BRPI0922556B1 - processo e dispositivo de tratamento de pelo menos um composto transportado em um líquido. - Google Patents

Abstract

processo e dispositivo de tratamento de pelo menos um composto transportado em um líquido a presente invenção refere-se a um processo e a um dispositivo de tratamento de um composto, tal como um composto químico e/ou orgânico e/ou um micro-organismo, transportado por um líquido, em que o líquido é trazido axialmente, por um orifício axial de entrada (21), em uma parte central de entrada de uma câmara radial de cavitação (18) que apresenta uma abertura periférica de saída (30), de tal modo que o líquido seja desviado para a parte central de entrada e escoe dentro da câmara radial de acordo com diversas direções radiais na direção da abertura periférica de saída, e em que, entre o orifício de entrada e a abertura periférica de saída da câmara radial, as condições do escoamento do líquido são próprias para gerar bolhas ou bolsas de cavitação (31) e depois para provocar o colapso ou a implosão dessas bolhas ou bolsas a fim de tratar pelo menos parcialmente o dito composto.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "PROCESSO E DISPOSITIVO DE TRATAMENTO DE PELO MENOS UM COMPOSTO TRANSPORTADO EM UM LÍQUIDO". A presente invenção refere-se ao domínio do tratamento de compostos, tais como compostos ou espécies químicas ou orgânicas ou mi-cro-organismos.

Compostos químicos indesejáveis são encontrados com muita frequência nas águas poluídas, por exemplo por compostos voláteis tais como hidrocarbonetos ou os compostos clorados (Tricloretileno por exemplo) ou por compostos pouco voláteis como as PCB (Policlorobifenila) dos PCP (Pentaclorofenol) utilizados como fungicidas ou certas moléculas consideradas como perturbadores endócrinos. Esses corpos são, na maior parte das vezes, cancerígenos e estão na origem de perturbações nos animais e nos homens.

Atualmente, a destruição ou a transferência desses corpos indesejáveis é feita utilizando-se várias técnicas entre as quais a adsorção em carvão ativo, a termólise, a redução eletrolítica, a irradiação por radiações ultravioletas ou a oxidação por compostos químicos como o ozônio, o peróxido ou o reagente de Fenton. Certos tratamentos associam vários desses processos elementares. Em todos os casos, trata-se de processos caros e de execução delicada. A água pode também conter micro-organismos vivos tais como bactérias ou algas microscópicas. É com frequência desejável destruí-los para evitar efeitos patológicos. Essa destruição é feita com técnicas equivalentes àquelas utilizadas para os compostos químicos, por exemplo, por esterilização pelo cloro ou pelo peróxido, ou por irradiação ultravioleta.

Para efetuar certos tratamentos, foi também proposto o uso de ondas ultrassônicas emitidas em líquidos a tratar e/ou o uso da cavitação no interior dos líquidos a tratar que escoam em tubos de Venturi ou em tubos equivalentes de escoamento axial. Tais dispositivos são descritos nos documentos EP 1 738 775, US 2007/0280861, W02005/028375.

Os documentos US 5 749 650, US 5 899 564 e US 2006/256645 descrevem dispositivos de tratamento nos quais o líquido passa radialmente através de microfendas anulares dispostas entre coroas axialmente superpostas e reguláveis axialmente. O líquido escapa das fendas formando jatos radiais que se dispersam em grandes espaços periféricos de evacuação, esses jatos produzindo turbulências dentro desses espaços, sem formação de bolsa de cavitação. O documento US 6 200 486 descreve um dispositivo que compreende uma parede cilíndrica interna que apresenta orifícios e uma parede cilíndrica exterior, que formam entre si um grande espaço. Como nos documentos citados no parágrafo que precede, o escoamento na saída dos orifícios se apresenta sob a forma de jatos dentro desse grande espaço. O documento US 4 585 357 descreve um dispositivo que compreende uma microfenda radial em frente à qual é instalada, a grande distância, uma parede de desvio. Aí também, o escoamento através da fenda produz jatos de dispersão. O documento JP 11 42432 descreve um dispositivo no qual dois escoamentos opostos entram em colisão. O escoamento resultante escoa radialmente e é descarregado dentro de uma câmara periférica de evacuação, aí também sob a forma de jatos de dispersão. O documento DE 3728946 descreve um dispositivo no qual um escoamento axial é desviado para uma câmara radial que apresenta uma abertura periférica. Essa câmara é troncônica e formada de modo que sua espessura se reduza indo para o exterior. Efeitos de turbulências se produzem unicamente para além da abertura periférica da câmara radial, dentro da grande câmara de evacuação. O documento JP 2008/207099 descreve um dispositivo no qual o líquido é introduzido axialmente em um furo cego e é evacuado por canais radiais troncônicos divergentes dispostos na parede do furo cego, à distância do fundo. Trata-se, de fato, em cada canal radial troncônico divergente de um funcionamento do tipo Venturi, axialmente a esse canal. A presente invenção tem como objetivo produzir uma cavitação especial própria para melhorar os efeitos mecânicos e/ou químicos e/ou bac teriológicos e/ou sobre os micro-organismos, sobre o ou os compostos transportados em um líquido a tratar.

