ES2218995T3 - Dispositivo de flujo segmentado. - Google Patents
Dispositivo de flujo segmentado.Info
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Abstract
Un dispositivo de flujo segmentado para tratar un flujo de un líquido que contiene partículas sólidas, que comprende: - un conducto (50) de tratamiento que tiene un extremo de entrada (52) y un extremo de salida (54); - un orificio de alimentación (58) destinado a recibir un flujo a tratar cerca de dicho extremo de entrada (52); - un orificio de descarga (62) para extraer dicho flujo después de su tratamiento cerca de dicho extremo de salida (54); - una serie de barreras (10) que se mueven a través de dicho conducto (50) de tratamiento para segmentar dicho flujo durante el tratamiento; - una sección (56) de continuación de conducto que proporciona un camino entre dicho extremo de entrada (52) y dicho extremo de salida (54) de dicho conducto (50) de tratamiento para recibir dichas barreras (10) desde dicho extremo de salida (54) y devolver dichas barreras (10) a dicho extremo de entrada (52); - una unidad de obturador (72) entre dicho extremo de entrada (52) y dicho extremo de salida (54); caracterizado porque el dispositivo comprende además unos medios (70) para proporcionar presión en dicho extremo de entrada (52) y unos medios (71) para proporcionar presión en dicho extremo de salida (54), y unos medios de derivación para permitir que una parte de un líquido que contiene partículas sólidas se mueva entre dichas barreras (10) con el fin de permitir el control del flujo de dicha parte del líquido que contiene partículas sólidas independientemente de la velocidad de las barreras (10).
Description
Dispositivo de flujo segmentado.
Esta solicitud reivindica el beneficio de la
solicitud provisional de EE.UU. Nº 60/073,773 presentada el 5/2/98 y
de la solicitud provisional de EE.UU. Nº 60/101,378 presentada el
22/9/98.
La predicción y el control del tiempo de
residencia de un objeto o partícula en el intercambiador de calor
o tubo de contención de un reactor son importantes para muchas
operaciones de tratamiento continuo de flujo. Un ejemplo de una
operación de tratamiento continuo de flujo es el tratamiento
aséptico de productos alimenticios basados en líquido, tales como
la sopa de patata. Usualmente, los productos alimenticios basados
en líquidos incluyen partículas líquidas, partículas sólidas de
gran tamaño y partículas sólidas más pequeñas. La predicción y el
control del tiempo de residencia de las partículas asegura el
tiempo de tratamiento correcto para la partícula. El tiempo de
residencia de las partículas sólidas grandes es especialmente
importante durante el tratamiento aséptico de los productos
alimenticios con partículas sólidas de gran tamaño. Usualmente, las
operaciones de flujo continuo implican un flujo confinado por al
menos una pared. De aquí, que el flujo de partículas puede ser más
lento cerca de la pared que en un punto más alejado de la pared. De
hecho, en un tubo con flujo laminar, la parte exterior del flujo es
usualmente mucho más lenta que la parte central del flujo. Esto
plantea una situación en la que las partículas individuales del
flujo pueden resultar tratadas por defecto o por exceso, debido a
los diferentes tiempos de residencia.
Los reactores, intercambiadores de calor y tubos
de contención convencionales de flujo continuo, tienen
distribuciones relativamente amplias de los tiempos de residencia
para las partículas individuales del flujo. Las partículas
individuales pueden tener un tiempo de tratamiento mucho mayor o
mucho menor que el tiempo medio de tratamiento de todas las
partículas. Una distribución amplia de los tiempos de residencia
significa que algunas partículas son tratadas durante tiempos mucho
más cortos, mientras que otras partículas son tratadas durante
tiempos mucho más largos. Para compensarlo, a menudo se aumenta el
tiempo de tratamiento para asegurar que las partículas que se muevan
más deprisa reciban el mínimo tratamiento admisible. Por ello, como
contrapartida las partículas que se mueven más despacio resultan
tratadas por exceso. Dependiendo de la aplicación, esto puede
traducirse en un producto de inferior calidad, un aumento en el uso
de la energía y en una reducción de la producción.
