ES2219122B1 - Bomba para sistemas desalinizadores de agua marina por osmosis inversa. - Google Patents
Bomba para sistemas desalinizadores de agua marina por osmosis inversa.Info
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Abstract
Bomba para sistemas desalinizadores de agua marina por ósmosis inversas. Esta bomba dispone de dos cámaras extremas (2, 3) en las que se alojan sendos pistones (4, 5) que bombean agua marina hacia una membrana de ósmosis inversa (7), y una cámara central (8) en la que se aloja una pieza corredera accionable por desplazamiento de los pistones (4 y 5) realizando el pilotaje de una válvula direccional (9). Esta bomba provoca de forma alternativa la inversión de la entrada de presión exterior hacia las zonas anteriores de las cámaras extremas (2, 3) y la invención de la entrada de presión del agua rechazada por la membrana hacia las zonas posteriores de dichas cámaras (2, 3).
Description
Bomba para sistemas desalinizadores de agua
marina por ósmosis inversa.
La presente invención se refiere como su título
indica a una bomba para sistemas desalinizadores de agua marina por
ósmosis inversa, del tipo de las que presentan dos cámaras
extremas en las que se alojan sendos pistones que describen
movimientos alternativos bombeando de forma alternativa agua marina
hacia una membrana de ósmosis inversa propia de un sistema de
desalinización, incluyendo además dicho sistema de desalinización
una válvula direccional accionada por una válvula de pilotaje la
cual es accionada a su vez por el propio desplazamiento de los
pistones.
En la actualidad existen diferentes bombas o
sistemas de bombeo aplicables en la desalinización de agua marina y
que incluyen un cilindro hidráulico en el que se alojan dos
pistones que se desplazan alternativamente para bombear el agua
marina hacia la membrana de ósmosis.
Estos sistemas incluyen de forma generalizada una
válvula direccional que permite aprovechar la presión del agua
rechazada por la membrana de ósmosis aprovechándola para colaborar
en el cilindro de los pistones y por consiguiente para incrementar
la presión del agua suministrada a la membrana.
En este apartado son de destacar las patentes US
5 462 414, WO 98/ 22202, US 4 367 140 y US
4 793 153 en las que se describen sistemas del tipo mencionado.
4 793 153 en las que se describen sistemas del tipo mencionado.
Para provocar la inversión en el sentido de
desplazamiento de los pistones, en las patentes mencionadas se
incluye un circuito hidráulico que requiere en todos los casos la
utilización de válvulas antirretorno para permitir su
funcionamiento, incorporando además válvulas de pilotaje y válvulas
direccionales que se encuentran separadas del propio cuerpo de la
bomba lo que plantea diferentes problemas, siendo de destacar, de
una parte, la existencia de un elevado número de conducciones
exteriores con el consiguiente riesgo de rotura y de pérdidas de
presión y, de otra parte, la inutilización de las válvulas
antirretorno por la formación de depósitos salinos en la zona de
asentamiento de las mismas.
Para solventar los problemas mencionados se ha
ideado la bomba para sistemas desalinizadores de agua marina por
ósmosis inversa objeto de esta invención, que presenta unas
particularidades constructivas orientadas de una parte a permitir
su funcionamiento sin la incorporación de válvulas antirretorno y
de otra parte a conseguir un equipo compacto y con un número muy
reducido de conducciones exteriores.
Dicha bomba, siendo de las que presentan dos
cámaras extremas en las que se alojan sendos pistones, presenta la
particularidad de que el cuerpo de la bomba presenta entre las dos
cámaras extremas una tercera cámara dispuesta centralmente,
provista de una entrada de presión exterior, de dos bocas extremas
conectadas a la válvula direccional y de una boca intermedia
conectada a un conducto de salida de agua, encontrándose alojada en
dicha cámara central una pieza corredera que presenta una cavidad
lateral que forma un cierre con la pared de dicha tercera cámara,
realizando la pieza corredera en función de su posición la
apertura alternativa de las bocas extremas conectadas a la válvula
direccional y la interconexión por medio de la cavidad lateral de
las otras dos bocas, permitiendo simultáneamente la entrada de
presión desde la cámara intermedia a la válvula direccional y el
guiado del agua procedente de la válvula direccional al conducto de
salida de agua.