Para isso, a presente invenção é baseada em uma cavitação que gera a formação de bolhas ou de bolsas de vapor em um líquido sob o efeito de depressões e na qual as bolhas ou bolsas de vapor produzidas durante essa colocação em depressão se condensam em seguida brutalmente quando a pressão sobe de novo. Sob certas condições, essa condensação rápida, também chamada de colapso, é efetuada em tempos compreendidos, por exemplo, entre um décimo milésimo de segundo e um microsse-gundo de acordo com a dimensão inicial da bolha ou da bolsa, essa reação podendo ser suficientemente rápida para que os gases se comprimam e se aqueçam até temperaturas superiores, por exemplo, a 2000°C, produzindo assim um plasma. É assim que a presente invenção procura em especial aumentar os efeitos combinados da turbulência intensa que existe dentro da zona de colapso das bolhas ou bolsas de cavitação e das velocidades bastante altas da parede dessas últimas; e/ou aumentar os efeitos que resultam do plasma produzido nas bolhas ou bolsas de cavitação e próprio notadamente a produzir radiações no líquido; e/ou destruir compostos presentes dentro das bolhas ou bolsas de cavitação; e/ou gerar a produção de moléculas, de íons ou de espécies ou de radicais químicos suscetíveis de migrar no líquido e de agir sobre os compostos que o líquido transporta; e/ou produzir ondas sonoras intensas dentro do líquido. A presente invenção tem primeiramente como objeto um processo de tratamento de um composto, tal como um composto químico e/ou orgânico e/ou um micro-organismo, transportado por um líquido.

Esse processo é tal que duas faces substancialmente radiais dispostas confrontantes delimitam entre si uma câmara radial de cavitação, uma das ditas faces apresentando um orifício axial de entrada disposto axi-almente em sua parte central e as ditas faces formando uma abertura periférica de saída; que o líquido, trazido axialmente pelo orifício axial de entrada, é desviado e escoa dentro da dita câmara radial de cavitação de acordo com diversas direções radiais na direção da abertura periférica de saída; e que a espessura da dita câmara de cavitação (18), entre as ditas faces radiais, é escolhida de modo a estar compreendida entre 0,1 e 0,25 vez o diâmetro do dito orifício axial de entrada, preferencialmente 0,14.

Assim, as condições do escoamento do líquido geram bolhas ou bolsas de cavitação na primeira parte do escoamento radial, em torno do orifício central de entrada. Assim também, as bolhas ou bolsas de cavitação implodem antes de atingir a abertura periférica de saída, a fim de tratar pelo menos parcialmente o dito composto dentro da dita camada de cavitação. A distância entre o eixo do dito orifício central de entrada e a dita abertura periférica da dita câmara de cavitação pode ser escolhida de modo a ser superior a duas vezes o diâmetro do dito orifício central de entrada. A relação entre a pressão absoluta a montante da dita câmara de cavitação e a pressão a jusante dessa câmara pode ser compreendida entre 1,5 e 6. A presente invenção tem também como objeto um dispositivo de tratamento de pelo menos um composto, tal como um composto químico e/ou orgânico e/ou um micro-organismo, transportado por um líquido.

Esse dispositivo compreende um primeiro elemento que apresenta uma face substancialmente radial e um orifício substancialmente axial de entrada do líquido e um segundo elemento que apresenta uma face substancialmente radial.

