ES2199829T3 - Dispositivo de limpieza. - Google Patents
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Abstract
Disposición que presenta un elemento filtrante y un dispositivo para la limpieza de una superficie filtrante (106) del elemento filtrante (100), a través de la cual circula, durante el funcionamiento normal del filtro, un fluido a limpiar y que presenta básicamente forma de envoltura cilíndrica, con un fluido de limpieza bajo presión, previéndose un elemento de distribución (30) provisto de una superficie conductora de flujo para el fluido de limpieza que sale por una conducción a presión, y mediante el cual se aplica una distribución básicamente homogénea de presión en el fluido de limpieza en toda la zona de la superficie filtrante a limpiar, discurriendo esta superficie conductora de flujo de forma coaxial a la superficie filtrante, estando constituida básicamente en forma de envoltura tronco-cónica y prolongándose desde una abertura dispuesta en un extremo axial del elemento filtrante hasta una longitud que representa de un 20 a un 70% de la longitud axial del elemento filtrante.
Description
Dispositivo de limpieza.
La presente invención se refiere a un dispositivo
para limpiar, con un fluido limpiador sometido a presión, la
superficie filtrante de un elemento filtrante por la que circula un
fluido a limpiar durante el funcionamiento del filtro.
Este tipo de dispositivos se requiere, por
ejemplo, en la limpieza de filtros de polvo empleados en
instalaciones industriales. Los filtros de polvo utilizados con
fines industriales acostumbran a estar constituidos en forma de
cilindros huecos, habiéndose previsto en un extremo del elemento
filtrante una abertura de salida para el fluido limpio, como, por
ejemplo, gases de combustión desprovistos de polvo, y estando
formada una superficie envolvente cilíndrica para el elemento
filtrante por una sustancia filtrante, por ejemplo, una membrana
filtrante o un fieltro filtrante. Esta superficie envolvente del
elemento filtrante constituye la superficie filtrante por la que
circula, durante el funcionamiento del filtro, el fluido a limpiar,
por ejemplo, gases de combustión, siendo retenidas las partículas de
polvo por la sustancia filtrante para alcanzar el efecto limpiador
deseado. Para ello, el fluido a limpiar va a parar a la superficie
externa del elemento filtrante y se expulsa a través del espacio
hueco constituido en el elemento filtrante o de la abertura de
salida dispuesta en un extremo axial del mismo.
Durante el funcionamiento del filtro explicado
anteriormente, se origina sobre la parte exterior del elemento
filtrante o de la superficie filtrante una masa de polvo que provoca
en el elemento filtrante un aumento de la resistencia al flujo del
fluido a limpiar que circula por él, que se incrementa al aumentar
el tiempo de funcionamiento. Este aumento de la resistencia al flujo
provoca una caída de la presión del flujo de fluido al atravesar el
elemento filtrante, lo que a su vez perjudica la salida del fluido
ya limpio u obliga al empleo de un dispositivo de succión, costoso y
con un elevado consumo de energía.
Por ello, deben limpiarse regularmente las
superficies filtrantes de los elementos filtrantes para garantizar
un buen funcionamiento del proceso.
Con este objetivo, usualmente se hace penetrar un
fluido de limpieza bajo presión, como, por ejemplo, aire a presión,
a través de la abertura de salida situada en el interior del filtro,
para eliminar la masa de polvo depositada sobre la cara externa del
elemento filtrante o sobre la superficie filtrante. Sin embargo, se
ha comprobado que los elementos filtrantes limpiados de este modo
provocan de nuevo una fuerte caída de presión del flujo de fluido a
limpiar tras un tiempo de funcionamiento comparativamente corto.
Para solucionar este problema, se ha propuesto introducir en el
interior del elemento filtrante el aire a presión empleado como
fluido de limpieza en forma de impulsos individuales de aire a
presión. También se ha propuesto introducir el fluido de limpieza en
el interior del elemento filtrante con ayuda de unas toberas con un
diámetro menor que el de la abertura de salida del elemento
filtrante, arrastrando así, junto con el aire a presión empleado
como fluido de limpieza, el aire del entorno en el interior del
elemento filtrante y aumentar el volumen de aire introducido en el
mismo.
Para la limpieza del elemento filtrante, el
documento EP-A-0 531 657 prevé un
dispositivo de distribución en forma de tubo que sobresale en el
extremo abierto del elemento filtrante, dispuesto coaxialmente a
cierta distancia de la superficie filtrante y provisto de múltiples
aberturas de salida para el fluido de limpieza.
