Dispositivo de separación granulométrica selectiva de materiales pulverulentos sólidos, de acción centrífuga, y procedimiento de utilización de un dispositivo de este tipo.

Dispositivo (1) de separación granulométrica selectiva de materiales pulverulentos sólidos,

de acción centrífuga, apto para separar los materiales en dos fracciones, una fracción de materiales finos y una fracción de materiales gruesos, que comprende:

- una carcasa (6),

- un rotor cilíndrico (2), giratorio con respecto a la citada carcasa según un eje vertical, interno a la citada carcasa, provisto de palas (3) repartidas en la periferia del citado rotor (2),

- medios de alimentación a la citada carcasa (6) de un flujo gaseoso que entra a través de las citadas palas (3) en el citado rotor (2),

- un conjunto de aletas (7), internas a la citada carcasa (6) y que rodean al citado rotor (2), fijos con respecto a la citada carcasa y eventualmente orientables, dispuestos coaxialmente enfrente de las palas (3) para ser atravesadas por el citado flujo gaseoso entrante,

- medios (8) de introducción de los materiales sólidos que hay clasificar en la citada carcasa (6) entre las aletas (7) y el citado rotor (2),

- una salida (9) del rotor (2), para permitir la evacuación del flujo gaseoso y de los materiales arrastrados, finos,

- medios de recogida 10, inferiores al citado rotor (2), para los materiales arrastrados, gruesos, que hayan caído caracterizado por que los citados medios de recogida (10) comprenden un sistema periférico de lecho fluidificado, cuyo lecho se extiende alrededor del eje (A) del rotor (2), al menos por debajo de las citadas aletas (7) y del interespacio comprendido entre las citadas aletas (7) y el rotor (2), siendo la velocidad del gas de fluidificación en una sección horizontal del lecho fluidificado inferior a 1 m/s de tal modo que se produzca una nueva separación entre los materiales finos y los materiales gruesos para la cual los citados materiales finos son reenviados al interespacio entre las citadas aletas y el citado rotor.

Dispositivo de separación granulométrica selectiva de materiales pulverulentos sólidos, de acción centrífuga, y procedimiento de utilización de un dispositivo de este tipo La presente invención concierne a un dispositivo de separación granulométrica selectiva de materiales pulverulentos sólidos, de acción centrífuga, así como a un procedimiento de utilización de un dispositivo de este tipo.

Este tipo de dispositivo permite separar un flujo de partículas presente en una corriente de gas en dos fracciones, una fina inferior a una granulometría determinada, la otra gruesa superior a la citada granulometría.

Un dispositivo de este tipo es denominado igualmente en el medio industrial correspondiente "Selector de aire de acción centrífuga".

La separación es realizada con la ayuda de un rotor cilíndrico de eje vertical, provisto de palas regularmente repartidas en su periferia, y entre las cuales las partículas son sometidas a fuerzas antagonistas, a saber, por una parte, la fuerza centrífuga generada por la rotación del rotor y que tiende a lanzarlas y, por otra, la fuerza de arrastre generada por la velocidad de un gas aspirado hacia el centro del rotor, y que tiende a arrastrarlas con él hacia la salida del citado gas.

Así, la fuerza centrífuga es más elevada para las partículas de dimensiones más grandes y la fuerza de arrastre más elevada para las partículas más pequeñas, lo que realiza la selección granulométrica de los materiales tratados. Los materiales de dimensiones inferiores a una granulometría determinada de selección son por tanto arrastrados con el gas hacia la salida del citado gas, mientras que los materiales de dimensiones superiores a la citada granulometría determinada caen y son recogidos de modo gravitatorio.

Tales dispositivos de alto rendimiento de separación están descritos especialmente en los documentos FR

2.642.994 o FR-2.658.096.

La alimentación de los materiales que hay que tratar puede ser realizada a la vez por la parte superior de modo gravitatorio, en cuyo caso los materiales son generalmente dispersados por un plato giratorio solidario del rotor, o como una suspensión en el gas entrante, o también combinando los dos modos de alimentación precedentes.

