ES2830623T3 - Un disco de separación para un separador centrífugo - Google Patents

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Klas Hilding
Sven-Åke Nilsson
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    • B04B7/08—Rotary bowls
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Abstract

Un disco de separación (1) para un separador centrífugo, estando adaptado dicho disco para estar comprendido en una pila (10) de discos de separación (1), dentro de un rotor centrífugo, para separar una mezcla fluida, en donde el disco de separación (1) tiene una forma cónica truncada con una superficie interna (2) y con una superficie externa (3) y una pluralidad de miembros espaciadores (4), que se extienden una altura (H) desde al menos una de la superficie interna y de la superficie externa, en donde dicha pluralidad de miembros espaciadores (4) son para proporcionar espacios intermedios entre discos de separación (1), mutuamente adyacentes en una pila de discos de separación, y en donde dicho disco de separación (1) comprende además al menos una nervadura alargada (36), que se extiende desde la superficie interna (2) hasta una altura (h), que es menor que la altura (H), a la que se extiende dicha pluralidad de miembros espaciadores (4), y en donde dicha al menos una nervadura alargada (36) se extiende desde una primera posición en la superficie interna (2) hasta una segunda posición en la superficie interna (2), en donde la segunda posición está a una distancia radial que es mayor que la distancia radial de la primera posición, caracterizado por que la relación entre la altura de las nervaduras alargadas (h) y los miembros espaciadores (H) es h/H > 0,7, y por que la longitud radial de las nervaduras alargadas es más del 25 % de la longitud radial del disco.

Description

DESCRIPCIÓN
Un disco de separación para un separador centrífugo
Campo de la invención
La presente invención se refiere al campo de la separación centrífuga y, más específicamente, a separadores centrífugos que comprenden discos de separación.
Antecedentes de la invención
Los separadores centrífugos se usan generalmente para la separación de líquidos y/o sólidos de una mezcla líquida o una mezcla de gases. Durante el funcionamiento, la mezcla fluida que está a punto de separarse se introduce en un recipiente giratorio y, debido a las fuerzas centrífugas, partículas pesadas o líquido más denso, tal como agua, se acumula en la periferia de la cubeta giratoria mientras que el líquido menos denso se acumula más cerca del eje central de giro. Esto permite la recogida de las fracciones separadas, por ejemplo, por medio de diferentes salidas dispuestas en la periferia y cerca del eje de rotación, respectivamente.
Los discos de separación se apilan en el recipiente giratorio a una distancia mutua para formar espacios intermedios entre sí, formando así inserciones de ampliación de superficie dentro del recipiente. Los discos de separación de metal se usan en relación con separadores centrífugos relativamente resistentes y de gran tamaño para separar mezclas líquidas y, por lo tanto, los propios discos de separación son de un tamaño relativamente grande y están expuestos a elevadas fuerzas centrífugas y líquidas. La mezcla líquida a separar en el rotor centrífugo es conducida a través de los espacios intermedios, en el que la mezcla líquida se separa en fases de diferentes densidades durante el funcionamiento del separador centrífugo. Los espacios intermedios se proporcionan mediante miembros espaciadores dispuestos en la superficie de cada disco de separación. Hay muchas formas de formar tales miembros espaciadores. Pueden formarse uniendo miembros separados en forma de tiras estrechas o pequeños círculos de metal laminado al disco de separación, generalmente soldándolos por puntos a la superficie del disco de separación.
Con el fin de maximizar la capacidad de separación del separador centrífugo, existe el deseo de encajar tantos discos de separación como sea posible en la pila dentro de una altura determinada en el separador. Más discos de separación en la pila significan más espacios intermedios en los que se pueda separar la mezcla líquida. No obstante, a medida que los discos de separación se hagan más delgados, mostrarán una pérdida de rigidez y pueden comenzar a aparecer irregularidades en su forma. Los discos de separación se comprimen además en la pila dentro del rotor centrífugo para formar una unidad apretada. De este modo, los discos de separación delgados pueden doblarse y/o debido a su forma irregular pueden dar lugar a espacios intermedios de tamaño irregular en la pila de discos de separación. En consecuencia, en determinadas partes de los espacios intermedios (por ejemplo, lejos de un miembro espaciador), los discos de separación colindantes pueden estar completamente comprimidos entre sí para no dejar absolutamente ningún espacio intermedio. En otras partes de los espacios intermedios (por ejemplo, cerca de un miembro espaciador) los discos de separación no se doblarán mucho y, en consecuencia, proporcionarán una altura adecuada.
En el documento WO2013020978 se desvela un disco que comprende miembros espaciadores en forma de puntos para reducir el riesgo de espacios intermedios de tamaño irregular en la pila. El disco en esta divulgación comprende miembros espaciadores en forma de puntos que tienen forma esférica o cilíndrica según se ven en la dirección de su altura. Otros discos de separación de la técnica anterior se conocen a partir de los documentos GB 1486861 A y US 809685 A, que desvelan las características del preámbulo de la reivindicación 1.
Además, el flujo de las fases en los espacios intermedios entre los discos es de gran importancia. Por tanto, existe una necesidad en la técnica de diseños alternativos para discos de separación que faciliten el uso de discos delgados que al mismo tiempo proporcionen un buen flujo de las fases entre los discos durante la separación.
Sumario de la invención
Un objetivo principal es proporcionar un disco de separación que ayude a guiar el lodo separado a lo largo de la superficie del disco durante el funcionamiento.
Un objetivo adicional de la presente invención es proporcionar un disco de separación para un separador centrífugo que reduzca el riesgo de espacios intermedios de tamaño irregular en una pila.
Otro objetivo es proporcionar un disco que permita el uso de discos de separación delgados en una pila de discos.
También es un objetivo proporcionar una pila de discos y un separador centrífugo que comprenda dichos discos de separación.
Como primer aspecto de la invención se proporciona un disco de separación para un separador centrífugo, adaptándose el disco para estar comprendido en una pila de discos de separación dentro de un rotor centrífugo para separar una mezcla fluida, en el que el disco de separación tiene una forma cónica truncada con una superficie interna y una superficie externa y una pluralidad de miembros espaciadores que se extienden una altura (H) desde al menos una de la superficie interna y la superficie externa, en el que la pluralidad de miembros espaciadores son para proporcionar espacios intermedios entre discos de separación colindantes en una pila de discos de separación, y en el que el disco de separación comprende además al menos una nervadura alargada que se extiende desde la superficie interna hasta una altura (h) que es menor que la altura (H) a la que se extiende la pluralidad de miembros espaciadores, y
en el que la al menos una nervadura alargada se extiende desde una primera posición en la superficie interna hasta una segunda posición en la superficie interna, en el que la segunda posición está a una distancia radial que es mayor que la distancia radial de la primera posición, y
en el que la relación entre la altura de las nervaduras alargadas (h) y los miembros espaciadores (H) es h/H > 0,7, y porque la longitud radial de las nervaduras alargadas es más del 25 % de la longitud radial del disco.
El disco de separación puede comprender, por ejemplo, un metal o ser de material metálico, tal como acero inoxidable.
El disco de separación puede comprender además un material plástico o ser de un material plástico.
El disco de separación también puede adaptarse para comprimirse en una pila de discos de separación dentro de un rotor centrífugo para la separación de una mezcla líquida.
Una forma cónica truncada se refiere a una forma que es troncocónica, es decir, que tiene la forma de un tronco de cono, que es la forma de un cono con el extremo estrecho, o punta, retirado. El eje de la forma cónica truncada define así la dirección axial del disco de separación, que es la dirección de la altura de la forma cónica correspondiente o la dirección del eje que pasa a través del vértice de la forma cónica correspondiente.
La superficie interna es, por lo tanto, la superficie orientada hacia el eje, mientras que la superficie externa es la superficie orientada lejos del eje del cono truncado. Los miembros espaciadores solo pueden proporcionarse sobre la superficie interna, solo en la superficie externa o en la superficie interna y externa de la forma cónica truncada.
La mitad del ángulo de apertura de la forma troncocónica se define generalmente como el "ángulo alfa". Como ejemplo, el disco de separación puede tener un ángulo alfa entre 25° y 45°, tal como entre 35° y 40°.
Un miembro espaciador es un miembro sobre la superficie de un disco que espacia dos discos de separación cuando se apilan uno encima de otro, es decir, definiendo el espacio intermedio entre los discos. Los miembros espaciadores pueden disponerse en el disco de modo que soporten tanto la porción externa radial del disco como la porción interna radial del disco. Dicho de otro modo, los miembros espaciadores pueden estar distribuidos tanto en la mitad radialmente externa de la superficie del disco como en la mitad radialmente interna de la superficie del disco.
La altura H de los miembros espaciadores es la altura perpendicular a la superficie.
Los miembros espaciadores pueden extenderse hasta una altura H que sea inferior a 0,8 mm desde la superficie del disco de separación. Como ejemplo, los miembros espaciadores pueden extenderse a una altura inferior a 0,60, tal como inferior a 0,50 mm, tal como inferior a 0,40 mm, tal como inferior a 0,30 mm, tal como inferior a 0,25 mm, tal como inferior a 0,20 mm, desde la superficie del disco de separación.
El disco de separación comprende además al menos una nervadura alargada que se extiende sobre la superficie interna una altura h que es menor que la altura H de los miembros espaciadores.
Por tanto, las nervaduras alargadas tienen una altura tal que no forman parte de ningún miembro espaciador y no soportan ningún peso en una pila de discos de separación, sino que se proporcionan como medios de guía.
La nervadura alargada tiene, por tanto, una longitud mayor que su ancho. La longitud puede estar en dirección radial. Una nervadura alargada puede extenderse una distancia (d) en la superficie que es mayor que la altura (h) sobre la superficie, de tal forma que tiene más del doble de la altura, como más de cinco veces la altura, como más de diez veces la altura.
Las nervaduras o tiras alargadas tienen una longitud superior a 10 mm, tal como superior a 20 mm, tal como superior a 50 mm, tal como superior a 100 mm.
Además, las nervaduras alargadas se extienden desde una primera hasta una segunda posición, en la que la segunda posición está radialmente fuera de la primera posición. Por tanto, el disco de separación puede comprender una abertura central y un perímetro externo, y la nervadura alargada puede extenderse en una dirección desde la abertura central hacia el perímetro externo.
La relación de h/H es al menos 0,5, lo que significa que las nervaduras alargadas se extienden al menos la mitad de la altura que los miembros espaciadores. Por tanto, las nervaduras alargadas pueden tener una altura tal que, durante el funcionamiento de un separador centrífugo que comprende una pila de tales discos de separación, se extienden hacia el flujo geostrófico entre dos discos de separación adyacentes, es decir, se extienden desde cualquier capa de Ekman formada en la superficie del disco de separación.