Aunque con las medidas mencionadas puede
obtenerse una mejora en el efecto limpiador del fluido de limpieza,
se ha puesto de manifiesto que, incluso en el caso de introducir el
fluido de limpieza en el interior del elemento filtrante en forma de
impulsos individuales de presión y/o mediante unas toberas de
introducción adecuadas, se produce de nuevo una fuerte caída de
presión del flujo de fluido a limpiar, tras períodos cortos de
funcionamiento, en comparación con una duración exenta de estos
problemas, después de la primera utilización del elemento
filtrante.
Teniendo en cuenta estos problemas del estado
actual de la técnica, la invención se propone el objetivo de
desarrollar un dispositivo del tipo descrito al principio, que
proporcione un buen funcionamiento durante el tiempo más largo
posible del elemento filtrante limpiado con ello.
Según la invención, este objetivo se consigue
mediante la disposición realizada según la
reivindica-ción 1.
Esta solución se basa en el hecho conocido de
que, incluso con el uso de toberas adecuadas para introducir el
fluido de limpieza en el elemento filtrante y con la introducción
del fluido de limpieza en forma de impulsos individuales de presión,
se produce una presión de retención del fluido de limpieza que
favorece la limpieza de la superficie filtrante en la zona del
extremo axial opuesto a la abertura de salida del elemento
filtrante, pero que provoca una limpieza incompleta de la superficie
filtrante en la zona de la abertura de salida. En consecuencia,
empleando los dispositivos de limpieza conocidos, se obtiene una
limpieza satisfactoria tan sólo en la zona de la superficie
filtrante inmediatamente adyacente a la base del elemento filtrante.
Como esta zona ofrece la resistencia al flujo más baja para el
fluido a limpiar, el flujo de fluido se concentra en ella tras
varios empleos del elemento filtrante limpiado, lo que favorece de
nuevo la aparición de una masa que hace aumentar la resistencia al
flujo, de modo que se alcanza rápidamente un grado de suciedad que
hace necesaria una nueva limpieza del elemento filtrante.
Con el perfeccionamiento de los dispositivos de
limpieza conocidos, según la invención, se consigue una distribución
homogénea de la presión del fluido de limpieza en la zona de la
superficie filtrante a limpiar, lo cual conduce a una limpieza
uniforme de toda la superficie filtrante, excluyéndose así la
concentración del flujo de fluido sobre segmentos individuales de la
misma durante el funcionamiento del filtro. La distribución
homogénea de presión del fluido de limpieza se produce gracias al
flujo turbulento generado, según la invención, desde el fluido de
limpieza introducido a través de la abertura del elemento filtrante.
Este fluido turbulento se mantiene gracias a la superficie
conductora del flujo del elemento de distribución, desarrollada
básicamente, según la invención, en forma de envoltura cónica.
Gracias a esto, mediante el empleo del dispositivo de limpieza según
la invención puede evitarse el rápido crecimiento de una masa sobre
segmentos individuales de la superficie filtrante y, con ello, se
evita también el aumento excesivamente rápido de la resistencia al
flujo del elemento filtrante durante el flujo constante de fluido en
el funcionamiento del filtro, aumentándose así la duración del
elemento filtrante.
En la forma de realización ventajosa según la
invención, el dispositivo de distribución presenta, de forma
adecuada, un elemento de distribución que puede montarse en una
abertura del elemento filtrante que constituye una salida para el
fluido limpiado durante el funcionamiento del filtro. Un elemento de
distribución de este tipo puede montarse en el elemento filtrante en
el proceso de limpieza, y desmontarse de nuevo del elemento
filtrante para llevar a cabo el procedimiento de filtración
propiamente dicho. Sin embargo, también se considera la utilización
de elementos de distribución que se deja en el elemento filtrante
durante el proceso de filtración, por ejemplo, en forma de elemento
de construcción unido de forma fija al elemento filtrante. En este
caso, el elemento de distribución puede prolongarse desde la
abertura dispuesta en un extremo axial del elemento filtrante hasta
el espacio interior delimitado, al menos parcialmente, por la
superficie envolvente cilíndrica desarrollada preferentemente en
forma básicamente de envoltura cilíndrica. Gracias a esta
disposición, resulta posible una disposición general de volumen
especialmente reducido, especialmente en el empleo de un elemento de
distribución que permanece en el elemento filtrante durante el
proceso de filtración.
