ES1242049U - PRESSURE GLASS FOR REVERSE OSMOSIS SYSTEMS (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) - Google Patents
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Abstract
Description
DESCRIPCIÓNDESCRIPTION
VASO DE PRESIÓN PARA SISTEMAS DE OSMOSIS INVERSAPRESSURE GLASS FOR REVERSE OSMOSIS SYSTEMS
La presente invención se refiere a un vaso de presión para sistemas de osmosis inversa. Actualmente existen en el mercado distintos tipos de vasos de presión de acero inoxidable, la gran mayoría son vasos de presión de una sola pieza en material AISI316 de pared delgada para ser utilizados a baja presión (17-20 bares), estos vasos de presión tienen la desventaja de no ser los más apropiados para trabajar con agua salada en ambientes marinos.The present invention relates to a pressure vessel for reverse osmosis systems. Currently there are different types of stainless steel pressure vessels on the market, the vast majority are one-piece pressure vessels in thin-walled AISI316 material to be used at low pressure (17-20 bar), these pressure vessels have the disadvantage of not being the most appropriate to work with salt water in marine environments.
Asimismo existen en el mercado vasos de presión diseñados para trabajar a alta presión (hasta 100 bares), los cuales están generalmente conformados por 3 piezas soldadas en acero dúplex. Estos vasos de presión presentan una buena resistencia a la corrosión, pero presentan la desventaja de un elevado coste debido a la complejidad de su fabricación, la cual implica tener diferentes medidas de tubos, cortes, soldadura, controles en la fabricación para la alineación de los elementos, etc.There are also pressure vessels on the market designed to work at high pressure (up to 100 bars), which are generally made up of 3 pieces welded in duplex steel. These pressure vessels have a good resistance to corrosion, but have the disadvantage of a high cost due to the complexity of their manufacture, which implies having different sizes of pipes, cuts, welding, controls in the manufacturing for the alignment of the elements, etc.
El objetivo de la presente invención es la realización de un vaso de presión para sistemas de ósmosis inversa que por un lado trabaje a alta presión, sea sencillo de fabricar, con bajo peso y que por otro lado presente una buena resistencia a la corrosión para ser utilizado en ambientes marinos, por ejemplo con agua salada.The objective of the present invention is the realization of a pressure vessel for reverse osmosis systems that on the one hand works at high pressure, is simple to manufacture, with low weight and that on the other hand presents a good corrosion resistance to be used in marine environments, for example with salt water.
Este objetivo se consigue con un vaso de presión como el definido en las reivindicaciones. Este vaso de presión para sistemas de ósmosis inversa será utilizado, por ejemplo, para la desalinización de agua de mar, por ejemplo en buques de pesca.This objective is achieved with a pressure vessel as defined in the claims. This pressure vessel for reverse osmosis systems will be used, for example, for the desalination of seawater, for example in fishing vessels.
El principio de la ósmosis inversa aplicado a la desalinización, consiste en la eliminación de las sales disueltas en un fluido (por ejemplo el agua de mar), mediante la utilización de una membrana semipermeable de material sintético (membrana osmótica), que solo permiten el paso del fluido a través de ella, rechazando todas las demás sustancias que contenga como sales, materia orgánica, minerales, etc.The principle of reverse osmosis applied to desalination consists in the elimination of dissolved salts in a fluid (for example seawater), by using a semipermeable membrane of synthetic material (osmotic membrane), which only allows the passage of the fluid through it, rejecting all other substances it contains as salts, organic matter, minerals, etc.
