respectivas correas.

El principal objeto de la presente invención es proporcionar un diseño o construcción para centrífugas decantadoras, que sea del tipo de tal manera que una centrífuga decantadora pueda adaptarse de manera relativamente sencilla y poco costosa para el funcionamiento en conexiones en las que la mezcla que va a tratarse tiene un contenido en sólidos grande así como en conexiones en las que este contenido es pequeño, de modo que se consiga un resultado de separación deseado.

Otro objeto de la invención es que el diseño en cuestión debe hacer posible la producción de centrífugas decantadoras a bajo coste.

Según la presente invención se proporciona un separador centrífugo para separar sólidos de una mezcla líquida, en el que están suspendidas partículas sólidas en un líquido que tiene una densidad menor que la de las partículas, separador centrífugo que incluye

- un rotor que tiene un eje central (R) , alrededor del cual puede girar a una primera velocidad,

- un transportador de husillo sin fin, que está dispuesto en el rotor y puede girar alrededor de dicho eje central (R) a una segunda velocidad que difiere de dicha primera velocidad, y

- un dispositivo de accionamiento, que está adaptado para la rotación del rotor a dicha primera velocidad y del transportador de husillo sin fin a dicha segunda velocidad,

- estando el rotor soportado en rotación sólo en uno de sus extremos a través de un árbol de rotor, que está dispuesto de modo que el eje central del rotor se extiende sustancialmente en vertical,

- teniendo el rotor una entrada para dicha mezcla en forma de al menos un canal de entrada, que se extiende al interior del rotor en dicho uno de sus extremos, una salida de líquido para líquido separado en forma de al menos un canal de salida, que se extiende fuera del rotor en dicho uno de sus extremos y una salida de lodos para sólidos separados situada en el otro extremo opuesto del rotor,

- incluyendo el rotor una parte cónica, en cuyo vértice está situada dicha salida de lodos,

- estando formado el transportador de husillo sin fin para el transporte de sólidos separados a través de dicha parte cónica del rotor hacia la salida de lodos,

- estando enganchado el transportador de husillo sin fin para la rotación con un árbol de transportador, que se extiende axialmente a través del árbol de rotor y está acoplado junto con dicho dispositivo de accionamiento,

caracterizado porque

- el árbol de rotor y el árbol de transportador están acoplados entre sí a través de un dispositivo de engranaje, que incluye... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Separador centrífugo para separar sólidos de una mezcla líquida, en la que están suspendidas partículas sólidas en un líquido que tiene una densidad menor que la de las partículas, separador centrífugo que incluye

- un rotor (1) que tiene un eje central (R) , alrededor del cual puede girar a una primera velocidad,

- un transportador (2) de husillo sin fin, que está dispuesto en el rotor (1) y puede girar alrededor de dicho eje central

(R) a una segunda velocidad que difiere de dicha primera velocidad, y

- un dispositivo de accionamiento, que está adaptado para la rotación del rotor (1) a dicha primera velocidad y del transportador (2) de husillo sin fin a dicha segunda velocidad,

- estando el rotor (1) soportado en rotación sólo en uno de sus extremos a través de un árbol (5) de rotor, que está dispuesto de modo que el eje central del rotor se extiende sustancialmente en vertical,

- teniendo el rotor (1) una entrada para dicha mezcla en forma de al menos un canal (22-24) de entrada, que se extiende al interior del rotor en dicho uno de sus extremos, una salida de líquido para líquido separado en forma de al menos un canal (12.

6. 68) de salida, que se extiende fuera del rotor en dicho uno de sus extremos y una salida (13) de lodos para sólidos separados situada en el otro extremo opuesto del rotor,

- incluyendo el rotor una parte (6) cónica, en cuyo vértice está situada dicha salida (13) de lodos,

- estando formado el transportador (2) de husillo sin fin para el transporte de sólidos separados a través de dicha parte (6) cónica del rotor hacia la salida (13) de lodos,

- estando enganchado el transportador (2) de husillo sin fin para la rotación con un árbol (8) de transportador, que se extiende axialmente a través del árbol (5) de rotor y está acoplado junto con dicho dispositivo de accionamiento,

caracterizado porque

- el árbol (5) de rotor y el árbol (8) de transportador están acoplados entre sí a través de un dispositivo (3) de engranaje, que incluye tres elementos (33, 35, 37) de engranaje que actúan conjuntamente, de los que un primer elemento (33) de engranaje está conectado con el árbol (5) de rotor y un segundo elemento (35) de engranaje está conectado con el árbol (8) de transportador, estando dichos tres elementos (33, 35, 37) de engranaje adaptados para girar unos con respecto a otros alrededor de una prolongación del eje central del rotor (R) , y porque dicho canal (22-24) de entrada se extiende centralmente a través del dispositivo (3) de engranaje.