En las realizaciones del primer aspecto de la invención, la relación entre la altura de las nervaduras alargadas (h) y la altura de los miembros espaciadores (H) es h/H > 0,7. Como ejemplo, la relación entre la altura de las nervaduras alargadas (h) y la altura de los miembros espaciadores (H) puede ser de 0,70 < h/H < 0,95, tal como 0,80 < h/H < 0,90.
El grosor del disco de separación puede ser inferior a 0,60 mm, tal como inferior a 0,50 mm, tal como inferior a 0,45 mm, tal como inferior a 0,40 mm, tal como inferior a 0,35 mm, tal como inferior a 0,30 mm.
Por otro lado, el disco de separación puede tener un diámetro superior a 200 mm, tal como superior a 300 mm, tal como superior a 350 mm, tal como superior a 400 mm, tal como superior a 450 mm, tal como superior a 500 mm, tal como superior a 530 mm.
El primer aspecto de la invención se basa en la idea de que las tiras alargadas no tienen que soportar ninguna carga en una pila comprimida, sino que pueden funcionar únicamente como medio de guía. Por ejemplo, en una pila comprimida de discos de separación, la separación se realiza en el espacio intermedio entre dos discos adyacentes. La fase más pesada, tal como lodo, se transporta a lo largo de la superficie del disco superior, es decir, a lo largo del "techo" del espacio intermedio, mientras que una fase separada menos densa se transporta a lo largo de la superficie del disco inferior, es decir, a lo largo del "suelo" del espacio intermedio. Por tanto, con tiras alargadas que tienen una altura menor que los miembros espaciadores y dispuestas en la superficie interna del disco, estas tiras alargadas ayudarán a guiar el lodo a lo largo del "techo" del espacio intermedio, pero no interferirán con la fase transportada a lo largo del "suelo" del espacio intermedio.
En realizaciones del primer aspecto de la invención, también los miembros espaciadores se extienden desde la superficie interna.
Por tanto, tanto los miembros espaciadores como las nervaduras alargadas pueden extenderse desde la superficie interna, tal como únicamente de la superficie interna.
En realizaciones del primer aspecto de la invención, el disco de separación comprende al menos cuatro nervaduras alargadas.
Como ejemplo, el disco de separación puede comprender al menos 8, tal como al menos 12, tal como al menos 18 nervaduras alargadas.
Por otro lado, el disco de separación puede comprender 4-60 nervaduras alargadas, tal como 4-50, tal como 8-40, tal como 12-30, nervaduras alargadas en la superficie interna.
Las nervaduras alargadas pueden estar igualmente espaciadas por toda la circunferencia del disco de separación.
En realizaciones del primer aspecto de la invención, la al menos una nervadura alargada es recta y se extiende de forma recta en la dirección radial.
La dirección radial es, por lo tanto, la extensión radial desde el eje de rotación (x) hasta un perímetro externo del disco, como por ejemplo desde una abertura central hacia el perímetro externo del disco de separación. La al menos una nervadura alargada puede extenderse en una dirección radial recta o en una dirección recta que forma un ángulo con el radio del disco de separación. Por tanto, puede disponerse una nervadura recta alargada para guiar una fase a lo largo de una trayectoria recta en la superficie del disco de separación.
En realizaciones del primer aspecto de la invención, la al menos una nervadura alargada se curva.
Por tanto, al menos una nervadura alargada puede curvarse. Una nervadura alargada curvada puede curvarse cuando se ve como una proyección sobre un plano que es perpendicular al eje de rotación (X).
Por tanto, las nervaduras pueden extenderse en trayectorias curvas y formar al menos en las porciones circundantes radialmente exteriores del disco de separación un ángulo con las generatrices del disco de separación. Como consecuencia de la forma curvada de las nervaduras alargadas, las nervaduras alargadas pueden guiar también una fase separada a lo largo de trayectorias que se curvan de forma correspondiente.
La longitud radial de las nervaduras alargadas puede variar en un disco o todas las nervaduras alargadas pueden tener la misma longitud. La longitud radial es más del 25 % de la longitud radial del disco, es decir, la longitud entre la abertura central y el perímetro externo.
En realizaciones del primer aspecto de la invención, la al menos una nervadura alargada se extiende una longitud que es más del 50 % de la extensión radial de la superficie interna del disco.
Por ejemplo, la al menos una nervadura alargada se extiende una longitud que es más del 75 % de la extensión radial de la superficie interna del disco.
La al menos una nervadura alargada puede extenderse radialmente a lo largo de sustancialmente toda la extensión radial de la superficie interna del disco, lo que significa que las nervaduras pueden extenderse sustancialmente a través de la totalidad de la porción cónica del disco de separación y terminar en las proximidades del borde circundante radialmente exterior del disco de separación.
En realizaciones del primer aspecto de la invención, la al menos una nervadura alargada tiene un ancho en la superficie del disco de separación inferior a 2 mm.
Por tanto, el ancho de al menos una nervadura alargada puede ser inferior a 1,5 mm, tal como inferior a 1 mm.
Las nervaduras alargadas pueden tener la forma de piezas separadas de tiras estrechas o piezas circulares de metal laminado, que están adheridas a la superficie del disco de separación. Como alternativa o complemento, las nervaduras alargadas pueden también formarse integralmente con el material del disco de separación.
En realizaciones del primer aspecto de la invención, los miembros espaciadores y la al menos una nervadura alargada están formados integralmente en una pieza con el material del disco de separación. Por ejemplo, los miembros espaciadores y las nervaduras alargadas pueden formarse integralmente en la superficie interna del disco.
Por tanto, todas las elevaciones del disco de separación pueden estar formadas por el material del propio disco de separación.
En realizaciones del primer aspecto de la invención, la al menos una nervadura alargada es más ancha en la superficie que en la porción a la altura (h) a la que se extiende la nervadura alargada, como se ve en una sección transversal que es perpendicular a la dirección en la que la nervadura alargada se extiende sobre la superficie.
Por tanto, la nervadura alargada puede formar un reborde en la superficie que tiene una sección transversal ahusada desde la superficie hacia fuera. La sección transversal puede tener forma de punta. Como ejemplo, la sección transversal en forma de punta puede tener una forma geométrica que se estrecha suavemente desde la base plana en la superficie hasta una punta, es decir, hasta un vértice a determinada altura sobre la base. El vértice puede estar directamente sobre el centroide de la base. No obstante, el vértice también puede encontrarse en un punto que no esté sobre el centroide, de modo que los miembros espaciadores en forma de punta tengan la forma de un cono oblicuo o una pirámide oblicua. La "punta" de la sección transversal en forma de punta puede tener un radio de punta que sea menor que la altura h. Por tanto, la punta se puede redondear.
Además, la parte a la altura (h) a la que se extiende la nervadura alargada puede ser plana, es decir, más o menos paralela a la superficie.
Puede ser ventajoso para la dinámica de flujo entre los discos de separación tener una nervadura alargada que sea más ancha en la superficie y después se vuelva más delgada a medida que se extiende desde la superficie. Dicho de otro modo, una nervadura alargada que tiene tal forma puede oscurecer en menor grado el flujo de un fluido entre los discos de separación si se compara con una nervadura alargada que tiene una sección transversal sustancialmente constante.
En realizaciones del primer aspecto de la invención, la pluralidad de miembros espaciadores comprende una pluralidad de miembros espaciadores formados por puntos.
Puede ser ventajoso combinar las nervaduras alargadas con miembros espaciadores formados por puntos, ya que los miembros espaciadores formados por puntos introducen una pequeña obstrucción del flujo mientras todavía soportan la carga en una pila comprimida en comparación con los miembros espaciadores alargados tradicionales. Por tanto, una combinación de miembros espaciadores formados por puntos y tiras alargadas que son de menor altura ofrece una obstrucción muy baja del flujo entre los discos al tiempo que pueden guiar una fase pesada separada o partículas a lo largo de la superficie del disco de separación.
Un miembro espaciador formado por puntos puede extenderse hasta un ancho que sea inferior a 5 mm a lo largo de la superficie del disco de separación. El ancho de la base del miembro espaciador formado por puntos puede referirse o corresponder al diámetro del miembro espaciador formado por puntos en la superficie. Si la base en la superficie tiene una forma irregular, el ancho del miembro espaciador formado por puntos puede corresponder a la mayor extensión de la base en la superficie.
Como ejemplo, la base del miembro espaciador formado por puntos puede extenderse a un ancho que es inferior a 2 mm a lo largo de la superficie del disco de separación, tal como un ancho que es inferior a 1,5 mm a lo largo de la superficie del disco de separación, tal como a un ancho que es aproximadamente o inferior a 1 mm a lo largo de la superficie del disco.
Por tanto, debido a un pequeño tamaño en comparación con los miembros espaciadores "convencionales" de gran tamaño en forma, por ejemplo, de tiras alargadas, los miembros espaciadores pueden proporcionarse en mayor número sin bloquear o impedir significativamente el flujo de mezcla fluida entre los discos en una pila de discos de separación.
Los miembros espaciadores formados por puntos pueden tener forma esférica o cilíndrica como se ve en la dirección de su altura.
Como ejemplo, los miembros espaciadores formados por puntos tienen una sección transversal en forma de punta.
Por tanto, la pluralidad de miembros espaciadores formados por puntos puede comprender miembros espaciadores formados por puntos que tienen forma de punta y se estrechan desde la base en la superficie del disco de separación hacia una punta que se extiende a una cierta altura desde la superficie.
Los miembros espaciadores formados por puntos pueden tener forma de punta y, por lo tanto, se ahúsan desde la base en la superficie hacia una punta, que se extiende una cierta altura desde la superficie. La altura de un miembro espaciador en forma de punta es la altura perpendicular a la superficie.
Los miembros espaciadores en forma de puntos y en forma de punta pueden, por ejemplo, tener la forma de un cono, es decir, tener forma de cono, o la forma de una pirámide, dependiendo de la forma de la base a lo largo de la superficie. De este modo, la base en la superficie puede tener la forma de un círculo, una elipse, un cuadrado o tener una forma rectangular.
Como ejemplo, los miembros espaciadores en forma de punta pueden tener la forma de un cono o una pirámide, es decir, tienen una forma geométrica que se ahúsa perfectamente desde la base plana en la superficie hasta la punta, es decir, hasta un vértice a determinada altura sobre la base. El vértice puede estar directamente sobre el centroide de la base. No obstante, el vértice también puede encontrarse en un punto que no esté sobre el centroide, de modo que los miembros espaciadores en forma de punta tengan la forma de un cono oblicuo o una pirámide oblicua.