Esta tercera cámara, definida en el cuerpo de la
bomba, constituye precisamente la válvula de pilotaje de la válvula
direccional.
La pieza corredera mencionada anteriormente y
alojada en la cámara central del cuerpo de la bomba presenta
interiormente un orificio para el paso del eje de los pistones y
un rebaje interior en el que se aloja con posibilidad de
desplazamiento longitudinal un regruesamiento definido en la zona
media del eje, siendo este regruesamiento el encargado de provocar
el desplazamiento de la pieza corredera por el interior de la
tercera cámara de la bomba cuando los pistones se encuentran
próximos a los extremos de su recorrido.
De acuerdo con la invención, la válvula
direccional presenta un cuerpo tubular solidario al cuerpo de la
bomba y provisto de dos compartimentos extremos y de dos
compartimentos intermedios en los que se encuentran alojados
respectivamente y con posibilidad de desplazamiento alternativo
simultáneo dos pistones y dos correderas solidarizados por un eje
común.
Los compartimentos extremos de la válvula
direccional se encuentran conectados respectivamente a las bocas
extremas de la válvula de pilotaje.
Según la invención, uno de los compartimentos
intermedios de la válvula direccional se encuentra conectado a la
entrada de la membrana de ósmosis inversa y presenta dos bocas
extremas conectadas a las zonas anteriores de las cámaras extremas
del cuerpo de la bomba y una boca central conectada a la entrada de
presión y a la cámara central del cuerpo de la bomba. La corredera
dispuesta en el interior del mencionado compartimento intermedio
dispone de una cavidad lateral que comunica de forma alternativa la
entrada de presión con la zona anterior de las cámaras extremas del
cuerpo de la bomba, permitiendo la conexión alternativa de las
zonas anteriores de dichas cámaras extremas de la bomba con el
mencionado compartimento intermedio de la válvula direccional.
El otro compartimento intermedio de la válvula
direccional se encuentra conectado a la salida de agua rechazada
por la membrana de ósmosis inversa y presenta dos bocas extremas
conectadas a las zonas posteriores de las cámaras extremas del
cuerpo de la bomba y una boca central conectada a la boca
intermedia de la cámara central del cuerpo de la bomba y a la salida
de agua al exterior. La corredera alojada en este compartimento
dispone de una cavidad lateral que comunica de forma alternativa la
zona posterior de las cámaras extremas del cuerpo de la bomba con
la salida de agua al exterior, permitiendo también de forma
alternativa la conexión de las zonas posteriores de las cámaras
extremas del cuerpo de la bomba con dicho compartimento intermedio
de la válvula direccional.
El montaje de la válvula direccional sobre el
propio cuerpo de la bomba permite que los conductos que la
relacionan con las cámaras extremas de la bomba se encuentren
definidos interiormente y que las correderas alojadas en el
interior de la válvula direccional puedan realizar mediante las
correspondientes cavidades la interconexión en parejas de las bocas
definidas en los compartimentos intermedios de dicha válvula
direccional provocando, en función de la dirección de
desplazamiento de los pistones de la bomba, el direccionado del
agua a presión hacia la entrada de la membrana de ósmosis inversa, y
el guiado del agua rechazada por la membrana de ósmosis hacia una
de las zonas posteriores de las cámaras extremas de la bomba.
Para complementar la descripción que se está
realizando y con objeto de facilitar la comprensión de las
características de la invención, se acompaña a la presente
memoria descriptiva un juego de dibujos en los que, con carácter
ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:
- Las figuras 1 y 2 muestran sendas vistas
esquemáticas en alzado de la bomba objeto de la invención,
seccionada longitudinalmente y conectada a una membrana de ósmosis
inversa, pudiendo observarse en dichas figuras las correderas de
la válvula de pilotaje y de la válvula direccional en las dos
posiciones extremas.
- La figura 3 muestra un detalle ampliado de la
válvula direccional con las piezas correderas representadas en la
misma posición que en la figura 2.
Como se puede observar en las figuras
referenciadas, la bomba objeto de la invención presenta un cuerpo
(1) con dos cámaras extremas (2, 3) en las que se alojan sendos
pistones (4, 5) unidos por un eje común (6).