Para realizar este proceso, es necesario presurizar el fluido que se va desalinizar por encima de su presión osmótica. Dicha presión osmótica es función de la diferencia de concentraciones de los fluidos a ambos lados de la membrana osmótica. Una vez vencida esta resistencia al paso (presión osmótica), el exceso de presión aplicado permite el flujo de permeado (en este caso agua pura y, una muy pequeña cantidad de sales menor de 0,4 %), que atraviesa la membrana. De este modo obtenemos como permeado (en este caso) agua desmineralizada de muy buena calidad. Incluso, y debido a que los microporos de las membranas son de un tamaño reducidísimo (nivel molecular), no dejan pasar los virus y bacterias que se encuentran en el agua de mar. Por otro lado nos quedará el fluido saturado (en este caso agua de mar con una alta concentración de sales).To carry out this process, it is necessary to pressurize the fluid to be desalinated above its osmotic pressure. Said osmotic pressure is a function of the difference in fluid concentrations on both sides of the osmotic membrane. Once this resistance to passage (osmotic pressure) has been overcome, the excess pressure applied allows the flow of permeate (in this case pure water and, a very small amount of salts less than 0.4%), which crosses the membrane. In this way we obtain as permeate (in this case) demineralized water of very good quality. Even, and because the micropores of the membranes are of a very small size (molecular level), they do not let the viruses and bacteria found in seawater pass through. On the other hand we will have the saturated fluid (in this case seawater with a high concentration of salts).
Básicamente un equipo para desalinización de agua de mar mediante ósmosis inversa comprende al menos un vaso de presión donde va ubicada una membrana osmótica, dicho vaso de presión forma el elemento central donde se produce el proceso de ósmosis inversa; una bomba de alta presión (accionada por un motor) encargada de succionar el agua de mar e inyectarla a alta presión (máxima de aproximadamente 80 bares) en el vaso de presión que contiene la membrana osmótica; una bomba de baja presión encargada de asegura el caudal y la presión mínima de alimentación a la bomba de alta presión; un preostato de baja presión que tiene como función evitar que la bomba de alta presión trabaje en seco; un preostato de alta presión encargado de evitar que se sobrepase el valor de presión máximo de trabajo de los vasos de presión y las membranas osmóticas; un sistema de filtración constituido por una serie de filtros para la protección de los diversos componentes del equipo en especial las membranas osmóticas y la bomba de alta presión; y por último un cuadro de control encargado de gestionar todo el funcionamiento del equipo, informar de los distintos valores de los parámetros puestos en juego durante el proceso y accionar las alarmas en los casos señalados.Basically, an equipment for desalination of seawater by reverse osmosis comprises at least one pressure vessel where an osmotic membrane is located, said pressure vessel forms the central element where the reverse osmosis process occurs; a high pressure pump (powered by an engine) responsible for sucking seawater and injecting it at high pressure (maximum of approximately 80 bar) into the pressure vessel containing the osmotic membrane; a low pressure pump responsible for ensuring the flow and the minimum supply pressure to the high pressure pump; a low pressure pressure switch whose function is to prevent the high pressure pump from working dry; a high pressure pressure switch responsible for preventing the maximum working pressure value of the pressure vessels and osmotic membranes from being exceeded; a filtration system consisting of a series of filters for the protection of the various components of the equipment, especially the osmotic membranes and the high pressure pump; and finally a control panel responsible for managing the entire operation of the equipment, informing of the different values of the parameters put into play during the process and activating the alarms in the indicated cases.
El vaso de presión según la invención se realiza para una presión de por ejemplo 100 bares y 100 °C en base al "Código ASME (American Society of Mechanical Engineers ) 2013 VIII Div.1 Para recipientes a presión”.The pressure vessel according to the invention is made for a pressure of for example 100 bar and 100 ° C based on the "ASME Code (American Society of Mechanical Engineers) 2013 VIII Div.1 For pressure vessels".
El vaso de presión según la invención comprende un recipiente a presión en cuyo interior va ubicada una membrana osmótica, dos sistemas de cierre y cuatro conectores de entrada-salida de fluidos. El vaso de presión según la invención se realiza de tal manera que el recipiente a presión esta constituido por un cuerpo tubular cilíndrico de una sola pieza de acero inoxidable mecanizado por CNC (Control Numérico de Computadora) obteniendo una geometría variable con paredes más delgadas en la parte central donde se aloja la membrana osmótica y paredes más gruesas en los extremos donde se alojan sistemas de cierre.The pressure vessel according to the invention comprises a pressure vessel in which an osmotic membrane, two closure systems and four fluid inlet-outlet connectors are located. The pressure vessel according to the invention is made in such a way that the pressure vessel is constituted by a cylindrical tubular body of a single piece of CNC-machined stainless steel (Computer Numerical Control) obtaining a variable geometry with thinner walls in the central part where the osmotic membrane is housed and thicker walls at the ends where closure systems are housed.