Además, puede asegurarse la distribución
homogénea de presión deseada para el fluido de limpieza, durante el
proceso de lavado, con la garantía de que se produzca un aumento
especialmente reducido de la resistencia al flujo durante el proceso
de filtración, en caso de que el elemento de distribución que
empieza en la abertura se prolongue hasta entre un 20 y un 70%, y
preferentemente entre un 20 y un 50%, de la longitud axial del
elemento filtrante, y que el diámetro del elemento de distribución,
en su extremo opuesto a la abertura del elemento filtrante,
represente aproximadamente de un 40 a un 95% del diámetro interno
del elemento filtrante. En su extremo contiguo a la abertura del
elemento filtrante, el elemento de distribución puede presentar un
diámetro análogo al diámetro interno del elemento filtrante o de la
abertura, o un diámetro ligeramente inferior a éste. En caso de
emplear una tobera para la introducción del fluido de limpieza, se
ha revelado especialmente adecuado que el elemento de distribución
presente en su extremo contiguo a la abertura del elemento filtrante
un diámetro análogo a o ligeramente mayor que el diámetro de la
tobera.
En la configuración descrita anteriormente del
elemento de distribución, puede alcanzarse una resistencia al flujo
especialmente reducida durante el proceso de filtración,
asegurándose simultáneamente la distribución homogénea de presión
deseada para el fluido de limpieza durante el proceso de lavado, en
caso de que las dimensiones del elemento de distribución se ajusten
a las del elemento filtrante, de tal modo que la relación de
velocidades entre la velocidad de flujo dentro del elemento de
distribución del fluido que circula por la superficie filtrante
durante el proceso de filtración, y que es proporcionado por el
elemento de distribución dispuesto en la abertura del elemento
filtrante, y la velocidad de flujo fuera del elemento de
distribución del fluido que circula por la zona axial de la
superficie filtrante, que rodea al elemento de distribución, esté
dentro de un intervalo comprendido entre 0,4 y 2,5. Con ello, se
evita, por un lado, la aparición de una presión de retención elevada
en el paso anular constituido entre el elemento de distribución y la
superficie filtrante dentro del elemento filtrante y, por otro lado,
se impide la aparición de una presión de retención excesiva dentro
del propio elemento de distribución.
Adicionalmente, o de forma alternativa al
elemento de distribución anteriormente descrito, el dispositivo de
distribución según la invención puede presentar también un elemento
de alimentación para el fluido de limpieza bajo presión provista de
múltiples aberturas de salida, a través de las cuales se impulsa o
se hace penetrar en el interior del elemento filtrante el fluido de
limpieza suministrado a través de una línea de alimentación. Esta
forma de realización del dispositivo según la invención se basa en
el hecho conocido de que el empleo de múltiples aberturas de
alimentación para el fluido de limpieza proporciona, en general, un
impulso de limpieza más activo que el empleo de una única abertura
de alimentación de grandes dimensiones para el fluido de
limpieza.
Especialmente en la forma de realización descrita
en último lugar, se ha revelado especialmente adecuado que el
dispositivo de limpieza presente un sistema de conducción con el que
puedan limpiarse simultáneamente múltiples elementos filtrantes. En
este caso, al sistema de conducción se le asignan adecuadamente al
menos dos elementos de alimentación para impulsar el fluido de
limpieza y limpiar una superficie filtrante de un elemento
filtrante, alcanzándose una limpieza especialmente uniforme para
todos los elementos filtrantes a limpiar durante el proceso de
limpieza en caso de que el elemento de alimentación atravesado, en
primer lugar, por el fluido de limpieza suministrado por el sistema
de alimentación presente más aberturas de alimentación que el
elemento de alimentación dispuesto detrás de éste. La ventaja de
esta disposición reside en que la limpieza del elemento filtrante
situado en este lugar durante el proceso de lavado, favorecida por
la presión de retención que aparece en el extremo posterior del
sistema de conducción, puede compensarse proporcionando más
aberturas de alimentación para el elemento filtrante situado durante
el proceso de lavado en la zona del extremo anterior, considerado en
la dirección del flujo, del sistema de conducción.
En caso de que el fluido de limpieza para limpiar
las superficies filtrantes deba suministrarse en forma de impulsos
individuales de presión, como, por ejemplo, en forma de impulsos de
gas a presión, y en especial, impulsos de aire a presión, se ha
demostrado especialmente adecuado que el sistema de conducción
presente una única disposición de válvulas para generar los impulsos
de presión y que los elementos individuales de alimentación se
dispongan en la parte de evacuación de dicha disposición de
válvulas. En este caso, se considera también especialmente el
suministrar el fluido de limpieza a través de una tobera en
dirección a las superficies filtrantes o espacios interiores
filtrantes.
A continuación, se describe la invención haciendo
referencia al dibujo, al cual se remite en lo que se refiere a todos
los detalles esenciales para la invención y no destacados en la
descripción. En la única figura del dibujo, se representa
esquemáticamente un dispositivo de limpieza según la invención.