En los aparatos conocidos del estado de la técnica, la recogida de materiales cuyas dimensiones son superiores a la granulometría determinada de selección es realizada por intermedio de una tolva en forma de cono invertido, situada debajo del rotor. Las paredes de la tolva deben tener una pendiente importante con respecto a la horizontal, generalmente de 50º a 60º , para asegurar el flujo gravitatorio de los materiales hacia la salida, en el vértice del cono. Esta pendiente determina la altura de la tolva cónica, que constituye una parte substancial de la altura del aparato completo. Así, la altura de esta tolva no puede ser reducida y puede plantear problemas de integración en ciertas instalaciones.

Además, la estructura y el volumen de esta tolva inferior impone prever la motorización del rotor en la parte superior del dispositivo. A tal fin, la salida de los gases va seguida inmediatamente de un codo a fin de poder situar el motor del rotor por encima de este codo. Esta configuración necesita sin embargo prever el árbol de rotación que une el motor y el rotor de una longitud suficiente a fin de poder atravesar el codo. En el interior de este codo, el árbol de rotación debe estar protegido por un manguito cuyo revestimiento exterior específico, debe resistir la abrasión.

Por el documento GB 943722, se conoce sin embargo un selector de generación anterior apto para separar materiales pulverulentos en dos fracciones, una de granulometría fina, la otra de granulometría gruesa, y que muestra una recogida de los materiales gracias a un sistema de recogida de lecho fluidificado, de pequeña pendiente, a fin de reducir la altura del dispositivo.

Otro inconveniente de este tipo de aparato es que la separación entre los granos de dimensiones inferiores y superiores no es perfecta, cayendo a la tolva una parte de los granos finos, inferiores a la citada granulometría determinada, con los granos más gruesos.

La tasa de los citados granos finos lanzados con los materiales gruesos es denominada habitualmente " baipás de selección " y constituye una imperfección. Esta imperfección puede ser el resultado de un efecto de grupo, cayendo así a la tolva los granos finos que son separados por el rotor fijados a los granos más gruesos, o a una mala alimentación de los materiales pulverulentos en el dispositivo.

El objetivo de la presente invención tiene por objeto paliar todos o parte de los inconvenientes antes citados.

De modo más particular, el objetivo de la presente invención es proponer un dispositivo de este tipo, o un procedimiento, que permita reducir el baipás de selección, a saber la tasa de los materiales finos lanzados con los materiales gruesos.

Otro objetivo de la presente invención puede ser proponer un dispositivo de separación granulométrica de volumen en altura limitado.

Otro objetivo de la presente invención puede ser proponer un dispositivo de este tipo cuya arquitectura de motorización del rotor esté sensiblemente simplificada.

Otros objetivos y ventajas aparecerán en el transcurso de la descripción que va a seguir, que se da solamente a título indicativo y que no tiene por objetivo limitarla.

La invención concierne en primer lugar a un dispositivo de separación granulométrica selectiva de materiales pulverulentos sólidos, de acción centrífuga, apto para separar los materiales en dos fracciones, una fracción de materiales finos y una fracción de materiales gruesos, que comprende:

- una carcasa,

- un rotor cilíndrico, giratorio con respecto a la citada carcasa según un eje vertical, interno a la citada carcasa, provisto de palas repartidas en la periferia del citado rotor,

- medios de alimentación en el interior de la citada carcasa de un flujo gaseoso que entra a través de las citadas palas en el citado rotor,

- un conjunto de aletas, internas a la citada carcasa y que rodean al citado rotor, fijos con respecto a la citada carcasa y eventualmente orientables, dispuestos coaxialmente enfrente de las palas para ser atravesados por el citado flujo gaseoso entrante,

- medios de introducción en la citada carcasa de los materiales sólidos que hay clasificar,

- una salida de rotor, permitiendo la citada salida la evacuación del citado flujo de gas y de los materiales arrastrados, finos,

- medios de recogida, inferiores al citado rotor, para los materiales arrastrados, gruesos, que hayan caído.