El cuerpo tubular cilíndrico del recipiente a presión del vaso de presión según la invención esta realizado en acero inoxidable Duplex (1.4462/2205).The cylindrical tubular body of the pressure vessel of the pressure vessel according to the invention is made of Duplex stainless steel (1.4462 / 2205).
Los tapones de los sistemas de cierre del vaso de presión según la invención están realizados en TECAFORM debido a su bajo precio, su alta resistencia a la corrosión en ambiente marino y su bajo peso. The caps of the pressure vessel closure systems according to the invention are made in TECAFORM due to its low price, its high resistance to corrosion in marine environment and its low weight.
Se consigue así un vaso de presión que por un lado trabaja a alta presión, es sencillo de fabricar, con bajo peso y que por otro lado presenta una buena resistencia a la corrosión para ser utilizado por ejemplo con agua salada en ambientes marinos.Thus, a pressure vessel is obtained, which on the one hand works at high pressure, is simple to manufacture, with a low weight and on the other hand has a good corrosion resistance to be used, for example, with salt water in marine environments.
La invención tiene una pluralidad de ventajas.The invention has a plurality of advantages.
En un ejemplo según la invención el vaso de presión para sistemas de ósmosis inversa, en particular para la desalinización de agua de mar, comprende un recipiente a presión en cuyo interior va ubicada una membrana osmótica, dos sistemas de cierre y cuatro conectores de entrad-salida de fluidos, estando el recipiente a presión constituido por un cuerpo tubular cilíndrico de una sola pieza de acero inoxidable mecanizado por CNC con paredes más delgadas en la parte central donde se aloja la membrana osmótica y paredes más gruesas en los extremos donde se alojan los sistemas de cierre.In an example according to the invention, the pressure vessel for reverse osmosis systems, in particular for seawater desalination, comprises a pressure vessel in which an osmotic membrane, two closure systems and four inlet connectors are located. fluid outlet, the pressure vessel being constituted by a cylindrical tubular body of a single piece of CNC machined stainless steel with thinner walls in the central part where the osmotic membrane is housed and thicker walls at the ends where the closure systems
Esto presenta la ventaja de un vaso de presión de fácil fabricación y alta resistencia a la corrosión capaz de soportar las presiones puestas en juego en su interior.This has the advantage of a pressure vessel of easy manufacture and high corrosion resistance capable of withstanding the pressures put into play inside.
En otro ejemplo de vaso de presión según la invención la membrana osmótica esta constituida por una membrana espiral y un canal de circulación de agua destilada donde la membrana espiral envuelve axialmente a dicho canal de circulación de agua destilada. Esto permite que mediante la inyección de agua salada a una determinada presión en el interior del vaso de presión se obtenga en el canal de circulación de agua destilada de la membrana osmótica agua destilada con una muy pequeña concentración de sales (<0,4 %).In another example of a pressure vessel according to the invention, the osmotic membrane is constituted by a spiral membrane and a distilled water circulation channel where the spiral membrane axially envelops said distilled water circulation channel. This allows the injection of salt water at a certain pressure inside the pressure vessel into the distilled water circulation channel of the osmotic membrane distilled water with a very small concentration of salts (<0.4%) .
En otro ejemplo según la invención los sistema de cierre del vaso de presión están constituidos por un anillo retenedor, un tapón y dos juntas tóricas.In another example according to the invention, the pressure vessel closure system consists of a retaining ring, a cap and two o-rings.
Esto presenta la ventaja de asegurar un cierre hermético del vaso de presión soportando las altas presiones de trabajo del vaso de presión.This has the advantage of ensuring a tight seal of the pressure vessel supporting the high working pressures of the pressure vessel.
En otro ejemplo de vaso de presión según la invención los conectores de entrada-salida de fluidos están constituidos por conectores de entrada-salida de agua destilada y por conectores de entrada-salida de agua saturada donde los conectores de entrada-salida de agua destilada están conectados al canal de circulación de agua destilada de la membrana osmótica a través de los sistemas de cierre.In another example of a pressure vessel according to the invention, the fluid inlet-outlet connectors are constituted by distilled water inlet-outlet connectors and saturated water inlet-outlet connectors where the distilled water inlet-outlet connectors are connected to the circulation channel of distilled water of the osmotic membrane through the closing systems.