El dispositivo de limpieza representado en el
dibujo se compone básicamente de un sistema de conducción (10)
provisto de una abertura de alimentación para el fluido de limpieza,
por ejemplo, aire a presión, una tobera (20) a través de la cual
puede suministrarse el fluido de limpieza, por ejemplo, aire a
presión, al espacio interior de un elemento filtrante designado en
su conjunto con el número (100), y un elemento de distribución (30)
colocado en una abertura (102) del elemento filtrante (100) que
constituye una salida para el fluido ya limpio durante el proceso de
filtración.
El elemento filtrante (100) a limpiar con el
dispositivo de limpieza representado en la figura presenta
básicamente la forma de un cilindro hueco, estando dispuesta la
abertura de alimentación (102) en un extremo axial del elemento
filtrante y estando constituida la superficie externa del cilindro
(106) por un material filtrante (104), por ejemplo, una membrana
filtrante o un fieltro filtrante. El elemento filtrante (100) está
cerrado mediante una base (110) por el extremo opuesto a la abertura
de alimentación.
Durante el funcionamiento normal del filtro, el
fluido a limpiar circula por el material filtrante (104) y sale del
elemento filtrante (100) a través del elemento de distribución (30)
montado en la abertura de alimentación, como se indica en la figura
mediante la flecha (A). El polvo arrastrado por el fluido a limpiar
se deposita sobre la superficie externa (106) del material filtrante
(104).
Para limpiar la superficie filtrante constituida
por la superficie externa (106) del material filtrante (104), se
hace pasar, con ayuda del sistema de conducción (10), aire a presión
a través de la tobera (20) y del elemento de distribución (30) hacia
el interior del elemento filtrante (100). En este caso, se produce,
gracias al elemento de distribución (30), un flujo turbulento del
fluido de limpieza suministrado, el cual provoca una distribución
homogénea de la presión del fluido de limpieza en toda la zona de la
superficie filtrante (106) a limpiar. Con este objetivo, se
desarrolla el elemento de distribución (30) en forma de envoltura de
tubo cónico que se prolonga coaxialmente a la superficie externa
(106) en forma de envoltura cilíndrica. La longitud axial (1) del
elemento de distribución (30) corresponde aproximadamente al 40% de
la longitud axial (L) del elemento filtrante (100). El diámetro del
elemento de distribución (30) corresponde en el extremo contiguo a
la abertura de alimentación (102) del elemento de distribución (30)
al diámetro interno (D) del elemento filtrante (100). En dirección a
la base (110) del elemento filtrante (100), el elemento de
distribución (30) se estrecha hasta un diámetro (d) que corresponde
aproximadamente al 56% del diámetro interno (D) del elemento
filtrante (100).
Para garantizar una introducción exenta de
dificultades del fluido de limpieza, el elemento de distribución
(30) está provisto en su extremo contiguo a la salida de
alimentación de un borde liso y redondeado. Por otro lado, para
garantizar el flujo turbulento deseado del fluido de limpieza
introducido a través de la tobera (20), el elemento de alimentación
(30) está provisto en su extremo contiguo a la base (110), dentro
del elemento filtrante (100), de un borde liso. Como puede
apreciarse en la figura, en conexión con el elemento de distribución
(30) montado en el elemento filtrante (100), se emplea adecuadamente
una tobera (20) cuyo diámetro en su extremo contiguo al elemento
filtrante (100) es menor que el diámetro del elemento de
distribución (30) en su extremo contiguo a la salida de
alimentación.
Gracias al ajuste descrito de las dimensiones del
elemento de distribución (30) a las dimensiones del elemento
filtrante (100), se garantiza que la relación de velocidades entre
la velocidad de flujo dentro del elemento de distribución (30) del
fluido que circula por el material filtrante (104) durante el
proceso normal de filtración y la velocidad de flujo fuera del
elemento de distribución (30) del fluido que circula por el material
filtrante (104) en el paso anular constituido entre la superficie
limitadora externa del elemento de distribución (30) y la superficie
limitadora (108) del material filtrante (104) esté dentro de un
intervalo comprendido entre 0,4 y 2,5, de modo que se asegura una
resistencia al flujo menor del elemento filtrante, incluso en caso
de que el elemento de distribución (30) permanezca en el interior
del elemento filtrante (100) durante el proceso de filtración.