Se han usado varias soluciones para resolver los
problemas relacionados con la distribución amplia de los tiempos de
residencia en el tratamiento continuo. Una primera solución es el
uso de datos empíricos o de modelos matemáticos para determinar la
distribución de los tiempos de residencia para un conjunto
particular de condiciones de flujo de partículas individuales. Una
vez que se ha determinado la distribución, se puede ajustar
apropiadamente el tiempo de tratamiento. El problema consiste en
que modelar con precisión el tiempo de residencia es un proceso
complejo, debido a la interacción de numerosos factores.
Análogamente, la recogida de datos empíricos es difícil, debido a
que unas diferencias insignificantes y no controladas en las
condiciones de flujo pueden dar lugar a cambios importantes en la
distribución de los tiempos de residencia. Una segunda solución
consiste en controlar los parámetros de flujo tales como flujo
laminar o flujo turbulento, diámetro del tubo, longitud del tubo, o
camino del flujo para crear la distribución deseada de tiempos de
residencia. El control de los parámetros de flujo necesarios para
conseguir la distribución deseada de tiempos de residencia es
problemático, por las mismas razones explicadas para la primera
solución. Además, aún si el tiempo de residencia se puede predecir
o medir con precisión, el hecho permanece en el sentido de que la
distribución es a menudo más amplia que la deseada, y con
frecuencia el control de los parámetros del flujo es inadecuado
para lograr una distribución estrecha de tiempos de residencia. Una
tercera solución consiste en usar el tratamiento por lotes en
lugar del tratamiento continuo. El tratamiento por lotes puede
proporcionar fácilmente una distribución estrecha de tiempos de
residencia, y a menudo es la solución óptima. Los problemas que se
plantean con el tratamiento por lotes estriban en que dan lugar a
problemas de manipulación de materiales, a problemas de
programación, y a que es más caro. Una solución final es el
desarrollo de mecanismos que controlen físicamente el tiempo de
residencia. Las aplicaciones actuales de este concepto no carecen
de inconvenientes. Algunas son difíciles de implementar, algunas
deterioran las partículas del flujo, mientras que otras no siempre
proporcionan un control uniforme del tiempo de residencia.
En la patente holandesa NL- 8700456 se describe
un ejemplo de un mecanismo que controla físicamente el tiempo de
residencia. Este documento describe un dispositivo de flujo
segmentado para el transporte de productos alimenticios mediante el
que los alimentos se transportan en cámaras que están obturadas por
barreras para permitir el tratamiento individual de los productos
alimenticios. Sin embargo, el dispositivo descrito de flujo
segmentado no permite realizar un control específico del tiempo de
residencia de partículas líquidas separadas de las partículas
sólidas contenidas en el flujo. Esto da lugar al tratamiento por
exceso de algunas de las partículas del flujo, resultando de ese
modo en una reducción en la calidad del producto.
Un objeto del presente invento es proporcionar un
sistema para el tratamiento uniforme de un flujo de partículas.
Un objeto del presente invento es proporcionar el
control del tiempo de residencia de partículas individuales en una
operación de tratamiento continuo de flujo.
Un objeto del presente invento es proporcionar un
sistema para prevenir la necesidad de tratar por exceso productos
alimenticios con el fin de cumplir los requisitos de seguridad en
una operación de tratamiento continuo de flujo.
El presente invento proporciona un dispositivo de
flujo segmentado para controlar el tiempo de residencia de
partículas contenidas en un flujo. El dispositivo incluye un
conducto de tratamiento que tiene un extremo de entrada y un
extremo de salida. En el extremo de entrada hay un orificio de
alimentación para introducir el flujo a tratar. En el extremo de
salida hay un orificio de descarga para extraer el flujo después de
su tratamiento. El dispositivo incluye una serie de barreras que se
mueven a través del conducto de tratamiento para segmentar el flujo
durante el tratamiento, con el fin de permitir el control del
tiempo de residencia de las partículas del flujo. Una sección de
continuación proporciona un camino entre los extremos de entrada y
salida del conducto de tratamiento con el fin de recibir a las
barreras desde el extremo de salida y devolver las barreras al
extremo de entrada. En el dispositivo hay una primera entrada para
proporcionar una presión de entrada al extremo de entrada, y una
segunda entrada para proporcionar una presión de salida al extremo
de salida, de tal manera que las presiones de entrada y de salida
se usan también para controlar el flujo.