La figura 1 muestra un ejemplo no limitativo de vaso de presión para sistemas de ósmosis inversa en particular, para la desalinización de agua de mar según la invención.Figure 1 shows a non-limiting example of a pressure vessel for reverse osmosis systems in particular, for the desalination of seawater according to the invention.
La figura 2 muestra en explosión los componentes que conforman un vaso de presión según la invención. Dada la simetría se muestra solo un extremo del mismo.Figure 2 shows in explosion the components that make up a pressure vessel according to the invention. Given the symmetry, only one end of it is shown.
Como bien se observa en la figura 1 el vaso de presión 1 según la invención esta constituido por un recipiente a presión 2 formado por un cuerpo tubular cilíndrico 21 de una sola pieza de acero inoxidable mecanizado por CNC con paredes más delgadas en la parte central 211 y paredes más gruesas en los extremos 212. En dichos extremos 212 van ubicados conectores de entrada-salida de fluidos 5 (figura 2) correspondientes a conectores de entrada-salida de agua saturada 52.As shown in Figure 1, the pressure vessel 1 according to the invention is constituted by a pressure vessel 2 formed by a cylindrical tubular body 21 of a single piece of CNC machined stainless steel with thinner walls in the central part 211 and thicker walls at the ends 212. At said ends 212 fluid inlet-outlet connectors 5 (Figure 2) corresponding to saturated water inlet-outlet connectors 52 are located.
Como bien se observa en la figura 2 dentro del recipiente a presión 2 del vaso de presión 1 se alojan una membrana osmótica 3, sistemas de cierre 4 y conectores de entrad-salida de fluidos 5 correspondientes a conectores de entrad-salida de agua destilada 51. Los conectores de entrad-salida de fluidos 5 correspondientes a los conectores de entradsalida de agua saturada 52 están ubicados en la zona exterior del recipiente a presión 2 La membrana osmótica 3 es la pieza encargada de filtrar por medio de osmosis inversa las sales suspendidas en el agua de alimentación. Dicha membrana osmótica 3 esta contenida dentro del recipiente a presión 2 y trabaja gracias a la alta presión que se consigue dentro del vaso de presión 1. La membrana osmótica 3 esta constituida por la membrana espiral 31 que realiza la filtración y el canal de circulación de agua destilada 32 donde se obtiene el agua destilada producto del proceso de filtrado por ósmosis inversa . El agua saturada resultante del proceso de osmosis inversa se aloja entre la membrana osmótica 3 y el cuerpo tubular cilíndrico 21 que constituye el recipiente a presión 2 del vaso de presión 1.As can be seen in Figure 2, within the pressure vessel 2 of the pressure vessel 1 an osmotic membrane 3, closure systems 4 and fluid inlet-outlet connectors 5 corresponding to distilled water inlet-outlet connectors 51 are housed. The fluid inlet-outlet connectors 5 corresponding to the saturated water inlet connectors 52 are located in the outer area of the pressure vessel 2 The osmotic membrane 3 is the part responsible for filtering by means of reverse osmosis the salts suspended in Feed water. Said osmotic membrane 3 is contained within the pressure vessel 2 and works thanks to the high pressure that is achieved within the pressure vessel 1. The osmotic membrane 3 is constituted by the spiral membrane 31 that performs the filtration and the circulation channel of distilled water 32 where distilled water is obtained product of the reverse osmosis filtering process. The saturated water resulting from the reverse osmosis process is housed between the osmotic membrane 3 and the cylindrical tubular body 21 which constitutes the pressure vessel 2 of the pressure vessel 1.