Si se introducen miembros espaciadores en forma de puntos y en forma de punta en las superficies de los discos de separación de metal delgados, entonces se pueden conseguir espacios equidistantes en una pila que comprende discos de separación delgados. Por consiguiente, la capacidad de separación del separador centrífugo se puede aumentar más de este modo encajando un mayor número de discos de separación metálicos más delgados en la pila. De esta manera, la invención facilitará el uso de discos de separación lo más delgados posible para maximizar el número de discos de separación y espacios intermedios dentro de una altura de pila determinada. Por otro lado, el miembro espaciador en forma de punta y formado por puntos genera menos área de contacto entre un miembro espaciador de un disco y un disco adyacente, haciendo así que haya disponible una mayor superficie de los discos en una pila para la separación. Además, una pequeña área de contacto reduce el riesgo de acumulación de suciedad o impurezas dentro de una pila de discos durante el funcionamiento de un separador centrífugo, es decir, reduce el riesgo de contaminación.
Como ejemplo, los miembros espaciadores formados por puntos pueden extenderse desde la superficie del disco de separación en una dirección que forma un ángulo con la superficie que es inferior a 90 grados. Ambos miembros espaciadores formados por puntos tienen forma esférica o cilíndrica como se ve en la dirección de su altura y los miembros espaciadores formados por puntos tienen forma de punta, pueden extenderse desde la superficie del disco de separación en una dirección que forma un ángulo con la superficie que es inferior a 90 grados.
Por otro lado, los miembros espaciadores formados por puntos pueden extenderse desde la superficie del disco de separación sustancialmente en la dirección axial de la forma cónica truncada del disco de separación. Ambos miembros espaciadores formados por puntos tienen forma esférica o cilíndrica como se ve en la dirección de su altura y los miembros espaciadores formados por puntos tienen forma de punta, pueden extenderse desde la superficie del disco de separación sustancialmente en la dirección axial de la forma cónica truncada del disco de separación.
Así mismo, la punta de los miembros espaciadores formados por puntos puede tener un radio de punta que es inferior a la altura a la que los miembros espaciadores formados por puntos se extienden desde la superficie.
Como ejemplo, la punta de los miembros espaciadores formados por puntos puede tener un radio de punta que sea inferior a la mitad de la altura, tal como inferior a un cuarto de la altura, tal como inferior a una décima parte de la altura, a la que los miembros espaciadores formados por puntos se extienden desde la superficie. Con una punta tan "afilada", el miembro espaciador formado por puntos puede adherirse más fácilmente a la superficie de un disco adyacente en una pila de discos, y una punta afilada también disminuye el bloqueo o la obstrucción del flujo de mezcla de fluido entre los discos en una pila de discos de separación.
La pluralidad de discos de separación que comprenden miembros espaciadores formados por puntos puede comprender miembros espaciadores que tienen una forma diferente. Por tanto, un solo disco puede comprender miembros espaciadores formados por puntos que tienen diferentes formas, y la pluralidad de discos puede comprender diferentes discos que tienen miembros espaciadores formados por puntos de diferentes formas, es decir, algunos discos pueden tener solo miembros espaciadores formados por puntos esféricos mientras que algunos discos pueden tener solo miembros espaciadores formados por puntos en forma de punta.
No obstante, la pluralidad de discos que comprenden miembros espaciadores formados por puntos también puede comprender discos de separación que tienen el mismo tipo de miembros espaciadores formados por puntos.
En realizaciones del primer aspecto de la invención, una mayoría de la pluralidad de discos que comprenden miembros espaciadores formados por puntos son del mismo tipo en términos de grosor, diámetro, forma y número de miembros espaciadores formados por puntos.
Además, una mayoría de los miembros espaciadores formados por puntos se puede distribuir sobre la superficie del disco de separación a una distancia mutua inferior a 20 mm.
Como ejemplo, los miembros espaciadores formados por puntos pueden distribuirse sobre la superficie del disco de separación a una distancia mutua que es inferior a 15 mm, tal como aproximadamente o inferior a 10 mm.
Los miembros espaciadores formados por puntos se pueden distribuir regularmente sobre la superficie, distribuidos en grupos, o distribuidos sobre la superficie a diferentes distancias mutuas, por ejemplo, para formar áreas del disco en las que la densidad de los miembros espaciadores formados por puntos sea mayor en comparación con la densidad de miembros espaciadores formados por puntos sobre el resto de la misma superficie del disco.
La superficie interna o externa del disco de separación puede tener una densidad superficial de los miembros espaciadores formados por puntos que está por encima de 10 miembros espaciadores/dm2, tal como por encima de 25 miembros espaciadores/dm2, tal como por encima de 50 miembros espaciadores/dm2, tal como por encima de 75 miembros espaciadores/dm2, tal como aproximadamente o por encima de 100 miembros espaciadores/dm2.
Además, la superficie interna o externa del disco de separación puede tener una densidad superficial de los miembros espaciadores formados por puntos que está por encima de 10 miembros espaciadores/dm2, tal como por encima de 25 miembros espaciadores/dm2, tal como por encima de 50 miembros espaciadores/dm2, tal como por encima de 75 miembros espaciadores/dm2, tal como aproximadamente o por encima de 100 miembros espaciadores/dm2 y tiene un grosor inferior a 0,40 mm, tal como inferior a 0,30 mm.
No obstante, no es necesario cubrir toda la superficie interna o externa con los miembros espaciadores formados por puntos. Consecuentemente, en realizaciones del primer aspecto de la invención, la superficie interna o externa del disco de separación comprende al menos un área de al menos 1,0 dm2 que tiene una densidad de los miembros espaciadores formados por puntos que está por encima de 10 miembros espaciadores/dm2, tal como por encima de 25 miembros espaciadores/dm2, tal como por encima de 50 miembros espaciadores/dm2, tal como por encima de 75 miembros espaciadores/dm2, tal como aproximadamente o por encima de 100 miembros espaciadores/dm2.
En realizaciones del primer aspecto de la invención, el disco de separación comprende además al menos un orificio pasante en la superficie truncada o formado por al menos un corte en la periferia externa del disco de separación. Dichos orificios pasantes o cortes pueden formar canales ascendentes axiales en una pila de discos de separación que pueden facilitar la alimentación y distribución de la mezcla de fluidos, tal como un líquido, en los espacios intermedios en la pila de discos de separación.
Como segundo aspecto de la invención, se proporciona una pila de discos de separación adaptados para estar comprendidos dentro de un rotor centrífugo para la separación de una mezcla líquida, que comprende discos de separación alineados axialmente que tienen una forma cónica truncada con una superficie interna y una superficie externa,
y en el que los discos de separación alineados axialmente comprenden una pluralidad de discos que tienen miembros espaciadores y al menos una nervadura alargada de acuerdo con el primer aspecto anterior dispuesto de modo que la nervadura alargada de un disco de separación no esté en contacto con un disco de separación adyacente.
Los términos y definiciones utilizados en relación con el segundo aspecto son los mismos que los comentados anteriormente en relación con el primer aspecto.
La pila de discos de separación puede estar alineada sobre un miembro alineador, tal como sobre un distribuidor. Por tanto, en realizaciones del segundo aspecto de la invención, la pila comprende además un distribuidor sobre el cual están alineados los discos de separación para formar una pila.
La pila de discos de separación puede adaptarse para comprimirse con una fuerza superior a 8 toneladas.
En realizaciones del segundo aspecto de la invención, la pluralidad o el número de discos de separación que tienen miembros espaciadores y al menos una nervadura alargada de acuerdo con el primer aspecto anterior puede ser más del 50 % del número total de discos de separación en la pila de discos de separación, tal como más del 75 % del número total de discos de separación en la pila de discos de separación, tal como más del 90 % del número total de discos de separación en la pila de discos de separación. Como ejemplo, todos los discos de la pila de discos pueden ser discos que tengan miembros espaciadores y al menos una nervadura alargada de acuerdo con el primer aspecto anterior.
En realizaciones del segundo aspecto de la invención, la pluralidad de discos que tienen miembros espaciadores y al menos una nervadura alargada de acuerdo con el primer aspecto anterior están dispuestos de modo que la mayoría de los miembros espaciadores de un disco se desplazan en comparación con los miembros espaciadores de un disco adyacente. Además, también las nervaduras alargadas de un disco de separación pueden desplazarse en comparación con las nervaduras alargadas de un disco de separación adyacente.
Un miembro espaciador o una nervadura alargada que se "desplaza" en comparación con un miembro espaciador o una nervadura alargada en un disco adyacente se refiere a que los discos están dispuestos de modo que el miembro espaciador o las nervaduras alargadas no estén en la misma posición que un miembro espaciador o una nervadura alargada en un disco adyacente. Por tanto, un miembro espaciador que se desplaza no toca un disco adyacente en una posición en la que el disco adyacente tiene un miembro espaciador.
Por consiguiente, los discos que tienen miembros espaciadores y al menos una nervadura alargada de acuerdo con el primer aspecto anterior pueden disponerse de modo que los miembros espaciadores o las nervaduras alargadas de un disco no estén alineados axialmente con un miembro espaciador o nervadura alargada de un disco adyacente. Por tanto, los miembros espaciadores formados pueden desplazarse radialmente en relación con los miembros espaciadores de discos adyacentes como se ve en un plano axial a través del eje de rotación, y/o los miembros espaciadores pueden desplazarse circunferencialmente en relación con los miembros espaciadores de discos adyacentes como se ve en un plano radial a través del eje de rotación. También, las nervaduras alargadas pueden desplazarse radialmente en relación con las nervaduras alargadas de los discos adyacentes como se ve en un plano axial a través del eje de rotación, y/o las nervaduras alargadas pueden desplazarse circunferencialmente en relación con las nervaduras alargadas de los discos adyacentes como se ve en un plano radial a través del eje de rotación.
El desplazamiento de miembros espaciadores puede lograrse girando un disco en la dirección circunferencial en comparación con un disco adyacente, tal como girándolo a través de un ángulo predeterminado en una dirección circunferencial. Por tanto, algunos o cada disco de separación pueden girarse gradualmente a través de un ángulo en la dirección circunferencial a medida que los discos de separación se apilan uno encima de otro para formar la pila.
Como ejemplo, un miembro espaciador de un disco puede desplazarse en relación con un miembro espaciador correspondiente de un disco adyacente una distancia circunferencial y/o una distancia radial de entre 2 y 15 mm, tal como entre 3 y 10 mm, tal como aproximadamente 5 mm. Además, las nervaduras alargadas pueden desplazarse una distancia circunferencial como se ha descrito anteriormente.
Como ejemplo, un miembro espaciador de un disco puede desplazarse en relación con un miembro espaciador correspondiente de un disco adyacente una distancia circunferencial que es aproximadamente la mitad de la distancia mutua entre los miembros espaciadores del disco. También, las nervaduras alargadas pueden desplazarse una distancia circunferencial como se ha descrito anteriormente.