La Figura 1 es una vista en perspectiva de
barreras enlazadas de acuerdo con el presente invento;
La Figura 2 es una vista en perspectiva de
barreras enlazadas con perforaciones en una vista recortada de un
conducto de tratamiento de acuerdo con el presente invento;
La Figura 3 es una vista en perspectiva de otro
tipo de barreras enlazadas en un conducto de acuerdo con el presente
invento;
La Figura 4 es una vista en perspectiva de
barreras no enlazadas en una vista recortada de un conducto de
tratamiento de acuerdo con el presente invento;
La Figura 5 es una vista en corte transversal de
un sistema de tratamiento continuo de flujo de acuerdo con el
presente invento; y
La Figura 6 es una vista en corte transversal de
una unidad de obturador de acuerdo con el presente invento.
El presente invento es un dispositivo de flujo
segmentado para realizar las funciones de un reactor, intercambiador
de calor o tubo de contención o de una combinación de los mismos. El
dispositivo controla el tiempo de residencia de todas las
partículas líquidas y sólidas que constituyen el flujo contenido en
el dispositivo. La predicción y el control del tiempo de
residencia son especialmente importantes en el tratamiento aséptico
continuo de productos alimenticios basados en líquidos con grandes
partículas sólidas. Mediante el control del tiempo de residencia,
la predicción del tiempo de residencia llega a ser menos
problemática durante el tratamiento El dispositivo de flujo
segmentado reduce la diferencia en tiempo de residencia entre las
partículas móviles más rápidas y más lentas contenidas en el
flujo. El dispositivo permite que todas las partículas reciban
prácticamente el mismo tiempo de tratamiento. Cuando las
partículas de un flujo reciben prácticamente el mismo tiempo de
tratamiento, disminuyen las probabilidades de que las partículas se
traten por defecto o por exceso. Si así se desea, el dispositivo
permite controlar el tiempo de residencia de las partículas sólidas
de mayor tamaño de tal manera que sea mayor o menor que el promedio
del tiempo de residencia de otras partículas contenidas en el
flujo, tales como las partículas líquidas y las partículas sólidas
de menor tamaño. A lo largo de esta memoria, se describirá el
dispositivo de flujo segmentado usando un ejemplo de tratamiento de
productos alimenticios basados en líquidos, tales como la sopa de
patata. El dispositivo de flujo segmentado permite tratar continua
y térmicamente a los productos alimenticios basados en líquidos que
contengan partículas sólidas, tales como patatas. El dispositivo se
puede usar para asegurar fácilmente que cada partícula de producto
alimenticio reciba un tratamiento térmico suficiente para la
seguridad contra microbios, mientras que disminuye la probabilidad
del exceso de tratamiento.
El presente invento usa una serie de barreras
físicas 10. En las Figuras 1 a 4 se muestran ejemplos de diferentes
barreras 10. Las barreras 10 se mueven a través de un conducto 12
de tratamiento una tras otra. Los ejemplos mostrados incluyen
barreras 10 enlazadas juntas y barreras 10 no enlazadas juntas. Las
barreras 10 pueden ser de un material blando flexible o de un
material rígido. El conducto 12 puede ser recto o curvo, y de
sección transversal circular o no circular. La Figura 1 muestra una
serie de barreras 10 que son discos redondos macizos enlazados
juntos mediante varillas 16. Las varillas tienen extremos en bucle
18 que enganchan unos con otros. La Figura 2 muestra una serie de
barreras 10 que son discos redondos con perforaciones 20 y
enlazados juntos por las varillas 16. Los discos 14 se muestran en
un conducto redondo 12, donde existe un intersticio entre la pared
interior 26 del conducto 12 y los discos 14. La Figura 3 muestra
una serie de barreras 10 que son abrazaderas rectangulares 30, que
están fijadas a una cinta transportadora 32. Las abrazaderas
rectangulares 30 se muestran en un conducto rectangular 12. La
Figura 4 muestra una serie de barreras 10 que son esferas 36 no
enlazadas. Las esferas son propulsadas por la fuerza del flujo
contenido en el conducto 12. Las barreras no enlazadas 10 pueden
ser casi de cualquier forma geométrica. Los intersticios 24 y las
perforaciones 20 mostrados en las Figuras 1 a 4 se pueden aplicar en
muchas combinaciones o configuraciones, y no están limitados en
cuanto a una manera específica de cada uno de los ejemplos
mostrados.
