procedimiento y dispositivo para la separacion por aire.

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OFICINA ESPAÑOLA DE
PATENTES Y MARCAS
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kInt. Cl. : B07B 7/02
11 Número de publicación:
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ESPAÑA
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B27N 1/00
TRADUCCION DE PATENTE EUROPEA
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kNúmero de solicitud europea: 98924234.2
kFecha de presentación: 28.04.1998
kNúmero de publicación de la solicitud: 0 979 152
kFecha de publicación de la solicitud: 16.02.2000
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54 Tı́tulo: Procedimiento y dispositivo para la separación por aire.
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73 Titular/es: Metso Panelboard GmbH
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72 Inventor/es: Bartling, Werner y
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74 Agente: Elzaburu Márquez, Alberto
30 Prioridad: 29.04.1997 DE 197 18 158
Lohweg 8
30559 Hannover, DE
45 Fecha de la publicación de la mención BOPI:
01.07.2003
45 Fecha de la publicación del folleto de patente:
ES 2 189 171 T3
01.07.2003
Aviso:
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Moosdorf, Frank
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En el plazo de nueve meses a contar desde la fecha de publicación en el Boletı́n europeo de patentes,
de la mención de concesión de la patente europea, cualquier persona podrá oponerse ante la Oficina
Europea de Patentes a la patente concedida. La oposición deberá formularse por escrito y estar
motivada; sólo se considerará como formulada una vez que se haya realizado el pago de la tasa de
oposición (art. 99.1 del Convenio sobre concesión de Patentes Europeas).
Venta de fascı́culos: Oficina Española de Patentes y Marcas. C/Panamá, 1 – 28036 Madrid
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ES 2 189 171 T3
DESCRIPCION
Procedimiento y dispositivo para la separación por aire.
La invención se refiere a un procedimiento
para la separación por aire de fibras que contienen impurezas corpusculares, en especial fibras de
madera, según el preámbulo de la reivindicación
1, ası́ como a un dispositivo según el preámbulo
de la reivindicación 9, para la realización de este
procedimiento.
Separadores por aire de fibras, son conocidos
en sı́ mismos, y un ejemplo de un dispositivo para
desempolvar y/o clasificar producto a separar en
una corriente de aire, está descrito en el documento DE 40 40 561 C2. Los conocidos separadores por aire de fibras, de este tipo, dejan que
desear respecto al grado de separación que puede
lograrse, y sobre todo tropiezan en los lı́mites de
su potencia cuando las impurezas a eliminar se
adhieren al menos en parte, a las fibras, y/o las diferencias de los pesos especı́ficos de las partı́culas
a separar unas de otras, no son muy acusadas.
Ası́ por ejemplo, en la fabricación de placas de
MDF [Médium Density Fiber] al utilizar maderas
de gomeros como material de partida, es difı́cil eliminar las partı́culas de látex de tamaño diferente,
que se encuentran en el material fibroso. Tales
partı́culas de látex no se desean en el producto,
puesto que empeoran las caracterı́sticas superficiales de las placas de MDF.
Por el documento FR-A-1 242 444 se conoce
un dispositivo con el que se separan productos
según su tamaño de grano o según su peso, encontrando a una corriente principal que presenta
productos de tamaño diferente de grano o de peso
diferente, una corriente adicional que forma con la
corriente principal un ángulo de 90◦ . Con ayuda
de la corriente adicional se eliminan de la corriente principal, soplando perpendicularmente,
productos de menor tamaño de grano o de menor peso.
Es misión de la presente invención crear un
procedimiento para la separación por aire de fibras que contienen impurezas corpusculares, en
especial fibras de madera, que permita separar
con mayor seguridad partı́culas extrañas no deseadas, como partı́culas de látex, residuos de cola,
piezas metálicas, arena y similares, del material
fibroso de partida, por ejemplo, de fibras de madera, filamentos puros y similares, para evitar interrupciones en el curso ulterior de la elaboración
de estos materiales fibrosos, ası́ como pérdidas de
calidad de los productos fabricados
Se resuelve esta misión según la invención mediante las notas caracterı́sticas indicadas en la
parte significativa de la reivindicación 1 ó de la
reivindicación 9.