As ditas faces radiais são dispostas confrontantes de modo a formar entre si um espaço que forma uma câmara radial de cavitação que apresenta uma abertura periférica de saída, o dito orifício axial de entrada do primeiro elemento desembocando em uma parte central dessa câmara de cavitação em frente à dita face radial do segundo elemento. A espessura da dita câmara de cavitação, entre as ditas faces radiais, está compreendida entre 0,1 e 0,25 vez o diâmetro do dito orifício axial de entrada, preferencialmente 0,14.

Assim, o líquido, trazido axialmente pelo orifício axial de entrada, é desviado para a parte central de entrada e escoa dentro da dita câmara radial de cavitação de acordo com diversas direções radiais na direção da abertura periférica de saída, e as condições do escoamento do líquido geram bolhas ou bolsas de cavitação na primeira parte desse escoamento, em torno do orifício central de entrada, e as bolhas ou bolsas de cavitação im-plodem antes de atingir a abertura periférica de saída, a fim de tratar pelo menos parcialmente o dito composto.

As ditas faces radiais que delimitam a dita câmara radial de cavitação podem ser paralelas. A distância entre o eixo do orifício central de entrada e a dita a-bertura periférica da dita câmara de cavitação pode ser superior a duas vezes o diâmetro do dito orifício central de entrada. A dita abertura periférica de saída da dita câmara radial de cavitação pode se comunicar com uma câmara secundária ligada a pelo menos uma passagem de saída.

Um outro meio de tratamento pode ser associado à dita câmara secundária, em especial um meio de emissão que gera uma radiação ultravioleta dentro da dita câmara secundária. O primeiro elemento e o segundo elemento podem compreender duas paredes que deixam entre si um espaço, uma das paredes apresentando uma pluralidade de orifícios de entrada do líquido e a outra parede apresentando uma pluralidade de orifícios de saída, de modo a formar, dentro do dito espaço e entre os ditos orifícios de entrada e os ditos orifícios de saída, uma pluralidade de câmaras de cavitação.

Os ditos orifícios de entrada podem desembocar em uma câmara coletora de entrada e os orifícios de saída podem desembocar em uma câmara coletora de saída, as ditas paredes podendo ser anulares e concêntricas, preferencialmente cilíndricas ou concêntricas, ou planas. O dito primeiro elemento pode apresentar um chanfro na borda do dito orifício axial de entrada, esse chanfro podendo ser arredondado e apresentar um raio compreendido entre 0,1 e 0,5 vez a distância entre as ditas faces radiais na parte central da câmara de cavitação ou ser troncônico sendo, para isso, disposto de acordo com um ângulo compreendido entre 30° e 60°, preferencialmente a 45°, em uma altura, de acordo com o eixo do dito orifício axial de entrada, compreendida entre 0,1 e 0,5 vez a distância entre as ditas faces radiais na parte central da câmara de cavitação. A presente invenção será melhor compreendida com o estudo de dispositivos de tratamento com câmara de cavitação, descritos a título de exemplos não limitativos e ilustrados pelo desenho no qual: - a figura 1 representa um corte longitudinal de um dispositivo de tratamento; - a figura 2 representa um corte transversal de acordo com ll-ll do dispositivo de tratamento da figura 1; - a figura 3 representa um corte radial ampliado da câmara de cavitação do dispositivo de tratamento da figura 1; - a figura 4 representa um corte longitudinal de uma variante de realização do dispositivo de tratamento; - a figura 5 representa um corte radial de acordo com V-V do dispositivo de tratamento da figura 4; - a figura 6 representa um corte longitudinal de uma variante do dispositivo de tratamento; - a figura 7 representa uma vista lateral interna do dispositivo de tratamento da figura 6; - a figura 8 representa um corte radial ampliado da parte central da câmara de cavitação, de acordo com uma variante de realização; e - a figura 9 representa um corte radial ampliado da parte central da câmara de cavitação, de acordo com uma outra variante de realização.

Um dispositivo de tratamento 1 representado nas figuras 1 a 3 compreende um cárter 2 que compreende duas carcaças opostas 3 e 4 que apresentam um eixo vertical 5 e que delimitam entre si uma cavidade radial 6 que é formada entre uma face radial anular 7 da carcaça 3 e uma face radial anular 8 da carcaça 4. As carcaças 3 e 4 podem ser idênticas e posicionadas no lado oposto uma da outra.

Dentro da cavidade radial 6 é disposta uma travessa 9 que compreende um disco 10 que apresenta uma face radial 11 em apoio sobre a face anular 7 da carcaça 3 e que compreende uma parte periférica cilíndrica 12 saliente em relação ao disco 10 e em apoio sobre a face radial anular 8 da carcaça 4.