En cualquiera de los casos anteriores, las
barreras 10 se mueven con el flujo en el conducto 12, y por tanto
dividen el flujo en segmentos más pequeños. Las barreras 10 reducen
o eliminan la mezcla de partículas contenidas en un segmento con
las partículas contenidas en otro segmento. Dependiendo de la
aplicación, las barreras físicas pueden proporcionar un obturador
sin intersticio 24 o perforaciones 20 para impedir esencialmente la
mezcla de todas las partículas líquidas y sólidas entre segmentos.
Alternativamente, las barreras 10 pueden ser de una variedad no
obturada mediante el ajuste de las holguras del intersticio 24
entre las barreras 10 y la pared interior 26 del conducto 12 y/o
teniendo las perforaciones 20. El intersticio 24 y las
perforaciones 20 permiten la mezcla de las partículas líquidas y de
las partículas sólidas más pequeñas, mientras que al mismo tiempo
impiden la mezcla de partículas sólidas de mayor tamaño entre
segmentos. Cuando se permite a las partículas líquidas y a las
partículas sólidas más pequeñas desplazarse entre segmentos, se
puede controlar el tiempo medio de residencia de estas partículas
de modo que sea mayor o menor que para las partículas atrapadas
entre las barreras 10. El control de las partículas líquidas y de
las partículas sólidas de menor tamaño se explicará más adelante en
esta memoria descriptiva.
Usando el ejemplo del tratamiento aséptico
continuo de la sopa de patata, es importante que los centros de las
partículas grandes de patata reciban un tratamiento térmico
suficiente para matar microbios y esporas. Se supone que, si las
partículas grandes de patata reciben tratamiento térmico suficiente
para un determinado tiempo de residencia, las partículas pequeñas
de patata y las partículas líquidas también habrán recibido
tratamiento suficiente durante el mismo tiempo de residencia. Por
tanto, es importante que sea conocido el tiempo de residencia de
las partículas grandes, para que el proceso se pueda controlar con
el fin de asegurar el mínimo tratamiento térmico adecuado para la
seguridad contra microbios. El dispositivo de flujo segmentado
logra el resultado deseado usando la serie de barreras físicas 10.
Las barreras 10 se mueven con el flujo de líquido y de las
partículas de patata para la sopa de patata, atrapando algunas o
todas las partículas del flujo entre estas barreras 10. A las
partículas atrapadas se les impide moverse de uno a otro segmento.
De ese modo se controla la distribución del tiempo de residencia de
las partículas atrapadas. Si la distancia entre las barreras 10 es
pequeña comparada con la duración total del proceso, todas las
partículas atrapadas tienen esencialmente el mismo tiempo de
residencia. El tiempo de residencia es la duración del proceso
dividida por la velocidad de las barreras 10 que se mueven a través
del proceso. Se puede conseguir un tiempo de residencia deseado,
mediante el control de la duración del proceso y de la separación y
velocidad de las barreras 10.
Asimismo, se puede controlar el tiempo medio de
residencia de las partículas no atrapadas para que sea mayor o menor
que el tiempo de residencia de las partículas atrapadas. En el
tratamiento aséptico de productos alimenticios u otras
aplicaciones, puede que sea deseable solamente confinar las
partículas sólidas más grandes a un tiempo pequeño de residencia.