Es esencial para la invención que la corriente
descendente que lleva consigo las fibras disociadas y las impurezas corpusculares afluya oblicuamente a través de la corriente de gas portador sin turbulencias, y se desvı́e totalmente en
la práctica, de preferencia al menos 90◦ , puesto
que de este modo, las fibras ligeras que siguen la
corriente de aire, son arrastradas por las corrientes parciales reunidas, mientras que las partı́culas
más pesadas que representan impurezas a elimi2
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nar, a causa de la acción de la fuerza centrı́fuga,
no pueden seguir la repentina desviación de las fibras, y prosiguen su camino hacia abajo sufriendo
solamente deflexión parcial y, por tanto, llegan a
una zona de descarga.
La separación de las fibras, de las partı́culas
más pesadas de las impurezas, se mejora todavı́a
haciendo que en la zona del encuentro de las dos
corrientes y de la subsiguiente desviación de la
corriente, se prevea una superficie separadora y
conductora que actúe como un filo que permite
separar la zona de arrastre de las fibras, de la zona
de separación para las impurezas, y además, crear
al menos una zona de separación posterior por
aire, en la que todavı́a sea posible una separación
entre fibras e impurezas. Con este último objeto,
se crea todavı́a en el canal de descarga para las
impurezas, una corriente auxiliar ascendente de
aire, que garantice el arrastre de fibras desde la
zona de separación posterior por aire, y se reúna
después también con la corriente de gas portador.
Variantes especialmente ventajosas del procedimiento según la invención, y de posibles dispositivos para la realización de este procedimiento,
están indicadas en las reivindicaciones secundarias, y se explican en detalle, de la mano de ejemplos de realización, con referencia al dibujo; en el
dibujo se muestran:
Figura 1. Una representación esquemática para
la explicación del principio funcional del
procedimiento según la invención, y
Figura 2. Una representación asimismo esquemática de una posible forma de realización
para la ejecución del procedimiento.
La figura 1 muestra un canal 3 de alimentación
que discurre vertical, para una corriente 13 de gas
auxiliar, que lleva consigo fibras disociadas, ası́
como impurezas corpusculares.
Formando un ángulo obtuso respecto a este
canal 3 discurre una tuberı́a 4 de alimentación
que de preferencia presenta una sección transversal mayor de la corriente, para una corriente 18
de gas portador, que por tanto está guiada oblicua desde abajo contra la corriente 1 descendente
que viene de arriba. La corriente 18 de gas portador llega juntamente con la corriente descendente
desviada a una tuberı́a 11 de evacuación, que en
lo esencial discurre en la dirección de la tuberı́a
4 de alimentación de la corriente de gas portador, aunque puede estar dirigida todavı́a también
algo más pendiente hacia arriba. Por debajo de
la zona de reunión de la corriente de gas portador
y de la corriente descendente de aire, se encuentra una zona de descarga configurada en forma de
canal, a la que llegan las impurezas corpusculares
separadas de la corriente descendente, las cuales
-puesto que son más pesadas que las fibras- no
pueden seguir la desviación de la corriente descendente, sino que a causa de su peso, atraviesan
la corriente de gas portador y llegan a esta zona
inferior de recogida.
Las tı́picas lı́neas de flujo de la corriente descendente, están designadas en la figura 1 con 13,
las lı́neas de flujo de la corriente de gas portador,
con 19, las lı́neas de flujo de la corriente unifi-
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cada descendente y de la corriente de gas portador, con 25, y trayectorias tı́picas del movimiento
de partı́culas separadas, con 24.