As carcaças 3 e 4 apresentam partes periféricas adjacentes 13 e 14 ligadas por cavilhas 15 para fixá-las entre si e manter os apoios acima.

Uma junta anular de estanqueidade 16 é instalada entre a periférica da parte periférica cilíndrica 12 da travessa 9 e a periferia da cavidade 6, na zona anular das faces radiais confrontantes das partes periféricas adjacentes 13 e 14 das carcaças 3 e 4.

Na parte de dentro de sua face radial anular 7, a carcaça 3 (primeiro elemento) apresenta um entalhe 17 que delimita, com a face radial 11 do disco 10 (segundo elemento), uma câmara de cavitação 18, o fundo do entalhe 17 se estendendo radialmente, paralelamente à face radial 11 do disco 10. A carcaça 3 apresenta uma passagem axial 20 que apresenta um orifício central terminal 21, por exemplo, cilíndrico, que desemboca axialmente na parte central da câmara de cavitação 18, através da face radial constituída pelo fundo 19 do entalhe 17. Na passagem 20 é introduzida e fixada de modo estanque a extremidade do conduto 22 de admissão de um líquido 23, por exemplo por um sistema de prensa-estopa anular 24. A carcaça 4 apresenta uma passagem axial 25 que desemboca axialmente, por exemplo, por um orifício central terminal 26, na parte central da câmara secundária 27 formada na travessa 9, no lado oposto à câmara radial de cavitação 18. Na passagem 25, é introduzida e fixada de modo estanque a extremidade do conduto 28 de evacuação do líquido 23, por exemplo, por um sistema de prensa-estopa anular 29. O disco 10 da travessa 9 apresenta uma pluralidade de passagens transpassantes 30 que desembocam por um lado na periferia da câmara radial de cavitação 18 e por outro lado na câmara secundária 27. As passagens transpassantes 30 são regularmente distribuídas em uma circunferência de modo a constituir uma abertura periférica de saída da câmara radial de cavitação 18. Essas passagens transpassantes 30 podem ser forma- das por furos cilíndricos ou fendas circunferenciais.

Assim, o líquido 23, trazido pelo conduto de admissão 22, é introduzido na parte central da câmara radial de cavitação 18 pelo orifício central 21, e depois é desviado radialmente para essa parte central, e depois escoa dentro da câmara radial de cavitação 18 de acordo com diversas direções radiais na direção da abertura periférica de saída constituída pelas passagens transpassantes 30. E depois, o líquido proveniente das passagens transpassantes 30 é coletado dentro da câmara secundária 27, e depois evacuado pelo conduto de evacuação 28.

As condições do escoamento radial do líquido 23 dentro da câmara radial de cavitação 18, a partir do orifício central de entrada 21 até as passagens transpassantes periféricas 30, são tais que esse escoamento é hidrodinâmico, que bolhas ou bolsas de cavitação 31 aparecem na primeira parte desse escoamento, em torno do orifício central de entrada 21, e depois se colapsam ou implodem imediatamente, antes, de preferência bem antes, que essas bolhas ou bolsas de cavitação 31 atinjam as passagens transpassantes periféricas de saída 30. O fenômeno de criação e de colapso das bolhas ou bolsas de cavitação resulta dos efeitos de depressões seguidas imediatamente de so-brepressões. Por ocasião da criação das bolhas, gases dissolvidos dentro do líquido tendem a se liberar nessas bolhas. Por ocasião do colapso, produz-se uma compressão adiabática que gera temperaturas bastante elevadas e pressões bastante elevadas dentro das bolhas que implodem. A cavitação produzida é uma cavitação hidrodinâmica que resulta da aceleração do escoamento em razão de uma diminuição de sua seção de passagem seguida por um aumento progressivo da dita seção de passagem de acordo com uma direção quase radial. Essa cavitação permite criar uma subida em pressão bastante brutal na zona de condensação ou colapso, o que tem como efeito aumentar a intensidade dos efeitos descritos para uma velocidade de escoamento dado. Além disso, a forma especial desse dispositivo faz com que o fenômeno seja produzido com uma perda de pressão e, portanto, um gasto energético mínimo.