Por otro lado, el desplazamiento de los miembros espaciadores y/o nervaduras alargadas también se puede lograr mediante el uso de discos de separación que tengan diferentes patrones de miembros espaciadores y/o nervaduras alargadas de modo que los miembros espaciadores de un disco no estén alineados axialmente con los miembros espaciadores de un disco adyacente y/o las nervaduras alargadas de un disco no están alineadas axialmente con las nervaduras alargadas de un disco adyacente, cuando los discos se apilan uno encima del otro, tal como apilados sobre un distribuidor.
Como ejemplo, todos los miembros espaciadores y/o todas las nervaduras alargadas de un disco pueden desplazarse en comparación con los miembros espaciadores y/o las nervaduras alargadas de un disco adyacente.
Una pila en la que los miembros espaciadores se desplazan, es decir, en la que los miembros espaciadores no están alineados axialmente uno encima de otro, es ventajosa porque puede proporcionar un mejor soporte para discos delgados, es decir, los discos delgados en una pila tienen más puntos de soporte en comparación con si los discos están dispuestos de modo que los miembros espaciadores estén alineados uno encima de otro en la pila de discos. Por tanto, una pila en la que los miembros espaciadores se desplazan facilita el uso de discos delgados en la pila.
Por otro lado, una pila en la que los miembros espaciadores se desplazan puede ser ventajosa porque permite una fabricación o montaje fácil de la pila de discos, es decir, los miembros espaciadores permiten espacios intermedios regulares entre discos en la pila, incluso si los miembros espaciadores no están alineados axialmente. Dicho de otro modo, en una pila de discos, los miembros espaciadores tienen la capacidad de soportar las grandes fuerzas de compresión en una pila comprimida sin tener que estar alineados uno encima de otro. Por lo tanto, esto es diferente de la idea convencional de formar una pila de discos, en la que miembros espaciadores alargados convencionales sobre los discos están alineados axialmente uno encima de otro en discos de separación colindantes a lo largo de la pila de discos de separación, o dicho de otro modo, los miembros espaciadores están dispuestos en la técnica anterior en líneas axialmente rectas a lo largo de la pila de discos de separación, para soportar todas las fuerzas de compresión en la pila comprimida.
No obstante, los discos de la pila también pueden disponerse de modo que los miembros espaciadores y las nervaduras alargadas estén alineados axialmente.
Por tanto, en realizaciones del segundo aspecto de la invención, los discos que tienen miembros espaciadores están dispuestos de modo que la mayoría o todos los miembros espaciadores de un disco estén alineados axialmente con los miembros espaciadores de un disco adyacente.
En realizaciones del segundo aspecto de la invención, los discos que tienen miembros espaciadores y nervaduras alargadas de acuerdo con el primer aspecto anterior están dispuestos de modo que las nervaduras alargadas de un disco estén alineadas axialmente con las nervaduras alargadas de un disco adyacente.
En realizaciones del segundo aspecto de la invención, los discos que tienen miembros espaciadores y nervaduras alargadas de acuerdo con el primer aspecto anterior están dispuestos de modo que las nervaduras alargadas un disco estén alineados axialmente con las nervaduras alargadas de un disco adyacente mientras que la mayoría o todos los miembros espaciadores de un disco están desplazados los miembros espaciadores de un disco adyacente.
En realizaciones del segundo aspecto de la invención, la pila comprende más de 100 discos de separación, tal como más de 150, tal como más de 200, tal como más de 250, tal como más de 300 discos de separación.
En realizaciones del segundo aspecto de la invención, la mayoría de todos los discos de la pila son los discos que tienen los miembros espaciadores y nervaduras alargadas de acuerdo con el primer aspecto anterior.
Como ejemplo, la pila puede comprender más de 100 discos de separación y más del 90 % de esos discos de separación pueden ser discos de separación que tienen miembros espaciadores y nervaduras alargadas de acuerdo con el primer aspecto anterior.
Como ejemplo, la pila puede comprender más de 150 discos de separación y más del 90 % de esos discos de separación, tal como todos los discos de separación, pueden ser discos de separación que tienen miembros espaciadores y nervaduras alargadas de acuerdo con el primer aspecto anterior.
Como ejemplo, la pila puede comprender más de 200 discos de separación y más del 90 % de esos discos de separación, tal como todos los discos de separación, pueden ser discos de separación que tienen miembros espaciadores y nervaduras alargadas de acuerdo con el primer aspecto anterior.
Como ejemplo, la pila puede comprender más de 250 discos de separación y más del 90 % de esos discos de separación, tal como todos los discos de separación, pueden ser discos de separación que tienen miembros espaciadores y nervaduras alargadas de acuerdo con el primer aspecto anterior.
Como ejemplo, la pila puede comprender más de 300 discos de separación y más del 90 % de esos discos de separación, tal como todos los discos de separación, pueden ser discos de separación que tienen miembros espaciadores y nervaduras alargadas de acuerdo con el primer aspecto anterior.
Los discos de separación que tienen miembros espaciadores y nervaduras alargadas de acuerdo con el primer aspecto anterior en las pilas de discos como se ha ejemplificado anteriormente pueden tener un diámetro que es más de 300 mm y comprenden más de 300 miembros espaciadores formados por puntos, tal como más de 1000 miembros espaciadores formados por puntos, tal como más de 1300 miembros espaciadores formados por puntos, o pueden tener un diámetro superior a 350 mm y comprender más de 500 miembros espaciadores formados por puntos, tal como más de 1400 miembros espaciadores formados por puntos, tal como más de 1800 miembros espaciadores formados por puntos, o pueden tener un diámetro superior a 400 mm y comprender más de 600 miembros espaciadores formados por puntos, tal como más de 1700 miembros espaciadores formados por puntos, tal como más de 2200 miembros espaciadores formados por puntos, o pueden tener un diámetro superior a 450 mm y comprender más de 700 miembros espaciadores formados por puntos, tal como más de 1900 miembros espaciadores formados por puntos, tal como más de 2800 miembros espaciadores formados por puntos, o pueden tener un diámetro superior a 500 mm y comprender más de 900 miembros espaciadores formados por puntos, tal como más de 2700 miembros espaciadores formados por puntos, tal como más de 3600 miembros espaciadores formados por puntos, o pueden tener un diámetro superior a 530 mm y comprender más de 1000 miembros espaciadores formados por puntos, tal como más de 3000 miembros espaciadores formados por puntos, tal como más de 4000 miembros espaciadores formados por puntos.
Consecuentemente, la pila puede comprender más de 300 discos de separación que tienen un diámetro superior a 500 mm y más del 90 % de esos discos de separación, tal como todos los discos de separación, pueden ser discos de separación que tienen miembros espaciadores y nervaduras alargadas de acuerdo con el primer aspecto anterior y comprenden más de 3000 miembros espaciadores formados por puntos, tal como más de 4000 miembros espaciadores formados por puntos.
En realizaciones del segundo aspecto de la invención, la pila de discos de separación está dispuesta de modo que los miembros espaciadores formados por puntos son los principales miembros portadores de carga en la pila de discos de separación.
Esto significa que una mayoría de las fuerzas de compresión son mantenidas por miembros espaciadores formados por puntos en la pila de discos.
En realizaciones del segundo aspecto de la invención, la pluralidad de discos que tienen miembros espaciadores y nervaduras alargadas de acuerdo con el primer aspecto anterior está libre de discos que tienen miembros espaciadores distintos de los miembros espaciadores formados por puntos para crear espacios intermedios entre los discos en la pila.
Por tanto, la pluralidad de discos que tienen miembros espaciadores y nervaduras alargadas de acuerdo con el primer aspecto anterior, y también toda la pila de discos, puede comprender únicamente miembros espaciadores formados por puntos como elementos de soporte de carga.
En realizaciones del segundo aspecto de la invención, la pila de discos de separación comprende además al menos un canal ascendente axial formado por al menos un orificio pasante en la superficie truncada o formado por al menos un corte en la periferia externa de la pluralidad o todos los discos de separación en la pila.
Como se ha comentado en relación con el primer aspecto anteriormente, dichos canales ascendentes axiales pueden facilitar la alimentación y distribución de una mezcla de fluidos, tal como un líquido, en los espacios intermedios en la pila de discos de separación.
Como tercer aspecto de la invención, se proporciona un separador centrífugo para la separación de al menos dos componentes de una mezcla fluida que tienen diferentes densidades, separador centrífugo que comprende
un bastidor estático,
un huso soportado giratoriamente por el bastidor,
un rotor centrífugo montado en un primer extremo del huso para girar junto con el huso alrededor de un eje de rotación (X), en el que el rotor centrífugo comprende una carcasa de rotor que encierra un espacio de separación en el que una pila de discos de separación está dispuesta para girar coaxialmente con el rotor centrífugo, una entrada del separador que se extiende dentro del espacio de separación para el suministro de la mezcla fluida a separar,
una primera salida del separador para descargar una primera fase separada del espacio de separación, una segunda salida del separador para descargar una segunda fase separada del espacio de separación; en el que la pila de discos de separación está de acuerdo con el segundo aspecto de la invención comentada anteriormente.
Los términos y definiciones utilizados en relación con el tercer aspecto son los mismos que los comentados en relación con los otros aspectos anteriores.
El separador centrífugo es para la separación de una mezcla fluida, tal como una mezcla de gases o una mezcla líquida. El bastidor estático del separador centrífugo es una parte no giratoria, y el huso es soportado por el bastidor por al menos un dispositivo portador, tal como por al menos un rodamiento de bolas.
El separador centrífugo puede comprender además un miembro de accionamiento dispuesto para hacer girar el huso y el rotor centrífugo montado en el huso. Dicho miembro de accionamiento para hacer girar el huso y el rotor centrífugo puede comprender un motor eléctrico que tiene un rotor y un estator. El rotor puede proporcionarse sobre el huso o fijarse al mismo para que transmita par motor al huso y, por tanto, al rotor centrífugo durante el funcionamiento.
Como alternativa, el miembro de accionamiento puede proporcionarse al lado del huso y hacer girar el huso y el rotor centrífugo mediante una transmisión adecuada, tal como una correa o una transmisión por engranajes.
El rotor centrífugo está unido a un primer extremo del huso y, por tanto, está montado para girar con el huso. Durante el funcionamiento, el huso forma así un eje de rotación. El primer extremo del huso puede ser un extremo superior del huso. Por tanto, el huso es giratorio alrededor del eje de rotación (X).
El huso y el rotor centrífugo pueden estar dispuestos para girar a una velocidad superior a 3000 rpm, tal como superior a 3600 rpm.
El rotor centrífugo también encierra un espacio de separación en el que se produce la separación de la mezcla fluida. Por tanto, el rotor centrífugo forma una carcasa del rotor para el espacio de separación. El espacio de separación comprende una pila de discos de separación como ha comentado en relación con el segundo aspecto de la invención anterior y la pila está dispuesta centralmente alrededor del eje de rotación. Dichos discos de separación forman así inserciones de ampliación de superficie en el espacio de separación.