La invención no se limita al ejemplo de
realización descrito según el dibujo. Más bien, se considera, para
mantener una distribución homogénea de presión del fluido de
limpieza en toda la zona de superficie filtrante a limpiar, el
introducir un elemento de alimentación destinado a transferir el
fluido de limpieza y provisto de múltiples aberturas de
alimentación. Además, en lugar de un elemento de distribución de
envoltura en forma de tubo cónico, puede emplearse también un
elemento de distribución de envoltura cilíndrica. Además, en lugar
del elemento de distribución fijado en la zona del borde interno de
la abertura de alimentación, puede emplearse también un elemento de
distribución solapado con el extremo axial del elemento filtrante
(100).
Claims (12)
1. Disposición que presenta un elemento filtrante
y un dispositivo para la limpieza de una superficie filtrante (106)
del elemento filtrante (100), a través de la cual circula, durante
el funcionamiento normal del filtro, un fluido a limpiar y que
presenta básicamente forma de envoltura cilíndrica, con un fluido de
limpieza bajo presión, previéndose un elemento de distribución (30)
provisto de una superficie conductora de flujo para el fluido de
limpieza que sale por una conducción a presión, y mediante el cual
se aplica una distribución básicamente homogénea de presión en el
fluido de limpieza en toda la zona de la superficie filtrante a
limpiar, discurriendo esta superficie conductora de flujo de forma
coaxial a la superficie filtrante, estando constituida básicamente
en forma de envoltura tronco-cónica y prolongándose
desde una abertura dispuesta en un extremo axial del elemento
filtrante hasta una longitud que representa de un 20 a un 70% de la
longitud axial del elemento filtrante.
2. Disposición, según la reivindicación 1,
caracterizada porque el dispositivo de distribución presenta
un elemento de distribución (30) en una abertura que constituye
durante el proceso de filtración una salida para el fluido ya
limpio.
3. Disposición, según la reivindicación 2,
caracterizada porque el elemento de distribución (30) se
prolonga desde la abertura (102) hasta una longitud que representa
de un 20 a un 50% de la longitud axial (L) del elemento filtrante
(100).
4. Disposición, según una de las reivindicaciones
2 ó 3, caracterizada porque el diámetro (d) del elemento de
distribución (30) en su extremo contiguo a la abertura (102)
representa aproximadamente del 40 al 95% del diámetro interno (D)
del elemento filtrante (100).
5. Disposición, según una de las reivindicaciones
2 a 4, caracterizada porque las dimensiones del elemento de
distribución (30) se ajustan de tal modo a las del elemento
filtrante (100) que la relación de velocidades entre la velocidad de
flujo dentro del elemento de distribución (30) del fluido, que
circula por la superficie filtrante (106) durante el proceso normal
de filtración, y que es proporcionado por el elemento de
distribución (30) dispuesto en la abertura (102) del elemento
filtrante (100), y la velocidad de flujo fuera del elemento de
distribución (30) del fluido que circula por la superficie filtrante
(106) por la zona axial, que rodea el elemento de distribución (30),
está dentro de un intervalo comprendido entre 0,4 y 2,5.
6. Disposición, según una de las reivindicaciones
anteriores, caracterizada porque el dispositivo de
distribución presenta un elemento de alimentación para el fluido de
limpieza bajo presión con múltiples aberturas de alimentación, a
través de las cuales se transfiere el fluido de limpieza
suministrado a través de una conducción de alimentación para la
limpieza de la superficie filtrante.
7. Disposición, según la reivindicación 6,
caracterizada porque el elemento de alimentación para la
transferencia del fluido de limpieza puede accionarse dentro del
elemento filtrante.
8. Disposición, según una de las reivindicaciones
anteriores, caracterizada por un sistema de conducción para
el fluido de limpieza, con el que pueden limpiarse simultáneamente
múltiples elementos filtrantes.
9. Disposición, según las reivindicaciones 7 y 8,
caracterizada porque al sistema de conducción se le asignan,
al menos, dos elementos de alimentación para la transferencia del
fluido de limpieza, cada uno para la limpieza de una superficie
filtrante, presentando el elemento de alimentación atravesado en
primer lugar por el fluido de limpieza suministrado por el sistema
de alimentación más aberturas de alimentación que el elemento de
alimentación dispuesto detrás de éste.
10. Disposición, según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el fluido
de limpieza para la limpieza de la superficie filtrante se
suministra en forma de impulsos individuales de presión,
preferentemente impulsos de gas a presión, y de forma especialmente
preferente impulsos de aire a presión.
11. Disposición, según las reivindicaciones 9 y
10, caracterizada porque el sistema de conducción presenta
una disposición de válvulas montada para producir los impulsos de
presión y porque los elementos individuales de alimentación están
dispuestos en la parte de evacuación de dicha disposición de
válvulas.
12. Disposición, según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada por, al menos, una
tobera diseñada para el suministro del fluido de limpieza.
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