En el caso de la sopa de patata, a las partículas líquidas y a las
partículas sólidas más pequeñas se les permite puentear las
barreras 10 o ser pasadas por las barreras 10. Como se ha descrito
anteriormente, el intersticio 24 entre las barreras 10 y el conducto
12 y/o las perforaciones 20 de las barreras 10 permiten que las
partículas líquidas y las partículas sólidas más pequeñas se muevan
independientemente de las barreras 10. Controlando el flujo de las
partículas líquidas y de las partículas sólidas más pequeñas
independientemente de la velocidad de las barreras, el tiempo de
residencia medio de estas partículas puede ser mayor o menor que el
de las partículas sólidas grandes. Se puede lograr un control
independiente de las partículas líquidas y de las partículas
sólidas de menor tamaño estableciendo una diferencia de presión
entre la entrada y la salida del proceso. Si la presión es menor en
la salida que en la entrada, la velocidad de las partículas
líquidas y de las partículas sólidas más pequeñas será mayor,
mientras que si la presión es mayor en la salida que en la entrada,
la velocidad de esas mismas partículas será menor. El ajuste de la
presión diferencial según se ha descrito permite que el movimiento
de las partículas líquidas y de las partículas sólidas más pequeñas
sea más rápido o más lento que el flujo segmentado por las barreras
10. Este control de la presión y del flujo se puede usar también
para ayudar a prevenir las fugas alrededor de las barreras 10.
Los sistemas de tratamiento aséptico de productos
alimenticios contienen normalmente un intercambiador de calor para
calentar el producto alimenticio, un tubo de contención y un
intercambiador de calor para enfriar el producto alimenticio. La
Figura 5 muestra una configuración del presente invento para
funcionar como un tubo de contención en tratamiento aséptico. Esta
configuración se podría considerar también como un reactor. Como
parte del tubo de contención está incluido un conducto 50 de
tratamiento que tiene un extremo de entrada 52 y un extremo de
salida 54. Entre los extremos de entrada y salida 52 y 54 y
sirviendo de unión entre ellos, hay una sección 56 de continuación
de conducto. En el extremo de entrada 52 existe un orificio de
entrada 58 para recibir el producto alimenticio, tal como la sopa
de patata, para su tratamiento. En el extremo de entrada 52 se
muestra una bomba de alimentación 60 para bombear el producto
alimenticio al orificio de alimentación 58 del conducto 50. En el
extremo de salida 54 hay un orificio de descarga 62 para extraer el
producto alimenticio tratado del conducto 50. En el extremo de
salida 54 se muestra una bomba de contrapresión 64 para controlar
la descarga del producto alimenticio desde el orificio de descarga
62. Se muestra una serie de barreras 10 que se desplazan
continuamente a través del conducto 50. En la Figura 5, las barreras
10 aparecen enlazadas juntas, pero podrían usarse cualquiera de las
barreras 10 descritas anteriormente, así como otras equivalentes.
El desplazamiento continuo de las barreras 10 se logra mediante la
sección de continuación 56. En este caso, la sección de
continuación 56 incluye una unidad de propulsión a motor 66 para
propulsar a las barreras enlazadas 10. La unidad de impulsión 66,
según está previsto, incluye algún tipo de rueda catalina que
engancha y propulsa a las barreras 10, mientras que la rueda
catalina es accionada por un motor. Unos detectores 68 vigilan el
nivel del flujo en los puntos 67 y 69 del extremo de entrada 52 y
del extremo de salida 54, respectivamente. Los detectores 68
proporcionan datos a unos controles electrónicos automáticos (no
mostrados) para controlar la bomba de contrapresión 64, la bomba de
alimentación 60 y la unidad de propulsión 66. La bomba de
contrapresión 64, la bomba de alimentación 60 y la unidad de
propulsión 66 se podrían controlar también manualmente. Se usan unas
tuberías de entrada 70 y 71 para suministrar un gas, si se desea,
para presurizar el sistema. La tubería 70 proporciona presión en el
extremo de entrada 52 y la tubería 71 proporciona presión en el
extremo de salida 54. Una unidad opcional de obturador 72 permite
que la presión sea diferente en los extremos de entrada y salida
52 y 54. Con el sistema se usan otros controles tales como
controles de presión y de temperatura, pero no se han mostrado.