La entrada del separador para la mezcla fluida, es decir, alimentación, que va a separarse puede ser una tuba estática dispuesta para suministrar la alimentación al espacio de separación. La entrada también se puede proporcionar dentro de un eje de rotación, tal como dentro del huso.
La primera salida del separador para descargar una primera fase separada del espacio de separación puede ser una primera salida de líquido.
La segunda salida del separador para descargar una segunda fase separada del espacio de separación puede ser una segunda salida de líquido. Por tanto, el separador puede comprender dos salidas de líquido, en el que la segunda salida de líquido está dispuesta en un radio mayor desde el eje de rotación en comparación con la primera salida de líquido. Por tanto, pueden separarse y descargarse líquidos de diferentes densidades a través de dicha primera y segunda salida de líquido, respectivamente. El líquido separado de menor densidad puede descargarse a través de la primera salida del separador, mientras que la fase líquida separada de mayor densidad puede descargarse a través de la segunda salida del separador, respectivamente.
Durante el funcionamiento, una fase de lodo, es decir, partículas sólidas y líquidas mezcladas que forman una fase pesada, puede recogerse en una parte periférica externa del espacio de separación. Por lo tanto, la segunda salida del separador para descargar una segunda fase separada del espacio de separación puede comprender salidas para descargar dicha fase de lodo desde la periferia del espacio de separación. Las salidas pueden ser en forma de una pluralidad de puertos periféricos que se extienden desde el espacio de separación a través del rotor centrífugo hasta el espacio del rotor entre el rotor centrífugo y el bastidor estático. Los puertos periféricos pueden estar dispuestos para abrirse intermitentemente, durante un corto período de tiempo del orden de milisegundos, para permitir la descarga de una fase de lodo desde el espacio de separación al espacio del rotor. Los puertos periféricos pueden también ser en forma de boquillas que están constantemente abiertas durante el funcionamiento para permitir una descarga constante de lodo.
No obstante, la segunda salida del separador para descargar una segunda fase separada del espacio de separación puede ser una segunda salida de líquido, y el separador centrífugo también puede comprender una tercera salida del separador para descargar una tercera fase separada del espacio de separación.
Dicha tercera salida del separador comprende salidas para descargar una fase de lodo desde la periferia del espacio de separación, como se ha comentado anteriormente, y puede ser en forma de una pluralidad de puertos periféricos dispuestos para abrirse intermitentemente o en forma de boquillas que están constantemente abiertas durante el funcionamiento para permitir una descarga de lodo constante.
El separador centrífugo de acuerdo con el tercer aspecto de la invención es ventajoso porque permite el funcionamiento con altos caudales de alimentación, es decir, la mezcla a separar.
En determinadas aplicaciones de separador, el fluido de separación durante el proceso de separación se mantiene en condiciones higiénicas especiales y/o sin ningún tipo de arrastre de aire y elevados esfuerzos de cizalla, tal como cuando el producto separado es sensible a dicha influencia. Ejemplos de ese tipo son la separación de productos lácteos, cerveza y en aplicaciones biotecnológicas. Para dichas aplicaciones, se han desarrollado los denominados separadores herméticos, en los que el recipiente separador o el rotor centrífugo se llena completamente con líquido durante el funcionamiento. Esto significa que no debe haber aire ni superficies libres de líquido en el rotor.
En realizaciones del primer aspecto de la invención, al menos una de la entrada del separador, la primera salida del separador o la segunda salida del separador está precintada de forma mecánicamente hermética.
Las juntas herméticas reducen el riesgo de que entre oxígeno o aire en el espacio de separación y contacten con el líquido a separar.
En consecuencia, en realizaciones del tercer aspecto de la invención, el separador centrífugo es para separar productos lácteos, tal como separar la leche en nata y leche desnatada.
En realizaciones del tercer aspecto de la invención, la pila de discos de separación comprende al menos 200, tal como al menos 300 discos de separación que tienen un diámetro de al menos 400 mm, y en la que la pluralidad de discos que tienen miembros espaciadores formados por puntos comprende al menos 2000 miembros espaciadores formados por puntos sobre cada disco.
Como ejemplo, la pila de discos de separación puede comprender más de 300 discos de separación y más del 90 % de esos discos de separación, tal como todos los discos de separación, pueden tener un diámetro de al menos 500 mm y pueden ser discos de separación que tienen miembros espaciadores formados por puntos que comprenden al menos 4000 miembros espaciadores formados por puntos sobre cada disco.
Breve descripción de los dibujos
Las Figuras 1a-c muestran una realización de un disco de separación. La Figura 1a es una vista en perspectiva, la Figura 1 b es una vista desde abajo, es decir, que muestra la superficie interna del disco de separación, y la Figura 1c es una vista en primer plano de la periferia externa de la superficie interna.
Las Figuras 2a-d muestran realizaciones adicionales de discos de separación que tienen nervaduras alargadas. Las Figuras 3a-c muestran realizaciones de diferentes formas de nervaduras alargadas.
Las Figuras 4a-f muestran realizaciones de diferentes miembros espaciadores en forma de punta y formados por puntos.
La Figura 5 muestra la relación entre los miembros espaciadores y las nervaduras alargadas.
La Figura 6a-d muestra diferentes miembros espaciadores formados por puntos y en forma de punta.
La Figura 7 muestra una realización de una pila de discos.
Las Figuras 8a-c muestran una realización de una pila de discos en la que los miembros espaciadores formados por puntos de un disco de separación están desplazados en relación con los miembros espaciadores formados por puntos de un disco adyacente. La Figura 8a es una vista en perspectiva, la Figura 8b es una sección radial y la Figura 8c es una vista en primer plano de la superficie interna.
Las Figuras 9a y b muestran una realización de una pila de discos en la que los miembros espaciadores formados por puntos de un disco de separación están alineados axialmente con los miembros espaciadores formados por puntos de un disco adyacente. La Figura 9a es una sección radial y la Figura 9b es una vista en primer plano de la superficie interna.
La Figura 10 muestra una sección de un separador centrífugo.
Descripción detallada
Ejemplos de discos de separación, las pilas de discos de separación así como un separador centrífugo de acuerdo con la presente divulgación se ilustrarán adicionalmente mediante la siguiente descripción con referencia a los dibujos adjuntos.
Las Figuras 1a-c muestran un dibujo esquemático de una realización de un disco de separación. La Figura 1a es una vista en perspectiva de un disco de separación 1 de acuerdo con una realización de la presente divulgación. El disco de separación 1 tiene una forma troncocónica, es decir, una forma troncocónica, a lo largo del eje cónico X1. Por lo tanto, el eje X1 es la dirección del eje que pasa a través del vértice de la correspondiente forma cónica. La superficie cónica forma un ángulo de conicidad a con el eje cónico X1. El disco de separación tiene una superficie interna 2 y una superficie externa 3, que se extienden radialmente desde una periferia interna 6 a una periferia externa 5. En esta realización, el disco de separación también está provisto de una serie de orificios pasantes 7, situados a una distancia radial tanto de la periferia interna como de la externa. Al formar una pila con otros discos de separación del mismo tipo, los orificios pasantes 7 pueden formar así canales de distribución axial para, por ejemplo, separar la mezcla líquida, lo que facilita la distribución uniforme de una pila de discos de separación. Los discos de separación también comprenden una pluralidad de miembros espaciadores 4 formados por puntos que se extienden encima de la superficie interna del disco de separación 1. Estos miembros espaciadores 4 proporcionan espacios intermedios entre discos de separación colindantes en una pila de discos de separación. Ejemplos de miembros espaciadores formados por puntos se muestran con más detalle en las Figuras 4a-4f. Como se ve en la Figura 1 a, solo la superficie interna 2 está provista de miembros espaciadores 4 formados por puntos, mientras que la superficie externa 3 está libre de miembros espaciadores 4 formados por puntos y también está libre de otros miembros espaciadores. La superficie interna 2 también está libre de otros miembros espaciadores que los miembros espaciadores 4 formados por puntos. Por tanto, en una pila de discos de separación 1 del mismo tipo, los miembros espaciadores 4 formados por puntos son el único miembro espaciador, es decir, el único miembro que forma los espacios intermedios y las distancias axiales entre discos en la pila. De este modo, los miembros espaciadores formados por puntos son el único elemento portador de carga sobre el disco 1 cuando los discos se apilan axialmente uno encima de otro. Por tanto, esta es una diferencia respecto a un disco de separación convencional, en el que unos pocos miembros espaciadores alargados, que se extienden radialmente sobre cada disco forman los espacios intermedios y soportan las fuerzas de compresión en una pila de discos.
No obstante, como alternativa, debe entenderse que la superficie externa 3 podría estar provista de los miembros espaciadores 4 formados por puntos, mientras que la superficie interna 2 podría estar libre de miembros espaciadores 4 formados por puntos y también libre de otros miembros espaciadores.
La Figura 1b muestra la superficie interna 2 del disco de separación 1. Los miembros espaciadores 4 formados por puntos se extienden desde una base en la superficie interna 2 que tiene un ancho que es inferior a 1,5 mm a lo largo de la superficie interna 2 del disco de separación 1. Por otro lado, la distancia mutua d1 entre los miembros espaciadores 4 formados por puntos es de aproximadamente 10 mm, y toda la superficie interna 2 comprende aproximadamente 100 miembros espaciadores/dm2. La superficie interna 2 comprende además seis nervaduras alargadas que se extienden radialmente desde la periferia interna hacia fuera hasta la periferia externa del disco de separación. Por tanto, la periferia interna representa una primera posición y la periferia externa representa una segunda posición a una distancia radial que es mayor que la distancia radial de la primera posición. Las nervaduras alargadas 36 son de menor altura que los miembros espaciadores formados por puntos y, por tanto, no contribuyen a formar los espacios intermedios en una pila de discos de separación.
También hay una serie de cortes 13 en la periferia interna 6 del disco de separación 1 para facilitar el apilamiento, por ejemplo, sobre un distribuidor.
La Figura 1c muestra una vista en primer plano de la periferia externa 5 de la superficie interna 2 del disco de separación 1. En esta realización, la densidad de los miembros espaciadores 4 formados por puntos es mayor en la periferia externa que en el resto del disco. Esto se logra teniendo más miembros espaciadores formados por puntos dispuestos en una zona periférica externa P, para que la distancia d2 entre los miembros espaciadores 4 radialmente más externos dentro de la zona periférica P externa sea menor que la distancia d1 entre los miembros espaciadores 4 fuera de esta zona. La zona periférica P puede extenderse, por ejemplo, 10 mm radialmente desde la periferia externa 5. Una mayor densidad de miembros espaciadores en la periferia más externa es ventajosa porque reduce el riesgo de que los discos colindantes en una pila de discos se toquen entre sí en la periferia más externa en la que las fuerzas de compresión y centrífugas son elevadas. Los discos adyacentes que se tocan bloquearán el espacio intermedio y reducirán así la eficiencia de la pila de discos.