As bolsas ou bolhas de cavitação 31 podem compreender uma bolsa ou bolha principal anular bastante próxima do orifício de entrada 21 e colada a ou situada contra a face radial 19 da carcaça 3, alimentada com gases dissolvidos pelo líquido que escoa. Essa bolsa ou bolha principal anular se divide em bolsas ou bolhas de tamanhos menores que se afastam do centro da câmara e que se condensam, colapsam ou implodem.

Graças ao dispositivo de tratamento 1, as bolhas ou bolsas de cavitação 31 produzidas são próprias para tratar pelo menos parcialmente o ou os compostos transportados pelo líquido. Esse tratamento pode ser de ordem química, de ordem térmica, de ordem química e térmica e/ou eventualmente de ordem sônica, pois o fenômeno de cavitação pode eventualmente produzir ondas sônicas que irradiam no líquido. A formação contra a parede 19 e o colapso das bolhas ou bolsas de vapor 31 podem ser localizados de modo quase predeterminado e/ou podem ser controlados. Devido à espessura adaptada da câmara radial de cavitação 18 em relação às bolhas ou bolsas de cavitação 31 produzidas, a cavitação interessa todo o líquido a tratar que escoa dentro dessa câmara 18.

No caso em que o líquido tal como água transporta um ou vários compostos químicos, podem se formar radicais ou espécies químicas específicas dentro das bolhas de cavitação 31 produzidas e que se colapsam, esses radicais ou espécies químicas específicos sendo próprios para reagir com esses compostos químicos e produzir outros compostos. Os efeitos químicos podem produzir a destruição de compostos presentes dentro das bolhas, em geral compostos voláteis inicialmente dissolvidos dentro do líquido por produção de moléculas, íons ou radicais suscetíveis de migrar no líquido e de ter uma ação sobre os compostos que ele transporta. Entre essas ações, a oxidação pelos radicais OH° permite destruir moléculas dissolvidas difíceis de eliminar.

No caso em que o líquido tal como água transporta um ou vários micro-organismos, as bolhas de cavitação 31 produzidas podem permitir a-tacar esses micro-organismos e/ou filmes ou acumulações desses últimos, para destruí-los, dispersá-los ou desmembrá-los por efeitos químicos, mecânicos ou por ondas de pressão intensa.

As condições de escoamento do líquido dentro da câmara de cavitação 18 do dispositivo de tratamento 1 podem resultar de um dimensio-namento seguinte. A espessura da câmara de cavitação 18, entre as faces radiais opostas 7 e 19, pode ser compreendida entre 0,1 e 0,25 vez o diâmetro do orifício central de admissão 21. A espessura da câmara de cavitação 18 pode, em especial, ser igual a 0,14 vez o diâmetro do orifício central de admissão 21. A distância entre o eixo 5 do orifício central de admissão 21 e a circunferência sobre a qual é formada a abertura periférica da câmara de cavitação 18 determinada pelas passagens transpassantes 30 pode ser superior a 2,5 vezes o diâmetro do orifício central de admissão 21. A relação entre a pressão de entrada e a pressão de saída pode ser compreendida entre 1,5 e 6.

Em um exemplo de realização, o diâmetro do orifício de admissão 21 pode ser igual a 8 mm, a espessura da câmara de cavitação 18 pode ser igual a 1,12 mm, a distância entre o eixo 5 do orifício central de admissão 21 e a circunferência sobre a qual é formada a abertura periférica da câmara de cavitação 18 determinada pelas passagens transpassantes 30 pode ser igual a 30 mm.

De acordo com uma variante de realização representada na figura 8, o dito primeiro elemento 3 pode apresentar um chanfro arredondado 21a disposto na borda do orifício axial de entrada 21 e que se junta à face 17. Esse chanfro arredondado 21a pode apresentar um raio r compreendido entre 0,1 e 0,5 vez a distância entre as faces radiais 11 e 19 na parte central da câmara de cavitação 18.

De acordo com uma outra variante de realização representada na figura 9, o dito primeiro elemento 3 pode apresentar um chanfro troncôni-co 21b disposto na borda do orifício axial de entrada 21. Esse chanfro tron-cônico 21b pode ser disposto de acordo com um ângulo compreendido entre 30° e 60°, preferencialmente a 45°. Sua altura h, de acordo com o eixo do orifício axial de entrada 21, pode ser compreendida entre 0,1 e 0,5 vez a distância entre as faces radiais 11 e 19 na parte central da câmara de cavitação 18.

