Tornillo_sinfin

8.- Ejercicio de cálculo de tonillo transportador y tornillo compactador horizontal 8.1- Partes del tonillo transportador-compactador. Despiece. En la siguiente figura se puede apreciar el despiece de un tornillo transportadorcompactador. Prácticamente las partes son idénticas a las del tornillo transportador vistas anteriormente, variando solo la parte final de la descarga de fangos donde se realiza la compactación del fango, por lo que no entraremos en detalle en la explicación de cada parte.

Figura 8.8.- Tornillo transportador-compactad transportador-compactador or

1. Tapa del canalón. 2. Entrada del material a transportar. 3. Accionamiento.-  Suele ser un motor reductor de muy baja potencia, ya que las velocidades de un tornillo transportador suele estar entre 8 y 15 rpm. 4. Cuna de chapa perforada.- El motivo de que esta chapa sea perforada es que permita la lixiviación del agua que pueda contener el fango, ya que una de las principales funciones del tornillo compactador, aparte de transportar dicho fango, es deshidratarlo, proceso que tiene lugar también al final de dicho tornillo, donde el fango sufre esta compactación. 5. Salida del agua lixiviada.-  Es por donde saldrá el agua drenada que contenga el fango.

6. Canalón o artesa.- Ya explicado anteriormente.

7. Tubería de drenaje para salida del agua lixiviada. 8. Tubería perforada con tornillo sin fin.-  Generalmente en el tornillo transportador la hélice suele ser hélice simple continua (de diámetro constante) y paso constante, además de sin núcleo o eje central para evitar que se produzcan atascos. Antiguamente se producían más atascos del fango provocados por la utilización de hélices con eje, por ello en los modelos más modernos ya se utilizan siempre hélices sin eje. Así mismo aunque muchos modelos tiene la hélice con paso constante, es muy recomendable que el paso sea progresivo, es decir, que dicho paso de la hélice vaya siendo más corto conforme el tornillo se acerca a la cámara de prensado para favorecer la compactación del fango. por ello en esta cámara de prensado existe también un recubrimiento o tubería perforada que permite el paso del agua lixiviada. Al fin y al cabo, la función que se está realizando es similar a la de una centrífuga, es decir, separar la fase sólida de la fase líquida compactando los fangos al final del recorrido del tornillo. Dicha fase líquida se drenará por la tubería número 7. 9. Salida del fango. 10. Tapa de salida con contrapesos.- Es por donde sale el fango, dicha tapa suele llevar unos contrapesos para lograr una mayor compactación, ya que ha dicho fango le costará más aún salir al exterior venciendo el peso de dicha tapa y deshidratándose lo máximo posible.

8.2- Ejercicio de cálculo de un tornillo transportador-compactador Hallar las características de un tornillo compactador horizontal para el transporte y compactación de fangos. El tornillo tendrá una longitud de 10 metros, inclinación 0ª (totalmente horizontal), velocidad de giro de 15 rpm. 

El fango o lodo a transportar sabemos que cuenta con un peso específico de 0,88 t/m3 y es un material moderadamente abrasivo o muy abrasivo.



Se seleccionará una hélice con un diámetro de 315 mm. y paso constante de 300 mm. L = 10 m

1. Área de relleno del canalón "S" , aplicando 8.1:

 Donde:

   

    

   

  



D.- Diámetro del canalón del transportador, será de 330 mm = 0,33 m, para así dejar un pequeño espació entre el límite de la hélice y el material antidesgaste que va incluido en el canalón en forma de cuna.



λ.- Coeficiente de relleno de la sección, se obtiene de la tabla 8.3. Carga pesada y

abrasiva = 0,125. 2. Velocidad de desplazamiento del transportador "V" , aplicando 8.2:



 

→

   

= 0,075 m/s

Donde: 

p.- Paso del tornillo o paso de hélice = 0,3 m.



n.- Velocidad de giro del eje del tornillo = 15 r.p.m.

3. Caudal o flujo del material "Q" , aplicando 8.3:

Q  = 3600 · S · v · ρ · i → 3600 · 0,01069 · 0,075 · 0,88 t/m 3 · 1 = 2,54 t/h Donde: 2



S.- es el área de relleno del transportador, en m , ya calculado.



v.- es la velocidad de desplazamiento del transportador, en m/s, ya calculado.



ρ.- es la densidad del material transportado, arena = 0,88 t/m .



i.- es el coeficiente de disminución del flujo de material debido a la inclinación del

3

transportador = 0º, según la tabla 8.4 = 1.

4. Potencia de accionamiento P = PH + PN + Pi Donde: 

PH .- Potencia necesaria para el desplazamiento horizontal del material.



PN .- Potencia necesaria para el accionamiento del tornillo en vacío.



Pi .- Potencia necesaria para el caso de un tornillo sin fin inclinado.



Hallamos primero P H aplicando 8.6:

   

 

→

    

 

Donde: 

Q.- Flujo de material transportado ya calculado



L .- Longitud del transportador, totalmente horizontal = 10 m.



C0.-

Coeficiente de resistencia del material transportado. En la tabla 8.6, no

aparece el fango, por lo que para quedarnos del lado de la seguridad tomaremos el valor mayor = 4.

• Potencia de accionamiento del tornillo en vacío "P N":

 

 

→

   

  

Donde 

D.- Diámetro de la sección del canalón de la carcasa del transportador, hallado anteriormente.



L.- Longitud del transportador = 10 m..

• Potencia para el caso de un tornillo sin fin inclinado "P i ":

Esta componente se aplica para el caso que se use un transportador de tornillo inclinado, donde exista una diferencia de cota "H" entre la posición de la boca de entrada del material y la boca de salida o de descarga. En este caso, la potencia necesaria para realizar el desplazamiento del material por un transportador de tornillo inclinado se emplea la siguiente expresión:

 

   



   

  



Q.- Flujo de material transportado ya calculado



H.- es la altura de la instalación, al ser totalmente horizontal = 0 m.

Finalmente, la potencia total "P" necesaria para el accionamiento de un transportador de tornillo sin fin, resulta de la suma de las distintas necesidades de potencias calculadas anteriormente:

P = PH + PN + Pi → 0,28 + 0,165 + 0 = 0,445 kW Para vencer la inercia del arranque, aumentamos la potencia necesaria en un 30%, por tanto 0,445 + 0,134 (30%) = 0,58 kW. Recordando que 1 CV son 0,7457 kW, tenemos que 0,58 kW = 0,78 CV . Por lo que el motorreductor comercial necesario para accionar el tornillo sin fin del tornillo transportador/compactador será de 1 CV.