El nivel del flujo se controla de la manera
siguiente. Se puede hacer que la velocidad de la bomba de
alimentación 60 sea efectivamente constante, y se puede ajustar la
velocidad de las barreras 10 mediante la unidad de propulsión 66
basándose en el nivel del flujo en el extremo de entrada 52 del
conducto 50. Alternativamente, la velocidad de las barreras 10
puede ser constante y usarse el nivel del flujo en el extremo de
entrada 52 para controlar la velocidad de la bomba de alimentación
60. En cualquiera de los dos casos, el nivel del flujo se mantiene
relativamente constante. Si el nivel del flujo sube hasta un valor
demasiado alto, el flujo podría entrar en la sección de continuación
56, y si el nivel cae hasta un valor demasiado bajo, podrían
introducirse gases en el flujo. Similarmente, el nivel del flujo en
el extremo de salida 54 del conducto 50 se controla ajustando la
velocidad de la bomba de contrapresión 64. Si este nivel sube hasta
un valor demasiado alto, el flujo podría transportarse a la sección
de continuación 56, y si el nivel disminuye hasta un valor demasiado
bajo, podrían introducirse gases en el flujo. En cualquier caso, es
necesario mantener el nivel adecuado del flujo en los extremos de
entrada y salida 52 y 54, para conseguir un funcionamiento
correcto.
Como ejemplos de gases para la presurización del
sistema pueden citarse el vapor, el aire o el nitrógeno. El gas se
usa para obtener las presiones deseadas e impedir que el flujo se
introduzca en la sección de continuación 56. Las presiones más alta
permiten conseguir temperaturas más altas de tratamiento para
tratar el producto alimenticio, al mismo tiempo que impiden la
ebullición del líquido en el flujo. El vapor es un gas preferido
con el que presurizar la sección de continuación para el
tratamiento de productos alimenticios. El uso de vapor de alta
presión mantiene la esterilidad de la sección de continuación 56.
El vapor sirve efectivamente como una barrera entre producto
alimenticio no tratado y tratado. El vapor u otros elementos
esterilizantes se pueden usar también para esterilizar todo el
dispositivo antes de empezar el tratamiento. El sistema es
relativamente fácil de limpiar. A título de ejemplo, se pueden
añadir temporalmente unas escobillas (no mostradas) entre uno o más
conjuntos de barreras 10 para ayudar a limpiar el conducto 50.
Asimismo, se pueden usar boquillas de pulverización (no mostradas)
en la sección de continuación 56 para limpiar automáticamente las
barreras 10 a medida que se desplazan a través de la sección de
continuación 56.
La Figura 6 muestra una configuración para la
unidad de obturador 72. Entre el extremo de salida 54 del conducto
50 y la sección de continuación 56 hay un conducto flexible 74
hecho de un material flexible, tal como caucho. El conducto
flexible 74 se ha dimensionado de tal manera que obture a lo largo
del exterior 76 de las barreras 10 a medida que éstas se desplazan
a través de la unidad de obturador 72 y expanden el material
flexible. Mediante la adición de la camisa opcional 78 y la
presurización entre la camisa 78 y el conducto flexible 74, se
puede aumentar la efectividad de la obturación.
Los sistemas de tratamiento aséptico de productos
alimenticios contienen normalmente un intercambiador de calor para
calentar, seguido de un tubo de contención, al que sigue un
intercambiador de calor para enfriar. El dispositivo de flujo
segmentado se puede usar en cualquier parte de todas estas etapas
del proceso, o en todas ellas. Mediante el calentamiento o el
enfriamiento del dispositivo de flujo segmentado con un mecanismo
de calentamiento o de enfriamiento, el dispositivo sirve como un
intercambiador de calor. Se pueden usar dispositivos independientes
de flujo segmentado para cada etapa del proceso, o bien un
dispositivo puede servir para todas las funciones. Por ejemplo, se
podría calentar un primer tramo de sección del dispositivo con una
camisa de vapor, un tramo central de la sección podría servir como
tubo de contención, y un tercer tramo de sección se podría enfriar
con una camisa de glicol. De ese modo, el calentamiento, la
contención y el enfriamiento podrían realizarse todos mediante la
misma unidad, y el tiempo de residencia de las partículas atrapadas
se controla a lo largo de estas tres etapas principales de
tratamiento aséptico del producto alimenticio.