Os chanfros 21a ou 21b podem facilitar a formação da bolsa de cavitação 31 na periferia dos mesmos.

Fazendo-se referência às figuras 4 e 5, é possível ver que foi representado um outro dispositivo de tratamento 100 que compreende um cilindro 101 (primeiro elemento) que apresenta uma face frontal radial 102 na qual é disposto um entalhe cilíndrico 103 e que compreende um disco circular 104 (segundo elemento) introduzido à distância no entalhe cilíndrico 103 e fixado axialmente contra três dedos internos 105 de uma arruela circular 106 em apoio sobre a face frontal radial 102 do cilindro 101. O empilhamento constituído pelo cilindro 101 e pela arruela circular 106 é introduzido na extremidade de um tubo cilíndrico exterior 107, de tal modo que a arruela esteja em apoio sobre um ressalto interno 108 desse tubo 107. O cilindro 101 apresenta um ressalto periférico 109, e parafusos de fixação 110 atravessam esse ressalto e são atarraxados no tubo cilíndrico 107 para fixar esse empilhamento. Uma junta anular de estanqueidade 111 assegura a estanqueidade entre o dito empilhamento e o tubo cilíndrico 107. O disco circular 104 é posicionado dentro do entalhe cilíndrico 103, de tal modo que uma face radial 112 desse disco 104 e o fundo radial 103a desse entalhe 103 formam entre si uma câmara de cavitação 113 de espessura constante e que a periferia do disco 104 e a periferia do entalhe 103 determinam entre si uma passagem transpassante anular 114 que determina uma abertura periférica da câmara de cavitação 113 e que desemboca na parte de dentro do tubo 107, entre os dedos internos 105 da arruela circular 106. A fim de assegurar uma espessura constante da câmara de cavitação 113, o fundo radial 103a do entalhe 103 é provido de relevos salientes 103b contra os quais a face radial 112 do disco 104 está apoiada, esses relevos 103b sendo posicionados na periferia de modo a não prejudicar o es coamento do líquido. Os relevos 103b asseguram também a centragem do disco 104 dentro do entalhe 103. O cilindro 101 apresenta uma passagem axial 115 que apresenta um orifício central terminal 116, por exemplo, cilíndrico, que desemboca axialmente na parte central da câmara de cavitação 113. Na passagem 115 é atarraxada uma ponteira 117 na qual é fixada de modo estanque a extremidade do conduto 118 de admissão de um líquido. A estrutura assim constituída é tal que a câmara de cavitação 113 é equivalente à câmara de cavitação 18 do dispositivo de tratamento 1. O dispositivo de tratamento 100 pode vantajosamente ser seguido por um outro dispositivo de tratamento 100a como descrito abaixo. A outra extremidade do tubo cilíndrico 107 é fechada por uma parede radial 119 e apresenta uma abertura lateral de saída 120 na proximidade dessa parede 119. Um conduto não representado pode ser ligado na abertura lateral de saída 120 para evacuar o líquido tratado. A parede 119 é atravessada de modo estanque, graças a uma junta 119a segura por uma luva 119b por um tubo cilíndrico axial interno 121, por exemplo, feito de quartzo, do qual uma extremidade fechada 122 está situada na proximidade do disco circular 104, os dedos internos 105 da arruela circular 106 sendo prolongados por espigas 123 de centragem e de retenção da extremidade 122 do tubo cilíndrico interno 121. O tubo interno 121 é ligado a meios conhecidos, não representados, próprios para gerar dentro desse tubo 121 uma radiação ultravioleta que irradia dentro da câmara anular 124 formada entre o tubo exterior 107 e o tubo interno 120.

Assim, um líquido tal como água que transporta um ou vários compostos a tratar é, em uma primeira etapa, tratado pelo dispositivo de tratamento 100 e depois imediatamente, em uma segunda etapa, tratado pelo dispositivo de tratamento 100a, dentro da câmara secundária anular 124 pela radiação ultravioleta gerada pelo tubo interno 120, e depois evacuado pela abertura lateral de saída 120. A radiação irradia em toda a câmara secundária anular 124. O disco 104 sendo feito de quartzo, a radiação pode também atingir a passagem transpassante anular 114 e a câmara de cavitação 113.

Uma tal disposição é especialmente vantajosa quando se trata de destruir micro-organismos transportados por água, a fim de tratar essa última e torná-la menos poluída.