De acuerdo con la invención, los citados medios de recogida comprenden un sistema periférico de lecho fluidificado, cuyo lecho se extiende alrededor del eje del citado rotor cilíndrico, al menos por debajo de las citadas aletas y del interespacio comprendido entre las citadas aletas y el citado rotor, siendo la velocidad del gas de fluidificación en una sección horizontal del lecho fluidificado inferior a 1 m/s de tal modo que se produzca una nueva separación entre los materiales finos y los materiales gruesos para la cual los citados materiales finos son reenviados al interespacio entre las citadas aletas y el citado rotor.

La invención concierne igualmente a un procedimiento de utilización de un dispositivo de separación granulométrica de acuerdo con la invención en el cual se introduce una fracción de material pulverulento en la citada carcasa entre las aletas y el rotor del dispositivo y se la divide, por una parte, en una fracción de material fino, de dimensión de partículas inferiores a una granulometría determinada, arrastrada por el citado flujo gaseoso entrante a través del rotor hacia la salida, especialmente superior, del dispositivo y, por otra, en una fracción gruesa, de dimensión de partículas superiores a la citada granulometría determinada, lanzada por el rotor hacia los citados medios de recogida del dispositivo, procedimiento en el cual se determina la velocidad media del aire de fluidificación en una sección horizontal del lecho fluidificado inferior a 1 m/s y de tal modo que se minimice en los lanzamientos la tasa de las partículas inferiores a la citada granulometría determinada.

La invención se comprenderá mejor con la lectura de la descripción que sigue acompañada de los dibujos anejos, en los cuales:

- la figura 1 es una vista esquemática de un dispositivo de separación granulométrica del estado de la técnica,

- la figura 2 es una vista de un dispositivo de separación granulométrica de acuerdo con la invención según un modo de realización,

- la figura 3 es una vista esquemática... [Seguir leyendo]

1. Dispositivo (1) de separación granulométrica selectiva de materiales pulverulentos sólidos, de acción centrífuga, apto para separar los materiales en dos fracciones, una fracción de materiales finos y una fracción de materiales gruesos, que comprende:

- una carcasa (6) ,

- un rotor cilíndrico (2) , giratorio con respecto a la citada carcasa según un eje vertical, interno a la citada carcasa, provisto de palas (3) repartidas en la periferia del citado rotor (2) ,

- medios de alimentación a la citada carcasa (6) de un flujo gaseoso que entra a través de las citadas palas (3) en el citado rotor (2) ,

- un conjunto de aletas (7) , internas a la citada carcasa (6) y que rodean al citado rotor (2) , fijos con respecto a la citada carcasa y eventualmente orientables, dispuestos coaxialmente enfrente de las palas (3) para ser atravesadas por el citado flujo gaseoso entrante,

- medios (8) de introducción de los materiales sólidos que hay clasificar en la citada carcasa (6) entre las aletas (7) y el citado rotor (2) ,

- una salida (9) del rotor (2) , para permitir la evacuación del flujo gaseoso y de los materiales arrastrados, finos,

- medios de recogida 10, inferiores al citado rotor (2) , para los materiales arrastrados, gruesos, que hayan caído

caracterizado por que los citados medios de recogida (10) comprenden un sistema periférico de lecho fluidificado, cuyo lecho se extiende alrededor del eje (A) del rotor (2) , al menos por debajo de las citadas aletas (7) y del interespacio comprendido entre las citadas aletas (7) y el rotor (2) , siendo la velocidad del gas de fluidificación en una sección horizontal del lecho fluidificado inferior a 1 m/s de tal modo que se produzca una nueva separación entre los materiales finos y los materiales gruesos para la cual los citados materiales finos son reenviados al interespacio entre las citadas aletas y el citado rotor.

2. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1, en el cual el citado sistema periférico de lecho fluidificado comprende una artesa (11) que forma un corredor periférico, presentando el fondo del citado corredor medios (16, 17, 18) de soplado de aire.

3. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 2, en el cual el corredor periférico está constituido por un conjunto de canaletas rectas, puestas unidas borde con borde, según una configuración en polígono.

4. Dispositivo de acuerdo con las reivindicaciones 2 o 3, en el cual los medios de soplado toman la forma de una pared porosa (18) tal como una tela, que define el fondo de la citada artesa (11) , aguas abajo de una cámara (17) provista de una alimentación de gas (16) .

5. Dispositivo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 3, en el cual una pluralidad de boquillas están repartidas en el fondo de la citada artesa, aguas abajo de una cámara provista de una alimentación de gas.

6. Dispositivo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 5, que presenta medios para verter los materiales recogidos en la citada artesa en uno o varios colectores (22) .

7. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 6, en el cual el colector (22) evacua el material gracias a un dispositivo de manipulación (23) tal como un aerodeslizador, un tornillo de Arquímedes, un transportador de cadena, un corredor vibrante, un transportado de cinta u otros.

8. Dispositivo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el cual la velocidad del gas de fluidificación en una sección horizontal del lecho fluidificado, inferior a 1 m/s, está comprendida entre 30 mm/s y 50 mm/s.

9. Dispositivo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en el cual los citados medios de alimentación de un flujo gaseoso están constituido por la citada carcasa (6) así como un manguito vertical (5) que prolonga la citada carcasa hacia abajo, englobando el conjunto carcasa/manguito vertical, de abajo hacia arriba, a los citados medios de recogida (10) así como al conjunto aletas (7) /rotor cilíndrico (2) .

10. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 8, en el cual los citados medios de alimentación de un flujo de gas están constituidos por la citada carcasa (6) que rodea al conjunto aletas (7) /rotor cilíndrico (2) , con excepción de los citados medios de recogida (10) , haciéndose la alimentación de gas lateralmente, y en el cual las citadas aletas (7) materializan la superficie lateral de un cilindro virtual coaxial con el eje (A) del citado rotor cilíndrico, el volumen definido entre la pared interior de la citada carcasa (6) y la superficie lateral del citado cilindro virtual forma una voluta.

11. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 10, en el cual la citada carcasa (6) que forma la pared exterior de la voluta presenta una doble inclinación con una sección de pared inferior (64) inclinada un ángulo con respecto a la horizontal superior o igual a 30º y una sección de pared superior (65) vertical.

12. Dispositivo de acuerdo con las reivindicaciones 10 u 11, en el cual medios motores del rotor están situados 5 inferiores al citado rotor.

13. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 12, en el cual la salida (9) es superior al rotor (2) , dispuesta con respecto a los citados medios de alimentación de un flujo gaseoso de tal modo que genera un flujo de gas ascendente en el interior del citado rotor (2) .

14. Procedimiento de utilización de un dispositivo (1) de separación granulométrica selectiva de materiales

pulverulentos sólidos de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13 en el cual se introduce una fracción de materiales pulverulentos en la citada carcasa (6) entre las aletas y el rotor del dispositivo y se la divide, por una parte, en una fracción de materiales finos, de dimensiones de partículas inferiores a una granulometría determinada, arrastrados por el citado flujo gaseoso que entra a través del rotor hacia la salida (9) , especialmente superior, del dispositivo (1) y, por otra, en una fracción de materiales gruesos, de dimensiones de partículas superiores a la citada granulometría determinada, lanzados por el rotor cilíndrico hacia los citados medios de recogida del citado dispositivo, procedimiento en el cual se determina la velocidad media de aire de fluidificación en una sección horizontal del lecho fluidificado inferior a 1 m/s y de tal modo que se minimice en los lanzamientos la tasa de las partículas inferiores a la citada granulometría determinada.