En la zona del encuentro de las diversas tuberı́as o canales, se configura por consiguiente,
una zona de separación por aire, o una cámara 5
separadora por aire, y en la zona de esta cámara
separadora por aire, está prevista una superficie
6 regulable separadora y conductora, que actúa
como un filo respecto a las corrientes de aire y,
por tanto, establece también, qué parte de la corriente unificada descendente y de la corriente de
gas portador, llega como corriente de salida a la
tuberı́a 11 de evacuación, y qué parte se dirige
junto con las impurezas separadas al canal inferior de evacuación.
En la zona de la cámara 5 separadora por
aire, se conecta de preferencia en el paso hacia
la tuberı́a 11 de evacuación, una zona 15 de aceleración que se obtiene mediante una reducción
de la sección transversal libre de la corriente. El
ajuste de la sección transversal libre de la corriente, se hace de preferencia mediante una pared
14 limitadora regulable.
Frente a la embocadura del canal 3 de alimentación para la corriente de aire con fibras, cargada con las partı́culas a separar, se encuentra
de preferencia una superficie 16 de rebote en la
que pueden chocar las partı́culas más pesadas que
atraviesan la corriente 18 de gas portador sin desviación esencial. Las otras partı́culas separadas
por la acción de la fuerza centrı́fuga, llegan juntamente con una porción residual de fibras, al canal
de descarga dirigido hacia abajo, configurándose
de preferencia en este canal de descarga zonas 20,
21 de separación posterior por aire en forma de
zonas de turbulencia. Junto con una corriente
contraria de aire que penetra desde el extremo 10
inferior de descarga, se consigue de este modo una
separación posterior eficaz por aire, es decir, separar partı́culas no deseadas, de las porciones residuales de fibras y conducir estas partes residuales
de fibras liberadas de impurezas hacia arriba, de
manera que entren en la corriente de gas portador y junto con la corriente principal de fibras,
puedan descargarse libres de impurezas.
En el canal que recibe las partı́culas perturbadoras, dirigido hacia abajo, todavı́a pueden estar
previstas válvulas 8 distribuidoras de mariposa,
que permiten influir la corriente de aire alimentada a las zonas de separación posterior por aire.
Los caudales y las velocidades de circulación
de la corriente 1 auxiliar de gas, de la corriente 18
de gas portador y de la corriente de aire fresco alimentada por debajo, pueden ajustarse unas respecto a otras de forma variable, para optimizar
en cada caso el resultado óptimo de la separación
por aire, en función de la problemática existente
de separación.
Aquı́ es importante que en cada caso se obtengan corrientes lo más uniformes posible y sin
turbulencias, y que en el lado de la entrada de
material fibroso, se lleve a cabo una buena disociación de aglomerados fibrosos.
La figura 2 muestra un ejemplo de una forma
posible de realización de un dispositivo concreto
para la ejecución del procedimiento según la invención.
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El dibujo esquemático muestra el lugar 1 de
alimentación, en el que se alimenta a una tolva
el producto fibroso cargado con partı́culas de sustancia contaminante. En el dispositivo 2 alimentador se lleva a cabo, por ejemplo, mediante rodillos apropiados una disociación lo mejor posible
del material fibroso, de manera que en esta zona
se suelte ya una parte de las partı́culas perturbadoras, de las fibras, juntamente con una corriente
auxiliar de gas. En la zona 3 de la tolva, conectada a continuación, la corriente auxiliar de gas
da lugar a que se arrastren las fibras y las impurezas corpusculares en forma de una corriente
uniforme y lo más posible libre de turbulencias,
hacia abajo en la dirección de una cámara 5 separadora por aire. En esta cámara 5 separadora
por aire desemboca una tuberı́a 4 de alimentación
para una corriente de gas portador, que encuentra
oblicuamente la corriente de gas auxiliar que llega
verticalmente de arriba, y lleva consigo las fibras
y las impurezas. La corriente de gas auxiliar desviada más de 90◦, llega junto con la corriente de
gas portador, a la tuberı́a 11 de evacuación que
continúa hacia arriba.