2. Separador centrífugo según la reivindicación 1, en el que el dispositivo (3) de engranaje está constituido por un denominado dispositivo de engranaje de tipo Harmonic Drive (dispositivo de engranaje HD) que incluye un elemento (33) de engranaje cilíndrico rígido, que puede girar alrededor de su eje central (R) y tiene un primer número de púas o dientes distribuidos alrededor de este eje central, un elemento (37) de engranaje flexible, que se extiende alrededor del mismo eje central (R) y tiene un segundo número diferente de púas o dientes distribuidos alrededor del eje central, que están adaptados para engranarse y desengranarse sucesivamente con las púas o dientes del elemento (33) de engranaje cilíndrico, y un generador (40) de ondas que está adaptado para deformar gradualmente el elemento (35) de engranaje flexible, y, de ese modo, efectuar dicho engrane de dientes entre los elementos (33, 35) de engranaje.

3. Separador centrífugo según la reivindicación 2, en el que el generador (40) de ondas también puede girar alrededor del eje central (R) del elemento (33) de engranaje cilíndrico.

4. Separador centrífugo según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la parte (6) cónica del rotor es troncocónica y en su extremo estrecho forma una abertura central dirigida axialmente, estando formada dicha salida (13) de lodos del rotor por esta abertura central.

5. Separador centrífugo según la reivindicación 4, en el que dicha abertura central está libre de elementos estacionarios.

6. Separador centrífugo según la reivindicación 4, en el que el transportador (2) de husillo sin fin se extiende por el interior del rotor desde dicho uno de los extremos hasta una zona en la proximidad de dicha abertura central.

7. Separador centrífugo según la reivindicación 4, en el que el transportador (2) de husillo sin fin se extiende por el interior del rotor desde dicho uno de los extremos del rotor hasta o saliendo a través de dicha abertura central.

8. Separador centrífugo según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho canal (67) de salida para líquido separado se extiende a través del árbol (5) de rotor.

9. Separador centrífugo según la reivindicación 8, en el que dicho canal (67) de salida está formado por una tubería (65) de salida estacionaria, que soporta dentro del rotor (1) un elemento (64) de salida.

10. Separador centrífugo según la reivindicación 9, en el que dicha tubería (65) de salida se extiende axialmente a través del árbol (8) de transportador.

11. Separador centrífugo según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho canal de entrada está formado por una tubería (22) de entrada, que se extiende axialmente a través del árbol (8) de transportador.

12. Separador centrífugo según la reivindicación 10 u 11, en el que la tubería (22) de entrada se extiende axialmente a través de dicha tubería (65) de salida estacionaria.

13. Separador centrífugo según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el árbol (8) de transportador está conectado con un cuerpo (9) de soporte, que está dispuesto dentro de y coaxialmente con el rotor (1) , y el transportador (2) de husillo sin fin está soportado de manera liberable por el cuerpo (9) soportado, pudiendo desplazarse axialmente el transportador (2) de husillo sin fin enganchándose con y desenganchándose del cuerpo

(9) de soporte.

14. Separador centrífugo según la reivindicación 13, en el que el transportador (2) de husillo sin fin se extiende por un espacio, que está axialmente abierto, de modo que el cuerpo (9) de soporte puede insertarse en el mismo cuando el transportador (2) de husillo sin fin se engancha axialmente con el cuerpo (9) .

15. Separador centrífugo según la reivindicación 13 ó 14, en el que el transportador (2) de husillo sin fin y el cuerpo (9) de soporte están formados para engancharse entre sí a través de estrías que se extienden axialmente.

16. Separador centrífugo según las reivindicaciones 11 y 14, en el que el canal (22 - 24) de entrada se extiende axialmente a través del cuerpo (9) de soporte.

17. Separador centrífugo según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el transportador

(2) de husillo sin fin soporta varios discos (51) de separación, que forman entre sí espacios de separación que tienen distancias radiales pequeñas entre discos de separación adyacentes.

18. Separador centrífugo según la reivindicación 17, en el que los discos (51) de separación son cónicos, están apilados unos sobre otros y colocados coaxialmente con el rotor (1) .

19. Separador centrífugo según la reivindicación 18, en el que los discos (51) de separación cónicos tienen sus extremos de base dirigidos hacia dicho uno del rotor (1) .

20. Separador centrífugo según la reivindicación 4, en el que la parte (6) cónica del rotor en su extremo más estrecho soporta una pieza (70) cónica, que está conectada de manera liberable con la parte (6) cónica y tiene un abertura de vértice central que es más pequeña que la abertura de vértice central de la parte cónica.

21. Separador centrífugo según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el rotor (1) está suspendido de tal manera que dicho árbol (5) de rotor está situado en el extremo superior del rotor y dicha salida

(13) de lodos está situada en el extremo inferior del rotor.

22. Separador centrífugo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el transportador (2) de husillo sin fin soporta una partición, que divide el interior del rotor en una cámara (73) de separación y una cámara (74) de salida de lodos y que en la pared circundante del rotor deja un intersticio (72; 78) , a través del cual dichas dos cámaras (73, 74) se comunican entre sí.

23. Separador centrífugo según la reivindicación 23, en el que se dispone un juego de discos (51) de separación cónicos coaxialmente con el transportador (2) de husillo sin fin en dicha cámara (73) de separación.

24. Separador centrífugo según la reivindicación 24, en el que los discos (51) de separación están montados para girar junto con el transportador (2) de husillo sin fin.


 

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