Los pistones (4, 5) que describen movimientos
alternativos bombeando agua marina, de forma alternativa, hacia la
entrada (71) de una membrana de ósmosis inversa (7) propia de un
sistema de desalinización y que dispone de una salida (72) para el
agua desalinizada y osmotizada, y de una salida (73) para el agua
rechazada.
El cuerpo (1) de la bomba presenta centralmente
una cámara central (8) provista de una entrada (81) de presión
exterior, de dos bocas extremas (82, 83) conectadas a la válvula
direccional (9) y de una boca intermedia (84) conectada a un
conducto de salida de agua (10a),
En la cámara central (8) se encuentra alojada una
pieza corredera (11) que presenta lateralmente una cavidad (111)
que realiza en función de su posición la apertura alternativa de
las bocas extremas (82, 83) y su conexión alternativa con la boca
intermedia (84), enviando alternativamente la presión de agua
introducida en la cámara central (8) a través de la entrada
exterior (10b) hacia los: compartimentos extremos (91, 92) de la
válvula direccional y el agua procedente de los compartimentos
extremos (92, 91) de la válvula direccional al conducto de salida
de agua (10a).
La pieza corredera (11) presenta interiormente un
orificio para el paso del eje (6) y un rebaje interior (112) en el
que se aloja con posibilidad de desplazamiento longitudinal un
regruesamiento (61) encargado de provocar el desplazamiento de la
pieza corredera (11) entre las dos posiciones representadas en las
figuras.
La válvula direccional (9) es solidaria al cuerpo
(1) de la bomba y presenta, además de los dos compartimentos
extremos (91, 92), dos compartimentos intermedios (93, 94); en
dichos compartimentos (91, 92, 93, 94) se encuentran alojados
respectivamente dos pistones (12, 13) y dos correderas (14, 15)
solidarizados por un eje común (16).
El compartimento intermedio (93) de la válvula
direccional se encuentra conectado a la entrada (71) de la membrana
de ósmosis inversa (7); disponiendo además dicho compartimento (93)
de dos bocas extremas (931, 932) conectadas a las zonas anteriores
de las cámaras extremas (2 y 3) de la bomba y de una boca central
(933) conectada a la entrada de presión (11) y a la cámara central
(8).
La corredera (14) dispone de una cavidad lateral
(141) que comunica de forma alternativa la boca central (933) con
las bocas extremas (931 y 932), provocando la entrada alternativa
de presión hacia la zona anterior de las cámaras extremas (2 y 3) y
la conexión, también alternativa, de las zonas anteriores de dichas
cámaras extremas (2, 3) con el compartimento intermedio (93) de la
válvula direccional.
El compartimento intermedio (94) de la válvula
direccional se encuentra conectado a la salida de agua rechazada
(73) de la membrana (7) y presenta dos bocas extremas (941, 942)
conectadas a las zonas posteriores de las cámaras extremas (2 y 3)
del cuerpo de la bomba, y una boca central (943) conectada a la
boca intermedia (84) de la cámara central (8) y a la salida (10a) de
agua al exterior.
La corredera (15) alojada en el compartimento
intermedio (94) presenta una cavidad lateral (151) que comunica de
forma alternativa la zona posterior de las cámaras extremas (2 y 3)
con la salida (10a) de agua al exterior, permitiendo también de
forma alternativa el paso de la presión de agua rechazada por la
membrana hacia las zonas posteriores de las cámaras extremas (2 y
3).
Una vez descrita suficientemente la naturaleza de
la invención, así como un ejemplo de realización preferente, se
hace constar a los efectos oportunos que los materiales, forma,
tamaño y disposición de los elementos descritos podrán ser
modificados, siempre y cuando ello no suponga una alteración de
las características esenciales de la invención que se reivindican a
continuación.