Las Figuras 2a-d muestran diferentes variaciones del disco como se ve en las Figuras 1a-c. En la Figura 2a, las nervaduras alargadas son de menor longitud y se extienden sobre la superficie interna hasta la periferia externa pero comienzan en una posición radial de modo que una porción interna radial 41 del disco de separación 1 está libre de nervaduras alargadas. En la Figura 2b, las nervaduras alargadas 36 están curvadas. La Figura 2c muestra un ejemplo de un disco que tiene 12 nervaduras alargadas dispuestas en la superficie interna, cada una extendiéndose de forma recta en la dirección radial. No obstante, como se ha comentado anteriormente, las nervaduras pueden ser rectas pero se extienden en una dirección que forma un ángulo con la dirección radial. La Figura 2d muestra una realización de un disco de separación 1 que tiene nervaduras más cortas, es decir, nervaduras que se extienden una distancia más corta en la dirección radial, que en los ejemplos anteriores. Las nervaduras 36 se extienden desde una primera posición 39 que no es la periferia interna y en una segunda posición 40 que está radialmente hacia dentro en comparación con la periferia externa.
Las Figuras 3a-c muestra diferentes ejemplos sobre la forma de las nervaduras 36. Las nervaduras 36 de las Figuras 3a-c no están dibujadas a escala, sino que simplemente representan un dibujo esquemático de la forma. La nervadura 36 de la Figura 3a se extiende una distancia L a lo largo de la superficie del disco de separación. L puede ser de aproximadamente 50-250 mm. La nervadura 36 se extiende una altura h desde la superficie y tiene un ancho adicional w en la superficie. El ancho w es, por tanto, el ancho en la porción de base 37 de la nervadura 36. El ancho w puede ser, por ejemplo, inferior a 20 mm, tal como aproximadamente o inferior a 10 mm. La altura h puede estar, por ejemplo, entre 0,20 y 0,40 mm. El ancho w en la superficie es más ancho que el ancho en la porción más externa 38 de la nervadura 36, es decir, a una altura h de la superficie. Por tanto, la nervadura alargada se estrecha desde la superficie hacia fuera hasta la porción 38 más externa. En la Figura 3a, la sección transversal perpendicular a la dirección en la que se extiende la nervadura 36 tiene forma de punta con una punta afilada. En la Figura 3b, la nervadura se ahúsa también desde la porción de base 37 hasta la porción más externa 38, pero la porción más externa es plana con una superficie sustancialmente paralela a la porción de base 37, es decir, paralela a la superficie del disco. En la Figura 3c, la nervadura 36 se ahúsa también desde la superficie, pero la sección transversal perpendicular a la dirección en la que se extiende la nervadura 36 tiene forma de punta con una punta redondeada, más suave que la sección transversal de la nervadura 36 de la Figura 3a.
Las Figuras 4a-f muestran realizaciones de diferentes tipos de miembros espaciadores formados por puntos que se pueden usar como miembros espaciadores en el disco de separación de la presente divulgación. La Figura 4a muestra una sección de una parte de un disco de separación 1 en el que los miembros espaciadores 4 formados por puntos están dispuestos en una línea que se extiende en la dirección radial sobre la superficie interna 2 del disco 1. La superficie externa 3 está libre de cualquier tipo de miembro espaciador. Los miembros espaciadores 4 están formados integralmente en el disco de separación 1, es decir, formados en una pieza con el material del propio disco de separación. Los miembros espaciadores 4 tienen forma de punta y se ahúsan desde la superficie hasta una punta que se extiende una determinada distancia o altura desde la superficie interna 2. La Figura 4b muestra una sección similar a la del disco de la Figura 4a, pero en este ejemplo, los miembros espaciadores con forma de punta y forma de puntos solo se proporcionan en la superficie externa 3, mientras que la superficie interna 2 está libre de miembros espaciadores formados por puntos.
La Figura 4c también muestra una sección de una parte de otro ejemplo de un disco de separación 1 en el que los miembros espaciadores 4 formados por puntos están dispuestos en una línea que se extiende en la dirección radial en la superficie interna 2 del disco 1 mientras que la superficie externa 3 está libre de cualquier tipo de miembro espaciador. En este ejemplo, los miembros espaciadores 4 tienen forma de semiesferas que sobresalen de la superficie interna 2. La Figura 4d muestra una sección similar a la del disco de la Figura 4c, pero en este ejemplo los miembros espaciadores semiesféricos y formados por puntos solo se proporcionan en la superficie externa 3, mientras que la superficie interna 2 está libre de miembros espaciadores formados por puntos.
La Figura 4e también muestra una sección de una parte de otro ejemplo de un disco de separación 1 en el que los miembros espaciadores 4 formados por puntos están dispuestos en una línea que se extiende en la dirección radial en la superficie interna 2 del disco 1 mientras que la superficie externa 3 está libre de cualquier tipo de miembro espaciador. En este ejemplo, los miembros espaciadores 4 tienen forma de cilindros que sobresalen de la superficie interna 2. La Figura 4f muestra una sección similar a la del disco de la Figura 4e, pero en este ejemplo los miembros espaciadores cilíndricos y formados por puntos solo se proporcionan en la superficie externa 3, mientras que la superficie interna 2 está libre de miembros espaciadores formados por puntos.
La Figura 5 muestra la relación en altura entre una nervadura alargada 36 y los miembros espaciadores 4. El disco como se ve en la Figura 5 es similar al disco de la Figura 4a, teniendo miembros espaciadores 4 en forma de puntos y en forma de punta que se extienden una altura H desde la superficie interna 2. También se dibuja en la Figura 5 el tamaño de una nervadura alargada 36 que se extiende a una altura h desde la superficie. La relación entre h y H es que H es superior a h y h/H > 0,7, es decir, las nervaduras alargadas 36 no soportan ningún peso en una pila comprimida de discos de separación 1.
Las Figuras 6a-d muestran realizaciones de diferentes miembros espaciadores con forma de punta y forma de puntos que pueden usarse en el disco de separación de la presente divulgación, la Figura 6a muestra una vista en primer plano de una realización de un miembro espaciador 4 en forma de punta. El miembro espaciador 4 en forma de punta se extiende desde una base 8 sobre la superficie interna 2. Esta base 8 se extiende hasta un ancho inferior a 1,5 mm a lo largo de la superficie interna 2 del disco de separación 1. El miembro espaciador en forma de punta se ahúsa desde la base 8 hasta una punta 9 situada a una distancia H desde la base. Por tanto, la altura del miembro espaciador en forma de punta es la distancia H, que en este caso está entre 0,15 y 0,30 mm, mientras que el grosor del disco de separación, como se ilustra por la distancia z en la Figura 6b, está entre 0,30 y 0,40 mm. En el ejemplo de la Figura 6a, el miembro espaciador 4 en forma de punta se extiende desde la base 8 en la dirección y1 que es sustancialmente perpendicular a la superficie interna 2. Por lo tanto, la dirección y1 es paralela a la normal N de la superficie interna 2.
La Figura 6b muestra un ejemplo de un miembro espaciador 4 en forma de punta que se extiende desde la superficie del disco de separación en una dirección que forma un ángulo con la superficie que es inferior a 90 grados. El miembro espaciador 4 de la Figura 6b es igual que el miembro espaciador mostrado en la Figura 6a, pero con la diferencia de que se extiende en una dirección y2 que forma un ángulo con la normal N de la superficie interna. En este caso, el miembro espaciador 4 en forma de punta se extiende en una dirección y2 que forma un ángulo p1 con la superficie interna 2, y el ángulo p1 es inferior a 90 grados. Por tanto, la punta 9 se extiende desde la base 8 en la dirección y2 que forma un ángulo con la superficie de aproximadamente 60-70°.
La Figura 6c muestra otro ejemplo de un miembro espaciador 4 en forma de punta que se extiende desde la superficie del disco de separación en una dirección que forma un ángulo con la superficie que es inferior a 90 grados. El miembro espaciador 4 de la Figura 6c es igual que el miembro espaciador mostrado en la Figura 6b, pero con la diferencia de que se extiende en una dirección y3 que forma un ángulo p2 con la normal N de la superficie interna que es menor que el ángulo p1 en la Figura 6b. En este ejemplo, el ángulo p2 es sustancialmente igual que el ángulo alfa a del disco de separación 1, es decir, la mitad del ángulo de apertura de la forma cónica correspondiente. Por lo tanto, el ángulo a es el ángulo de la parte cónica con eje cónico X1 del disco de separación 1. El ángulo a puede ser de aproximadamente 35°. Dicho de otro modo, el miembro espaciador 4 en forma de punta se extiende desde la superficie interna 2 del disco de separación 1 en sustancialmente la dirección axial de la forma cónica truncada del disco de separación 1. Por tanto, en una pila formada de discos de separación, un miembro espaciador formado por puntos que se extiende sustancialmente axialmente puede adherirse mejor a un disco adyacente en la pila, reduciendo así aún más el riesgo de espacios intermedios de tamaño irregular entre los discos a medida que se comprime la pila.
Debe entenderse que una mayoría o la totalidad de los miembros espaciadores 4 formados por puntos sobre un disco de separación pueden extenderse en la misma dirección, es decir, una mayoría o la totalidad de los miembros espaciadores 4 formados por puntos en un disco de separación pueden extenderse en una dirección que es sustancialmente perpendicular a la superficie o una mayoría o todos los miembros espaciadores 4 formados por puntos y en forma de punta en un disco de separación pueden extenderse en un dirección que forma un ángulo con la superficie, es decir, como los ejemplos mostrados en las Figuras 6b y 6c.
Por otro lado, la punta 9 de un miembro espaciador en forma de punta y formado por puntos tiene un radio de punta Rpunta, y se muestra más detalladamente en la Figura 6d. Este radio de punta Rpunta es pequeño para obtener una punta lo más afilada posible. Como ejemplo, el radio de punta Rpunta puede ser inferior a la altura H a la que el miembro espaciador 4 formado por puntos se extiende desde la superficie interna 2. Además, el radio de punta Rpunta puede ser inferior a la mitad de la altura H, tal como inferior a una décima parte de la altura H.