Em uma variante, o meio para gerar uma radiação poderia ser colocado em torno do tubo exterior 107. A título de variante ilustrada nas figuras 6 e 7, um dispositivo de tratamento 200 compreende uma parede cilíndrica interna 201 e uma parede cilíndrica exterior 202, que são concêntricas e que delimitam entre si um espaço cilíndrico 203 de espessura constante fechado em suas extremidades por todos os meios conhecidos. A parede cilíndrica interna 201 apresenta uma pluralidade de orifícios de entrada 204 que desembocam por um lado no espaço 203 e por outro lado no espaço interno 205 dessa parede 201, esse espaço interno 205 formando uma câmara longitudinal coletora de entrada. A parede cilíndrica exterior 202 apresenta uma pluralidade de o-rifícios de saída 206 que desembocam por um lado no espaço 203 e por outro lado em um espaço periférico 207 delimitado por uma parede periférica cilíndrica 208, o espaço periférico 207 formando uma câmara anular longitudinal coletora de saída.

Os orifícios de saída 206 são distribuídos em torno e à distância dos orifícios de entrada 204, de modo a formar uma pluralidade de câmaras substancialmente radiais de cavitação 209 de escoamentos substancialmente paralelos, que funcionam respectivamente como as câmaras de cavitação descritas nos exemplos que precedem.

No exemplo representado, como o mostra mais precisamente a figura 7, os orifícios de entrada 204 são distribuídos a iguais distâncias uns dos outros, em torno de toda a parede cilíndrica interna 201 e longitudinalmente a essa última, e os orifícios de saída 206 são distribuídos a iguais distância uns dos outros, em torno de toda a parede cilíndrica exterior 202 e longitudinalmente a essa última, sendo para isso deslocados de um meio passo em relação aos orifícios de entrada 204, circunferencialmente e longi tudinalmente. Os orifícios de saída 206 apresentam vantajosamente seções amplamente superiores às seções dos orifícios de entrada 204.

No exemplo representado, como o mostra mais precisamente a figura 6, o espaço interno 205 que forma uma câmara coletora de entrada é fechado em uma extremidade por uma parede radial 205a e pode se comunicar em sua outra extremidade com um conduto axial de entrada 210 próprio para ser ligado a uma fonte de líquido a tratar. O espaço periférico 207 que forma uma câmara coletora de saída é fechado em uma extremidade por uma parede anular 207a e pode se comunicar com um conduto axial 211 de saída do líquido tratado em paralelo nas câmaras de cavitação 209, esse conduto axial de saída 211 sendo oposto ao conduto axial de entrada 210. As paredes cilíndricas internas e exteriores 201 e 202 são levadas em uma extremidade pela parede 205a e na outra extremidade pela parede 207a, de modo estanque graças a juntas anulares 205b e 207b.

Em outras variantes, as paredes 201 e 202 poderíam apresentar outras formas anulares, por exemplo, ser troncônicas, ou poderíam ser planas.

Em uma outra variante, dispositivos de tratamento, de acordo com qualquer um daqueles que acabam de ser descritos, poderíam ser colocados em série, a saída de líquido de um estando em comunicação com a entrada de líquido do seguinte.

REIVINDICAÇÕES

Claims (11)

1. Processo de tratamento de um composto, tal como um composto químico e/ou orgânico e/ou um micro-organismo, transportado por um líquido, no qual duas faces radiais (11, 19) dispostas confrontantes delimitam entre si uma câmara radial de cavitação (18), uma das ditas faces apresentando um orifício axial de entrada (21) disposto axialmente em sua parte central e as ditas faces formando uma abertura periférica de saída (30); no qual o líquido, trazido axialmente pelo orifício axial de entrada (21), é desviado e escoa dentro da dita câmara radial de cavitação (18) de acordo com diversas direções radiais na direção da abertura periférica de saída (30); caracterizado pelo fato de que a espessura da dita câmara de cavitação (18), entre as ditas faces radiais (11, 19), é escolhida de modo a estar compreendida entre 0,1 e 0,25 vez o diâmetro do dito orifício axial de entrada (21), preferencialmente 0,14; de tal modo que as condições do escoamento do líquido geram bolhas ou bolsas de cavitação (31) na primeira parte do escoamento radial, em torno do orifício central de entrada (21) e que as bolhas ou bolsas de cavitação (31) implodem antes de atingir a abertura periférica de saída (30), a fim de tratar pelo menos parcialmente o dito composto dentro da dita camada de cavitação (18).

2. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a distância entre o eixo (5) do dito orifício central de entrada (21) e a dita abertura periférica da dita câmara de cavitação (18) é escolhida de modo a ser superior a duas vezes o diâmetro do dito orifício central de entrada (21).

3. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 e 2, caracterizado pelo fato de que a relação entre a pressão absoluta a montante da dita câmara de cavitação (18) e a pressão a jusante dessa câmara é compreendida entre 1,5 e 6.

4. Dispositivo de tratamento de pelo menos um composto, tal como um composto químico e/ou orgânico e/ou um micro-organismo, transportado por um líquido, para realização do processo como definido na reivindicação 1, que compreende: um primeiro elemento (3) que apresenta uma face radial (19) e um orifício axial (21) de entrada do líquido e um segundo elemento (10) que apresenta uma face radial (11), no qual as ditas faces radiais são dispostas confrontantes de modo a formar entre si um espaço que forma uma câmara radial de cavita-ção (18) que apresenta uma abertura periférica de saída (30), o dito orifício axial de entrada do primeiro elemento desembocando em uma parte central dessa câmara de cavitação (18) em frente à dita face radial (11) do segundo elemento (10); caracterizado pelo fato de que a espessura da dita câmara de cavitação (18), entre as ditas faces radiais (11, 19), está compreendida entre 0,1 e 0,25 vez o diâmetro do dito orifício axial de entrada (21), preferencialmente 0,14; de tal modo que o líquido, trazido axialmente pelo orifício axial de entrada (21), é desviado para a parte central de entrada e escoa dentro da dita câmara radial de cavitação (18) de acordo com diversas direções radiais na direção da abertura periférica de saída (30) e de tal modo que as condições do escoamento do líquido geram bolhas ou bolsas de cavitação (31) na primeira parte desse escoamento, em torno do orifício central de entrada (21), e que as bolhas ou bolsas de cavitação (31) implodem antes de atingir a abertura periférica de saída (30), a fim de tratar pelo menos parcialmente o dito composto.

5. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que as ditas faces radiais (11, 19) que delimitam a dita câmara radial de cavitação (18) são paralelas.

6. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 4 e 5, caracterizado pelo fato de que a distância entre o eixo (5) do orifício central de entrada (21) e a dita abertura periférica da dita câmara de cavita- ção (18) é superior a duas vezes o diâmetro do dito orifício central de entrada (21).

7. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 4 a 6, caracterizado pelo fato de que a dita abertura periférica de saída da dita câmara radial de cavitação (18) se comunica com uma câmara secundária (124) ligada a pelo menos uma passagem de saída (120).

8. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que compreende um outro meio de tratamento (121) associado à dita câmara secundária, em especial um meio de emissão que gera uma radiação ultravioleta dentro da dita câmara secundária.

9. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 e 8, caracterizado pelo fato de que o primeiro elemento e o segundo elemento compreendem duas paredes (201, 202) que deixam entre si um espaço, uma das paredes apresentando uma pluralidade de orifícios (204) de entrada do líquido e a outra parede apresentando uma pluralidade de orifícios (206) de saída, de modo a formar, dentro do dito espaço e entre os ditos orifícios de entrada e os ditos orifícios de saída, uma pluralidade de câmaras de cavitação (209).

10. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que os ditos orifícios de entrada desembocam em uma câmara coletora de entrada (205) e os orifícios de saída desembocam em uma câmara coletora de saída (207), as ditas paredes podendo ser anulares e concêntricas, preferencialmente cilíndricas ou concêntricas, ou planas.

11. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 4 a 10, caracterizado pelo fato de que o dito primeiro elemento (3) apresenta um chanfro na borda do dito orifício axial de entrada (21), esse chanfro sendo arredondado e apresentando um raio compreendido entre 0,1 e 0,5 vez a distância entre as ditas faces radiais (11, 19) na parte central da câmara de cavitação (18) ou sendo troncônico, sendo para isso disposto de acordo com um ângulo compreendido entre 30° e 60°, preferencialmente a 45°, em uma altura, de acordo com o eixo do dito orifício axial de entrada (21), compreendida entre 0,1 e 0,5 vez a distância entre as ditas faces radiais (11, 19) na parte central da câmara de cavitação (18).