En la zona de la desviación de la corriente
está prevista penetrando en la cámara 5 separadora por aire, una disposición 6 de superficie
conductora que puede regularse en su posición en
altura y angular. Por debajo de la cámara 5 separadora por aire y de preferencia algo desplazada lateralmente en la dirección de la tuberı́a 11
de evacuación, en un canal que se extiende verticalmente hacia abajo para la recepción de las
partı́culas separadas de las impurezas, se encuentra una zona 7 de separación posterior por aire,
por debajo de la cual, está prevista una disposición 8 de válvulas distribuidoras de mariposa,
para dirigir una corriente auxiliar de aire ascendente, introducida desde la abertura 10 de descarga a través de la zona 9 de la tolva en la forma
deseada en cada caso, y dar lugar a una estabilización de la circulación en el tramo de separación
posterior por aire.
La corriente de aire introducida en tres corrientes parciales, fluye en la dirección de la tuberı́a 11 de evacuación desde la zona del separador
5 por aire. A causa de la reducción de la sección
transversal se acelera el aire hacia el filo 6 colocado en el espacio 5 del separador por aire. Detrás
del filo 6 se aumenta la sección transversal en el
separador por aire, y la circulación se retarda.
En la zona superior del tramo 7 de separación
posterior por aire se genera por la alta velocidad
de la corriente de gas portador, una turbulencia de grandes dimensiones, cuya extensión hacia
abajo se limita mediante las chapas distribuidoras instaladas. Por debajo de las chapas 8 distribuidoras se produce todavı́a tan sólo una corriente ascendente vertical del aire en la dirección
del tramo 7 de separación posterior por aire.
La sorprendentemente buena acción separadora del dispositivo según la invención, es una
consecuencia de que para una fibra de madera,
la relación entre fuerzas de inercia y las fuerzas
aerodinámicas resistentes que actúan, es pequeña
y, por tanto, la fibra de madera puede seguir la
acusada desviación de la corriente de aire, lo cual
no es válido para las impurezas a separar.
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Un dispositivo apropiado para la realización
del procedimiento según la invención, se caracteriza por una estructura sencilla y compacta del
sistema, y grado de separación desacostumbradamente alto, funcionamiento seguro y definido,
tanto en el funcionamiento del aire de circulación,
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como también en el del aire de evacuación, por pequeños costes de mantenimiento, gran capacidad
de adaptación a diferentes condiciones funcionales, ası́ como por un gasto pequeño de inversión y
de energı́a.
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REIVINDICACIONES
1. Procedimiento para la separación por aire
de fibras que contienen impurezas corpusculares,
en especial fibras de madera, en el que
a. estas fibras, junto con una corriente de gas
auxiliar en una corriente descendente en
lo esencial vertical, son transferidas a una
corriente de gas portador dirigida contra
aquella corriente descendente, y son arrastradas por esta corriente de gas portador,
b. desprendiéndose las impurezas corpusculares, de las fibras, mediante la desviación de
la corriente descendente y llegan a separarse
fuera de la corriente de gas portador, mientras
c. las fibras limpiadas se separan de la corriente de gas auxiliar y de la de gas portador,
caracterizado
(i) porque la tuberı́a de alimentación para
la corriente de gas portador, está dirigida oblicua desde abajo contra la corriente descendente, y
(ii) porque se prevé una corriente de gas
portador, en lo esencial, libre de turbulencias.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque las fibras que contienen
impurezas corpusculares, en especial fibras de madera, llegan en forma ahuecada a la corriente descendente vertical.
3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó
2, caracterizado porque una parte pequeña regulable de las fibras de madera que contienen impurezas corpusculares, se separa de la corriente de
gas portador, en lo esencial sin turbulencias, y se
separa posteriormente por aire en una corriente
turbulenta.
4. Procedimiento según la reivindicación 3,
caracterizado porque en la corriente turbulenta
se forman turbulencias lentas y de grandes dimensiones.