La Figura 7 muestra una realización de una pila 10 de discos que comprende los discos de separación 1 de acuerdo con la presente divulgación. La pila 10 de discos comprende discos de separación 1 proporcionados sobre un distribuidor 11. Por motivos de claridad, la Figura 7 solo muestra unos pocos discos de separación 1, pero debe entenderse que la pila 10 de discos puede comprender más de 200 discos de separación 1, tal como más de 300 discos de separación. Debido a los miembros espaciadores, se forman espacios intermedios 28 entre los discos de separación 1 apilados, es decir, se forma un espacio intermedio 28 entre un disco de separación 1a y los discos de separación 1b y 1c adyacentes situados debajo y encima del disco de separación 1a, respectivamente. Los orificios pasantes en los discos de separación forman canales ascendentes axiales 7a que se extienden por toda la pila. Por otro lado, la pila 10 de discos puede comprender un disco superior (no mostrado), es decir, un disco dispuesto en la parte más superior de la pila que no está provisto de orificios pasantes. Dicho disco superior es conocido en la técnica. El disco superior puede tener un diámetro más grande que los otros discos de separación 1 en la pila de discos para ayudar a guiar una fase separada fuera de un separador centrífugo. Un disco superior también puede tener un mayor grosor en comparación con el resto de los discos de separación 1 de la pila 10 de discos. Los discos de separación 1 pueden proporcionarse sobre el distribuidor 11 usando cortes 13 en la periferia interna 5 de los discos 10 de separación que están encajados en correspondientes alas 12 del distribuidor.
Las Figuras 8a-c muestran una realización en la que los discos de separación 1 comprenden miembros espaciadores formados por puntos. Los discos de separación 1 están dispuestos axialmente en la pila 10 de modo que la mayoría de los miembros espaciadores formados por puntos 4a de un disco 1a se desplazan en comparación con los miembros espaciadores y formados por puntos 4b de un disco adyacente 1b. En esta realización, esto se realiza mediante una pequeña rotación en la dirección circunferencial del disco 1a en comparación con el disco adyacente 1b, como se ilustra con la flecha "A" en las Figuras 8a-c. Por tanto, como se ve en la Figura 8a, los discos de separación 1a y 1b adyacentes están alineados axialmente a lo largo del eje de rotación X2, que es la misma dirección que el eje cónico X1 como se ve en las figuras 1 y 2, pero debido a la disposición de los miembros espaciadores formados por puntos, un miembro espaciador 4a formado por puntos del disco de separación 1a no está alineado axialmente sobre el correspondiente miembro espaciador 4b formado por puntos del disco de separación 1b. Como ejemplo, los discos 1a y 1b están dispuestos de modo que un miembro espaciador 4a formado por puntos del disco 1a está desplazado una distancia circunferencial z3 en relación con el correspondiente miembro espaciador 4b formado por puntos del disco 1b. La distancia z3 puede ser aproximadamente la mitad de la distancia de la distancia mutua entre los miembros espaciadores formados por puntos en un disco, tal como entre 2-10 mm.
Dicho de otro modo, los discos de separación de la pila de discos 1 están dispuestos de manera que un miembro espaciador 4a formado por puntos de un disco de separación 1a no toca el disco 1b adyacente en una posición en la que el disco 1b adyacente tiene un miembro espaciador 4b formado por puntos. Esto también se ilustra en la Figura 8b, que muestra una sección de discos adyacentes 1a y 1b. Los miembros espaciadores 4a formados por puntos del disco 1a y los miembros espaciadores 4b formados por puntos del disco 1b pueden proporcionarse a la misma distancia radial, pero son desplazados en la dirección circunferencial. Por otro lado, la Figura 8c muestra una vista en primer plano de la periferia externa 5 del disco 1b. Los miembros espaciadores 4a formados por puntos del disco adyacente 1a tocan el disco de separación 1b en las posiciones indicadas con cruces en la Figura 8c, que son posiciones que están desplazadas en la dirección circunferencial en comparación con las posiciones de los miembros espaciadores 4b formados por puntos, como se ilustra con la flecha "A".
No obstante, los discos de separación 1 de la pila 10 de discos pueden disponerse en el distribuidor 11 de modo que la mayoría de los miembros espaciadores de un disco estén alineados axialmente con los 8 miembros espaciadores de un disco adyacente. Esto se ilustra en las Figuras 9a y 9b, en las que los discos de separación 1a y 1b se disponen adyacentes para que los miembros espaciadores 4a formados por puntos del disco 1a estén alineados con los miembros espaciadores 4b formados por puntos del disco 1b. La Figura 9a muestra una sección de discos 1a y 1b adyacentes en los que los miembros espaciadores 4a y 4b están alineados, mientras que la Figura 9b muestra una vista en primer plano de la periferia externa 5 del disco 1b. En contraste con la situación ilustrada en la Figura 8c, los miembros espaciadores 4a formados por puntos del disco 1a adyacente tocan realmente el disco de separación 1b en las posiciones de los miembros espaciadores 4b formados por puntos del disco 1b, como se indica con las cruces en la Figura 9b.
La Figura 10 muestra un ejemplo esquemático de un separador centrífugo 14 de acuerdo con una realización de la presente divulgación, dispuesto para la separación de una mezcla líquida en al menos dos fases. Además, debe entenderse que la Figura 10 es un dibujo esquemático y, por tanto, no está dibujado a escala.
El separador centrífugo 14 comprende una parte giratoria dispuesta para la rotación alrededor de un eje de rotación (X2) y comprende un rotor 17 y un huso 16. El huso 16 está soportado en un bastidor 15 estático del separador centrífugo 14 en un cojinete inferior 24 y un cojinete superior 23. El bastidor 15 estático rodea el rotor 17.
El rotor 17 forma dentro de sí mismo una cámara de separación 18 en la que se produce la separación centrífuga de, por ejemplo, una mezcla líquida durante el funcionamiento.
La cámara de separación 18 está provista de una pila 10 de discos de separación 1 troncocónicos para lograr una separación efectiva del fluido a separar en los espacios intermedios 28 entre los discos 1. La pila 10 de discos de separación 1 troncocónicos son ejemplos de inserciones de ampliación de superficie. Estos discos 1 se encajan central y coaxialmente con el rotor 17 y también comprenden orificios pasantes que forman canales axiales 25 para el flujo axial de líquido cuando los discos de separación 1 se encajan en el separador centrífugo 14. Los discos de separación 1 se describen en los ejemplos anteriores y comprenden tanto miembros espaciadores formados por puntos como nervaduras alargadas formados integralmente en la superficie interna de cada disco.
En la Figura 10, solo se ilustran unos pocos discos 1 en la pila 10, y la pila comprende en este caso más de 200 discos de separación que tienen miembros espaciadores formados por puntos.
El rotor 17 tiene extendiéndose desde el mismo una salida de fase líquida ligera 33 para un componente de menor densidad separado de la mezcla líquida, y una salida de fase líquida pesada 34 para un componente de mayor densidad, o fase pesada, separado de la mezcla líquida. Las salidas 33 y 34 se extienden a través del bastidor 15. En determinadas aplicaciones, el separador 14 solo contiene una única salida de líquido, tal como la única salida de líquido 33. Esto depende del material líquido que se va a procesar. El rotor 15 está provisto además de una tercera salida para descargar el lodo que se ha acumulado en la periferia de la cámara 18 de separación. La salida de lodo está en la forma de una pluralidad de puertos periféricos 19 que se extienden desde la cámara de separación 18 a través de la carcasa del rotor hasta un espacio circundante 20 fuera del rotor de centrífuga 17. Los puertos periféricos 19 pueden abrirse intermitentemente durante un corto período de tiempo, por ejemplo, en el orden de milisegundos, y permitir la descarga total o parcial de lodos del espacio de separación, utilizando un sistema de descarga intermitente convencional como se conoce en la técnica.
El separador centrífugo 1 está también provisto de un motor de accionamiento 21. Este motor 21 puede comprender, por ejemplo, un miembro estático 22 y un miembro giratorio 26, cuyo elemento giratorio rodea y está conectado al huso 16 de modo que transmite el par motor al huso 16 y, por lo tanto, al rotor 17 durante el funcionamiento. El motor de accionamiento 21 puede ser un motor eléctrico. Por otro lado, el motor de accionamiento 21 puede estar conectado al huso 16 por medios de transmisión. Los medios de transmisión pueden tener forma de un engranaje de tornillo sin fin que comprende un piñón y un elemento conectado al huso 16 para recibir par motor. Los medios de transmisión pueden adoptar alternativamente la forma de un árbol propulsor, correas de transmisión o similares, y el motor de transmisión puede conectarse directamente al huso como alternativa.
Un conducto central 27 se extiende a través del huso 16, que toma la forma de un miembro hueco, tubular. El conducto central 27 forma en esta realización un conducto de entrada para suministrar la mezcla líquida para la separación centrífuga al espacio de separación 18 a través de la entrada 29 del rotor 17. La introducción del material líquido desde la parte inferior proporciona una aceleración suave del material líquido. El huso 16 está conectado además a una tubería de entrada 30 estática en el extremo inferior del huso 16 de modo que el material líquido a separar se pueda transportar al conducto central 27 mediante medios de transporte.
Un primer sello hermético mecánico 32 está dispuesto en el extremo inferior del huso 16 para sellar el huso hueco 16 a la tubería de entrada 30 estática. El sello hermético 32 es un sello anular que rodea el extremo inferior del huso 16 y la tubería 30 estática. Además, también la salida de fase líquida ligera 33 y la salida de fase líquida pesada 34 pueden sellarse herméticamente mecánicamente. Como alternativa, bombas centrípetas, tales como discos de corte, pueden disponerse en las salidas 33 y 34 para ayudar a transportar fases separadas a salir del separador.
Durante el funcionamiento del separador en la Figura 10, se hace girar el rotor 17 mediante par transmitido desde el motor de accionamiento 21 al huso 16. A través del conducto central 27 del huso 16, el material líquido a separar, como leche, se introduce en la pila 10 de discos a través de la entrada 29 y los canales ascendentes axiales 25. En el tipo hermético de entrada 29, la aceleración del material líquido se inicia en un radio pequeño y aumenta gradualmente mientras el líquido sale de la entrada y entra en la cámara de separación 18 y la pila 10 de discos. Además, como se ha comentado anteriormente, el separador 14 puede tener también salidas hermética y la cámara de separación 18 puede estar completamente lleno de líquido durante el funcionamiento. En principio, esto significa que preferentemente no debe haber aire ni superficies libres de líquido dentro del rotor 17. No obstante, puede introducirse líquido cuando el rotor ya está funcionando a su velocidad operativa. De este modo, puede introducirse continuamente material líquido en el rotor 17.
La trayectoria del material líquido a separar a través del huso 16 al espacio de separación 18 se ilustra con las flechas "B" en la Figura 10.