Los sistemas de cierre 4 (uno en cada extremo del vaso a presión 1), están constituidos por el anillo retenedor 41, el tapón 42 y las juntas tóricas 43. El anillo retenedor 41 esta constituido por una pieza de acero al carbono estándar según DIN472 que se coloca en una ranura 421 del recipiente a presión 2 y cuya función es la de evitar que el tapón 4 se desplace de su sitio cuando aumenta la presión interna de trabajo. Las juntas tóricas 43 son juntas de forma toroidal fabricadas en material EPDM que aseguran la estanqueidad del fluido de trabajo entre el tapón 42 y el recipiente a presión 2 y entre el tapón 42 y la membrana osmótica 3.The closure systems 4 (one at each end of the pressure vessel 1) are constituted by the retaining ring 41, the cap 42 and the o-rings 43. The retaining ring 41 is constituted by a standard carbon steel part according to DIN472 which is placed in a groove 421 of the pressure vessel 2 and whose function is to prevent the cap 4 from moving from its place when the internal working pressure increases. O-rings 43 are toroidal seals made of EPDM material that ensure the tightness of the working fluid between the plug 42 and the pressure vessel 2 and between the plug 42 and the osmotic membrane 3.
Los conectores de entrada-salida de fluidos 5 son piezas roscadas de acero inoxidable. Los conectores de entrada-salida de agua destilada 51 se conectan al canal de circulación de agua destilada 32 de la membrana osmótica 31a través de los tapones 42 de lo sistemas de cierre 4. En el caso de la utilización de un solo vaso de presión1 uno de los conectores de entrada-salida de agua destilada 51 estará sellado utilizándose el otro conector entrada-salida de agua destilada 51 para la salida del agua destilada. En el caso de utilización de más de un vaso de presión1 en serie, el conector entrada-salida de agua destilada 51 utilizado para la salida de agua destilada, alimentara al conector de entradasalida de agua destilada 51 utilizado como entrada de agua destilada del siguiente vaso de presión1.The fluid inlet-outlet connectors 5 are threaded stainless steel parts. The distilled water inlet-outlet connectors 51 are connected to the distilled water circulation channel 32 of the osmotic membrane 31 through the plugs 42 of the closure systems 4. In the case of the use of a single pressure vessel1 one of the distilled water inlet-outlet connectors 51 will be sealed using the other distilled water inlet-outlet connector 51 for the distilled water outlet. In the case of using more than one pressure vessel1 in series, the distilled water inlet-outlet connector 51 used for the distilled water outlet will feed the distilled water outlet connector 51 used as the distilled water inlet of the next vessel pressure 1.
A través de uno de los conectores de entrada-salida de agua saturada 52 se introduce el agua a destilar saliendo por el otro conector de entrada-salida de agua saturada 52 el agua saturada producto de la osmosis inversa. En caso de conexión en serie de varios vasos de presión 1 el conector de entrada-salida de agua saturada 52 correspondiente a la salida de agua saturada se conectara al conector de entrada-salida de agua saturada 52 correspondiente a la entrada de agua saturada del vaso de presión 1 siguiente. Through one of the saturated water inlet-outlet connectors 52 the water to be distilled is introduced leaving the other saturated water inlet-outlet connector 52 the saturated water product of reverse osmosis. In case of series connection of several pressure vessels 1 the saturated water inlet-outlet connector 52 corresponding to the saturated water outlet will be connected to the saturated water inlet-outlet connector 52 corresponding to the saturated water inlet of the vessel Pressure 1 next.
LISTA DE REFERENCIAS:REFERENCE LIST:
1 Vaso de presión1 pressure vessel
2 Recipiente a presión2 Pressurized container
21 Cuerpo tubular cilíndrico21 Cylindrical Tubular Body
3 Membrana osmótica3 Osmotic membrane
31 Membrana espiral31 Spiral Membrane
32 Canal de circulación de agua destilada32 Distilled water circulation channel
4 Sistemas de cierre4 Closing systems
41 Anillo retenedor41 Retaining Ring
42 Tapón42 Plug
421 Ranura421 Slot
43 Juntas tóricas43 O-rings
5 Conectores de entrada-salida de fluidos.5 Fluid inlet-outlet connectors.
51 Conectores de entrada-salida de agua destilada 52 Conectores de entrada-salida de agua saturada 51 Distilled water inlet-outlet connectors 52 Saturated water inlet-outlet connectors
Claims (6)
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Family Applications (1)
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| ES201932007U Active ES1242049Y (en) | 2019-12-10 | 2019-12-10 | PRESSURE VESSEL FOR REVERSE OSMOSIS SYSTEMS |
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- 2019-12-10 ES ES201932007U patent/ES1242049Y/en active Active
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