Aunque el ejemplo presentado se refiere al
tratamiento aséptico de productos alimenticios basados en líquidos
que contienen partículas sólidas, el invento es aplicable
prácticamente a cualquier procedimiento en el que sea importante
conseguir un tiempo de residencia casi constante de las partículas
sólidas y/o de las partículas liquidas de un flujo. Tales
aplicaciones incluyen intercambio de calor, retención para
tratamiento térmico, y reacciones (químicas, catalíticas,
enzimáticas, biológicas, etc.). En el caso de aplicaciones con
transmisión de calor, las barreras pueden servir adicionalmente para
aumentar la transmisión de calor. Las barreras 10 que barren la
superficie interior de un conducto o de una vasija de contención
permiten al dispositivo servir como un intercambiador de calor con
superficie rascada.
La transmisión de calor se puede aumentar
adicionalmente desplazando cíclicamente las barreras 10 hacia
delante y hacia atrás. La cantidad total de movimiento hacia
delante debería ser mayor que la cantidad de movimiento hacia
atrás, con el fin de conseguir el movimiento neto hacia delante
requerido para proporcionar el tiempo deseado de residencia. Como
ejemplo, un movimiento cíclico podría ser hacia delante 0,5X y
hacia atrás 0,4X, donde X es la distancia entre las barreras
10.
Aunque en la presente memoria se han descrito
detalladamente realizaciones del invento, los expertos en la
técnica observarán que podrían desarrollarse diversas
modificaciones y alternativas a la luz de todas las enseñanzas de la
descripción. De acuerdo con ello, las disposiciones particulares
son únicamente ilustrativas y no limitan el alcance del invento,
que será en toda su extensión el de las reivindicaciones adjuntas y
el de cualquiera de sus equivalentes.
Claims (18)
1. Un dispositivo de flujo segmentado para
tratar un flujo de un líquido que contiene partículas sólidas, que
comprende:
- -
- un conducto (50) de tratamiento que tiene un extremo de entrada (52) y un extremo de salida (54);
- -
- un orificio de alimentación (58) destinado a recibir un flujo a tratar cerca de dicho extremo de entrada (52);
- -
- un orificio de descarga (62) para extraer dicho flujo después de su tratamiento cerca de dicho extremo de salida (54);
- -
- una serie de barreras (10) que se mueven a través de dicho conducto (50) de tratamiento para segmentar dicho flujo durante el tratamiento;
- -
- una sección (56) de continuación de conducto que proporciona un camino entre dicho extremo de entrada (52) y dicho extremo de salida (54) de dicho conducto (50) de tratamiento para recibir dichas barreras (10) desde dicho extremo de salida (54) y devolver dichas barreras (10) a dicho extremo de entrada (52);
- -
- una unidad de obturador (72) entre dicho extremo de entrada (52) y dicho extremo de salida (54);
caracterizado porque el dispositivo
comprende además unos medios (70) para proporcionar presión en dicho
extremo de entrada (52) y unos medios (71) para proporcionar presión
en dicho extremo de salida (54), y unos medios de derivación para
permitir que una parte de un líquido que contiene partículas
sólidas se mueva entre dichas barreras (10) con el fin de permitir
el control del flujo de dicha parte del líquido que contiene
partículas sólidas independientemente de la velocidad de las
barreras
(10).
2. El dispositivo de la reivindicación 1, en
el que dichos medios de derivación comprenden perforaciones (20)
practicadas en dichas barreras para permitir que parte de dicho
líquido que contiene partículas sólidas circule pasando por dichas
barreras (10).
3. El dispositivo de la reivindicación 1, en el
que dichos medios de derivación comprenden un intersticio (24)
entre un borde exterior de dichas barreras (10) y una pared
interior (26) de dicho conducto (50) de tratamiento para permitir
que parte de dicho líquido que contiene partículas sólidas circule
pasando por dichas barreras (10).
4. El dispositivo de la reivindicación 1, en
el que dicha unidad de obturador (72) incluye un conducto flexible
(74) para proporcionar una obturación hermética entre un borde
exterior (76) de dichas barreras (10) y una pared interior de dicho
conducto flexible (74), cuando dichas barreras (10) pasan a través
de dicho conducto flexible (74) en un camino desde dicho extremo de
salida (54) hasta dicho extremo de entrada (52).