Dependiendo de la densidad, diferentes fases en el líquido se separan en los espacios intermedios 28 entre los discos de separación de la pila 10 encajados en el espacio de separación 18. Los componentes más pesados en el líquido avanzan radialmente hacia afuera entre los discos de separación, mientras que la fase de menor densidad avanza radialmente hacia adentro entre los discos de separación y es expulsada a través de la salida 33 dispuesta en el nivel radial más interno en el separador. Por el contrario, el líquido de mayor densidad es expulsado a través de la salida 34 que está a una distancia radial que es mayor que el nivel radial de la salida 33. Por tanto, durante la separación, se forma una interfaz entre el líquido de menor densidad y el líquido de mayor densidad en el espacio de separación 18. Sólidos, o lodos, se acumulan en la periferia del espacio de separación 18 y pueden vaciarse intermitentemente del espacio de separación abriendo las salidas de lodo, es decir, los puertos periféricos 19, con lo que el lodo y una determinada cantidad de líquido se descarga desde el espacio de separación por medio de fuerza centrífuga. La apertura y el cierre de los puertos periféricos 19 se controlan por medio de un fondo deslizante 35 del cuenco que se puede mover entre una posición abierta y cerrada a lo largo de una dirección paralela al eje de rotación (X2).
En la realización de la Figura 10, el material que se va a separar se introduce a través del conducto central 27 del huso 16. No obstante, el conducto central 27 puede usarse también para retirar, por ejemplo, la fase ligera líquida y/o la fase pesada líquida. Por tanto, en las realizaciones, el conducto central 27 comprende al menos un conducto adicional, es decir, al menos dos conductos. De esta forma, la mezcla líquida a separar puede introducirse en el rotor 17 a través del conducto central 27, y al mismo tiempo, la fase ligera líquida y/o la fase pesada líquida pueden retirarse a través de dicho conducto adicional que se extiende, por ejemplo, en el conducto central 27 o en el conducto central circundante 27.
La invención no se limita a las realizaciones desveladas, sino que puede variarse y modificarse dentro del alcance de las reivindicaciones que se presentan a continuación. La invención no se limita al tipo de separador mostrado en las Figuras. La expresión "separador centrífugo" también comprende separadores centrífugos con un eje de rotación orientado de manera sustancialmente horizontal y un separador que tiene una única salida de líquido.

Claims (15)

REIVINDICACIONES
1. Un disco de separación (1) para un separador centrífugo, estando adaptado dicho disco para estar comprendido en una pila (10) de discos de separación (1), dentro de un rotor centrífugo, para separar una mezcla fluida, en donde el disco de separación (1) tiene una forma cónica truncada con una superficie interna (2) y con una superficie externa (3) y una pluralidad de miembros espaciadores (4), que se extienden una altura (H) desde al menos una de la superficie interna y de la superficie externa, en donde dicha pluralidad de miembros espaciadores (4) son para proporcionar espacios intermedios entre discos de separación (1), mutuamente adyacentes en una pila de discos de separación, y en donde dicho disco de separación (1) comprende además al menos una nervadura alargada (36), que se extiende desde la superficie interna (2) hasta una altura (h), que es menor que la altura (H), a la que se extiende dicha pluralidad de miembros espaciadores (4), y
en donde dicha al menos una nervadura alargada (36) se extiende desde una primera posición en la superficie interna (2) hasta una segunda posición en la superficie interna (2), en donde la segunda posición está a una distancia radial que es mayor que la distancia radial de la primera posición,
caracterizado por que
la relación entre la altura de las nervaduras alargadas (h) y los miembros espaciadores (H) es h/H > 0,7, y por que la longitud radial de las nervaduras alargadas es más del 25 % de la longitud radial del disco.
2. Un disco de separación de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la relación entre la altura de las nervaduras alargadas (h) y la altura de los miembros espaciadores (H) es 0,70 < h/H <0,95, tal como 0,80 < h/H < 0,90.
3. Un disco de separación de acuerdo con las reivindicaciones 1 o 2, en el que también dichos miembros espaciadores se extienden desde la superficie interna.
4. Un disco de separación de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en el que dicho disco de separación comprende al menos cuatro nervaduras alargadas.
5. Un disco de separación de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en el que dicha al menos una nervadura alargada es recta y se extiende en la dirección radial.
6. Un disco de separación de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que dicha al menos una nervadura alargada está curvada.
7. Un disco de separación de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en el que dicha al menos una nervadura alargada se extiende una longitud que es más del 50 % de la extensión radial de la superficie interna del disco.
8. Un disco de separación de acuerdo con la reivindicación 7, en el que dicha al menos una nervadura alargada se extiende radialmente a lo largo de sustancialmente toda la extensión radial de la superficie interna del disco.
9. Un disco de separación de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en el que dicha al menos una nervadura alargada tiene un ancho en la superficie del disco de separación inferior a 2 mm.
10. Un disco de separación de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en el que dichos miembros espaciadores y dicha al menos una nervadura alargada están formados integralmente en una pieza con el material del disco de separación.
11. Un disco de separación de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en el que dicha al menos una nervadura alargada es más ancha en la superficie que en la porción a la altura (h) a la que se extiende la nervadura alargada, como se ve en una sección transversal, que es perpendicular a la dirección, en donde la nervadura alargada se extiende sobre la superficie.
12. Un disco de separación de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en el que dicha pluralidad de miembros espaciadores comprende una pluralidad de miembros espaciadores formados por puntos.
13. Un disco de separación de acuerdo con la reivindicación 12, en el que dichos miembros espaciadores formados por puntos tienen una sección transversal en forma de punta.
14. Una pila de discos de separación (10), adaptada para estar comprendida dentro de un rotor centrífugo para la separación de una mezcla líquida, que comprende discos de separación (1), alineados axialmente, que tienen una forma cónica truncada con una superficie interna (2) y con una superficie externa (3),
y en donde dichos discos de separación alineados axialmente comprenden una pluralidad de discos (1), que tienen miembros espaciadores (4), y al menos una nervadura alargada (36), de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-13, dispuesta de modo que dicha nervadura alargada (36) en un disco de separación no está en contacto con un disco de separación adyacente.
15. Un separador centrífugo (14) para la separación de al menos dos componentes de una mezcla fluida de diferentes densidades, separador centrífugo, que comprende:
un bastidor estático (15),
un huso (16), soportado giratoriamente por el bastidor (15), un rotor centrífugo (17), montado en un primer extremo del huso (16), para girar junto con el huso alrededor de un eje de rotación (X), en donde el rotor centrífugo (17) comprende una carcasa del rotor que encierra un espacio de separación (18), en donde una pila (10) de discos de separación (1) está dispuesta para girar coaxialmente con el rotor centrífugo,
una entrada del separador (29), que se extiende dentro de dicho espacio de separación (18), para el suministro de la mezcla fluida a separar,
una primera salida del separador (33) para descargar una primera fase separada de dicho espacio de separación, una segunda salida del separador (34) para descargar una segunda fase separada de dicho espacio de separación; en donde la pila de discos de separación (10) es de acuerdo con la reivindicación 14.
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3315205A1 (en) * 2016-10-31 2018-05-02 Alfa Laval Corporate AB A centrifugal separator
PL3315203T3 (pl) * 2016-10-31 2019-11-29 Alfa Laval Corp Ab Tarcza rozdzielająca dla separatora odśrodkowego
US20210245175A1 (en) * 2020-02-06 2021-08-12 Poet Research, Inc. Centrifuge, and related systems and methods
CN112934490A (zh) * 2021-04-23 2021-06-11 德海谛汽车技术(苏州)有限公司 离心分离器碟片及其离心分离器
EP4101543B1 (en) 2021-06-07 2023-10-04 Alfa Laval Corporate AB A method of operating a centrifugal separator
DK4101545T3 (da) 2021-06-07 2024-01-22 Alfa Laval Corp Ab Fremgangsmåde til separation af en væskeblanding i en centrifugalseparator
EP4108340A1 (en) 2021-06-23 2022-12-28 Alfa Laval Corporate AB A method of operating a centrifugal separator
DE202021104728U1 (de) * 2021-09-02 2021-09-09 Gea Westfalia Separator Group Gmbh Trennteller, Trenntellerstapel sowie Zentrifuge mit dem Trenntellerstapel

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE557376C (de) 1932-08-23 Ramesohl & Schmidt Akt Ges Kegelteller fuer Schleudertrommeln
US809685A (en) * 1905-06-09 1906-01-09 Carl Didrik Hellstroem Liner for centrifugal liquid-separators.
GB1330097A (en) 1972-04-06 1973-09-12 Alfa Laval Ab Method of and centrifugal separator for separating rubber latex
US4036429A (en) 1975-03-18 1977-07-19 Ivin Jury F Bowl of centrifugal separator
GB1486861A (en) * 1975-03-20 1977-09-28 Sokolov V Bowl of centrifugal separator
SU797778A1 (ru) * 1977-10-26 1981-01-23 Предприятие П/Я А-7555 Коническа тарелка к сепаратору
AT374120B (de) * 1980-09-15 1984-03-26 Berber Viktor A Kegelteller fuer einen separator
SE457612B (sv) 1987-12-07 1989-01-16 Alfa Laval Separation Ab Centrifugalseparator foer separering av ett aemne dispergerat i en vaetska
DE19537268C1 (de) * 1995-10-06 1997-02-27 Westfalia Separator Ag Teller für die Schleudertrommel einer Zentrifuge
DE19705704C1 (de) 1997-02-14 1998-07-02 Suedmo Schleicher Ag Teller für die Schleudertrommel einer Zentrifuge mit Distanzhaltern und Verfahren zur Herstellung
SE532153C2 (sv) 2008-04-08 2009-11-03 Alfa Laval Corp Ab Separeringsskiva och separator
DE102011050046A1 (de) * 2011-05-02 2012-11-08 Gea Mechanical Equipment Gmbh Zentrifuge
WO2013018714A1 (ja) * 2011-07-29 2013-02-07 国立大学法人東北大学 遷移金属炭化物入り合金の製造方法、遷移金属炭化物入りタングステン合金及び前記製造方法により製造された合金
EP2556895B1 (en) * 2011-08-10 2018-06-27 Alfa Laval Corporate AB A separation disc for a centrifugal separator and a method for manufacturing the separation disc
EP2644278B1 (en) * 2012-03-27 2014-12-10 Alfa Laval Corporate AB Centrifugal separator and method of controlling intermittent discharge
DE102013101654A1 (de) 2013-02-20 2014-08-21 Gea Mechanical Equipment Gmbh Trenntellerpaket
EP2886217B1 (en) 2013-12-20 2017-06-14 Alfa Laval Corporate AB A method for manufacturing a separation disc and the separation disc

Also Published As

Publication number Publication date
US11660607B2 (en) 2023-05-30
US20210107014A1 (en) 2021-04-15
PL3398686T3 (pl) 2020-12-28
WO2018202611A1 (en) 2018-11-08
BR112019022548B1 (pt) 2023-03-14
CN110573260B (zh) 2022-11-15
BR112019022548A2 (pt) 2020-05-19
EP3398686A1 (en) 2018-11-07
CA3061990C (en) 2021-08-17
EP3398686B1 (en) 2020-09-30
CN110573260A (zh) 2019-12-13
CA3061990A1 (en) 2018-11-08

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