5. Procedimiento según una o varias de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la corriente de gas portador dirigida contra
la corriente descendente, consta de una corriente
de aire de reflujo que se compone al menos de
una parte esencial de la corriente reciclada de gas
auxiliar y de gas portador, que está libre fibras de
madera que contengan impurezas corpusculares.
6. Procedimiento según alguna de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque a la
zona de limpieza de la corriente descendente y de
la corriente de gas portador, se alimenta una corriente de aire fresco que viene en lo esencial verticalmente desde abajo, y conduce consigo fibras
desde la zona de separación posterior por aire, y
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esta corriente de aire fresco se evacua junto con
la corriente de gas portador y la corriente descendente desviada.
7. Procedimiento según alguna de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la
cantidad de aire y/o la velocidad de circulación
de la corriente descendente y la corriente de gas
portador, pueden ajustarse, con vistas a una optimización de la separación por aire.
8. Procedimiento según alguna de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la
velocidad de circulación de la corriente descendente y de la corriente de gas portador, se eleva
después de su reunión.
9. Dispositivo para la realización del procedimiento según una o varias de las reivindicaciones
precedentes, con un tubo (3) de conducción para
una corriente descendente que conduce consigo fibras e impurezas corpusculares, con una tuberı́a
(4) de alimentación para una corriente de gas portador, con una cámara (5) separadora por aire
prevista en la zona del encuentro de la corriente
descendente y de la corriente de gas portador, con
una tuberı́a (11) de evacuación para la corriente
de gas portador y de la corriente descendente, colocada aproximadamente en la continuación de la
dirección de la tuberı́a (4) de alimentación para
la corriente portadora, ası́ como con una tuberı́a
de descarga para las impurezas corpusculares separadas, colocada por debajo de la cámara (5)
separadora por aire,
caracterizado
porque la tuberı́a (4) de alimentación para la corriente de gas portador, forma un ángulo obtuso
con la corriente descendente de manera que la corriente de gas portador esté dirigida oblicuamente
desde abajo contra la corriente descendente, y
porque la corriente de gas portador está en lo
esencial sin turbulencias.
10. Dispositivo según la reivindicación 9, caracterizado porque debajo de la cámara (5) separadora por aire y frente a la embocadura de la
tuberı́a (3) de la corriente descendente, está prevista una zona (16) de la pared de rebote para la
desviación de las impurezas corpusculares.
11. Dispositivo según la reivindicación 9 ó 10,
caracterizado porque en la zona de la cámara
(5) separadora por aire, está previsto un filo (6) en
forma de una superficie separadora y conductora,
que da lugar a una separación acusada entre las
partı́culas que se separan y el material fibroso.
12. Dispositivo según alguna de las reivindicaciones 9 a 11, caracterizado porque la sección
transversal libre de la corriente de la tuberı́a (11)
de evacuación puede regularse en la conexión a la
cámara (5) separadora por aire.
13. Dispositivo según la reivindicación 12, caracterizado porque la sección transversal libre
de la corriente de la tuberı́a (11) de evacuación,
puede variarse regulando una pared (14) de unión
entre la tuberı́a (3) de alimentación de la corriente
descendente y la tuberı́a (11) de evacuación.
14. Dispositivo según alguna de las reivindi-
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pusculares separadas, está prevista al menos una
zona (7) de separación posterior por aire, configurando una zona turbulenta.
caciones 9 a 13, caracterizado porque debajo
de la cámara (5) separadora por aire y dentro de
la tuberı́a de evacuación para las impurezas cor5
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NOTA INFORMATIVA: Conforme a la reserva
del art. 167.2 del Convenio de Patentes Europeas (CPE) y a la Disposición Transitoria del RD
2424/1986, de 10 de octubre, relativo a la aplicación
del Convenio de Patente Europea, las patentes europeas que designen a España y solicitadas antes del
7-10-1992, no producirán ningún efecto en España
en la medida en que confieran protección a productos quı́micos y farmacéuticos como tales.
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Esta información no prejuzga que la patente esté o
no incluı́da en la mencionada reserva.
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