5. El dispositivo de la reivindicación 4,
que incluye además una camisa soldada (78) alrededor de dicho
conducto flexible (74) para proporcionar presión entre dicha camisa
(78) y dicho conducto flexible (74).
6. El dispositivo de la reivindicación 1, en el
que dicho conducto (50) de tratamiento incluye un mecanismo de
calentamiento para calentar dicho líquido que contiene partículas
sólidas.
7. El dispositivo de la reivindicación 1, en el
que dicho conducto (50) de tratamiento incluye un mecanismo de
enfriamiento para enfriar dicho líquido que contiene partículas
sólidas.
8. El dispositivo de la reivindicación 1, en el
que dicho conducto (50) de tratamiento está dividido en unas
secciones primera, segunda y tercera; en el que dicha primera
sección incluye un mecanismo de calentamiento para calentar dicho
líquido que contiene partículas sólidas en dicha primera sección; y
en el que dicha tercera sección incluye un mecanismo de enfriamiento
para enfriar dicho líquido que contiene partículas sólidas en
dicha tercera sección.
9. El dispositivo de la reivindicación 1, en
el que una sección de continuación (56) incluye una unidad de
propulsión (66) para propulsar dichas barreras (10) a través de
dicho conducto (50) de tratamiento.
10. El dispositivo de la reivindicación 10, en
el que dichas barreras (10) están enlazadas juntas por enlaces, y
en el que dicha unidad de propulsión incluye una rueda catalina
para enganchar dichos enlaces.
11. El dispositivo de la reivindicación 1, en el
que dicho extremo de entrada (52) y dicho extremo de salida (54)
incluyen un detector (68) para vigilar el flujo y enviar datos a
elementos electrónicos que controlan la velocidad del flujo del
líquido que contiene partículas sólidas y la presión en dicho
conducto (50) de tratamiento.
12. El dispositivo de la reivindicación 1, que
incluye además una bomba de alimentación (60) para introducir el
líquido que contiene partículas sólidas por dicho orificio (58) de
alimentación.
13. El dispositivo de la reivindicación 1, que
incluye además una bomba de contrapresión (64) para extraer el
líquido que contiene partículas sólidas por dicho orificio (62) de
descarga.
14. Un método para tratar un flujo de líquido que
contiene partículas sólidas, que comprende:
- -
- introducir un líquido que contiene partículas sólidas en un conducto (50) de tratamiento que tiene un extremo de entrada (52) y un extremo de salida (54);
- -
- segmentar dicho líquido que contiene partículas sólidas en dicho conducto (50) de tratamiento usando una serie de barreras (10) que se mueven a través de dicho conducto (50) de tratamiento;
- -
- proporcionar unos medios de derivación para permitir que parte de dicho líquido que contiene partículas sólidas se mueva entre dichas barreras (10); y
- -
- controlar dicha parte de dicho líquido que contiene partículas sólidas que se mueve entre dichas barreras (10) mediante el establecimiento de una diferencia de presiones entre dicho extremo de entrada (52) y dicho extremo de salida (54).
15. El método de la reivindicación 14, en el que
se suministra calor a dicho conducto (50) de tratamiento para
calentar dicho líquido que contiene partículas sólidas.
16. El método de la reivindicación 14, en el que
se proporciona enfriamiento a dicho conducto (50) de tratamiento
para enfriar dicho líquido que contiene partículas sólidas.
17. El método de la reivindicación 14, en el que
dicho conducto (50) de tratamiento incluye una primera sección, una
segunda sección y una tercera sección; en el que se suministra calor
a dicha primera sección de dicho conducto (50) de tratamiento para
calentar dicho líquido que contiene partículas sólidas, y en el que
se proporciona enfriamiento a dicha tercera sección para enfriar
dicho líquido que contiene partículas sólidas.
18. El método de la reivindicación 14, en el
que dichos medios de derivación son perforaciones (20) practicadas
en dichas barreras (10).
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