Claims (6)
1. Bomba para sistemas desalinizadores de agua
marina por ósmosis inversa; siendo dicha bomba de las que presentan
dos cámaras extremas (2, 3) en las que se alojan sendos pistones
(4, 5) que describen movimientos alternativos bombeando de forma
alternativa agua marina hacia una membrana de ósmosis inversa (7)
propia de un sistema de desalinización, incluyendo además dicho
sistema de desalinización una válvula direccional (9), accionada por
una válvula de pilotaje, siendo ésta accionada por el propio
desplazamiento de los pistones (4,5); caracterizado porque
el cuerpo de la bomba (1) presenta entre las dos cámaras extremas
(2, 3) una tercera cámara (8), dispuesta centralmente, provista de
una entrada (81) de presión exterior, de dos bocas extremas (82,
83) conectadas a la válvula direccional (9) y de una boca
intermedia (84) conectada a un conducto de salida de agua (10a),
encontrándose alojada en dicha cámara central (8) una pieza
corredera (11) que presenta lateralmente una cavidad (111) que forma
un cierre con la pared de dicha tercera cámara (8); realizando la
pieza corredera (11), en función de su posición, la apertura
alternativa de las bocas extremas (82, 83) conectadas a la válvula
direccional (9) y la interconexión por medio de la cavidad lateral
(11) de las otras dos bocas (82, 84), (83, 84), permitiendo
simultáneamente la entrada de presión desde la cámara intermedia
(8) a la válvula direccional (9) y el guiado del agua procedente
de la válvula direccional (9) al conducto de salida de agua
(10a).
2. Bomba, según la reivindicación anterior,
caracterizada porque la pieza corredera (11) presenta
interiormente un orificio para el paso del eje (6) de los
pistones (4, 5) y un rebaje interior (112) en el que se aloja con
posibilidad de desplazamiento longitudinal un regruesamiento (61)
definido en la zona media del eje (6) y encargado de provocar el
desplazamiento de la pieza corredera (11) por el interior de la
cámara central (8) de la bomba.
3. Bomba, según las reivindicaciones anteriores,
caracterizado porque la válvula direccional (9) presenta un
cuerpo tubular solidario al cuerpo (1) de la bomba y provisto de
dos compartimentos extremos (91, 92) y de dos compartimentos
intermedios (93, 94) en los que se encuentran alojados
respectivamente y con posibilidad de desplazamiento alternativo
simultáneo dos pistones (12, 13) y dos correderas (14, 15)
solidarizados por un eje común (16).
4. Bomba, según las reivindicaciones anteriores,
caracterizada porque los compartimentos extremos (91, 92) de
la válvula direccional (9) se encuentran conectados respectivamente
a fas bocas extremas (82, 83) de la válvula de pilotaje.
5. Bomba, según las reivindicaciones anteriores,
caracterizado porque el compartimento intermedio (93) de la
válvula direccional se encuentra conectado a la entrada (71) de la
membrana de ósmosis inversa (7) y presenta dos bocas extremas (931,
932) conectadas a las zonas anteriores de las cámaras extremas (2,
3) y una boca central (933) conectada a la entrada de presión (10b)
y a la cámara central (8); disponiendo la corredera (14), alojada
en dicho compartimento, de una cavidad lateral (141) que comunica
de forma alternativa la entrada de presión (10b) con la zona
anterior de las cámaras extremas (2, 3) del cuerpo (1) de la
bomba, permitiendo la conexión también alternativa de las zonas
anteriores de dichas cámaras extremas (2, 3) con el mencionado
compartimento intermedio (93) de la válvula direccional.
6. Bomba, según las reivindicaciones anteriores,
caracterizada porque el compartimento intermedio (94) de la
válvula direccional se encuentra conectado a la salida (73) de
agua rechazada por la membrana de ósmosis inversa (7) y presenta
dos bocas extremas (941, 942) conectadas a las zonas posteriores de
las cámaras extremas (2, 3) del cuerpo de la bomba y una boca
central (943) conectada a la boca intermedia (84) de la cámara
central (8) del cuerpo de la bomba y a la salida (10a) de agua al
exterior; disponiendo la corredera (15) alojada en dicho
compartimento (94) de una cavidad lateral (151) que comunica de
forma alternativa la zona posterior de las cámaras extremas (2, 3)
del cuerpo (1) de la bomba con la salida (10a) de agua al
exterior, permitiendo también de forma alternativa la conexión de
las zonas posteriores de las cámaras extremas (2, 3) con dicho
compartimento intermedio (94) de la válvula direccional.
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