ES2251599T3 - Dispositivo de filtracion. - Google Patents
Dispositivo de filtracion.Info
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Abstract
Dispositivo según la reivindicación 10, caracterizado porque el dispositivo comprende medios de levantamiento, preferiblemente neumáticos, para levantar la tapa (18).
Description
Dispositivo de filtración.
La invención se refiere a un dispositivo de
filtración que comprende una toma para el suministro del liquido a
filtrar y medios para retener un filtro que cruza el camino de
flujo mas allá de la entrada.
Los documentos EEUU 4.220.542, EEUU 4.285.814 y
EEUU 4.390.425 describen dispositivos de filtración usados para
filtrar líquidos que pueden contener diversos tipos de
contaminación, tales como arena, suciedad o coagulados. Se usan
filtros desmontables, los cuales pueden ser reemplazados cuando su
permeabilidad cae por debajo de un limite determinado. Se encuentra
una aplicación especifica en la producción de pinturas, en la que
generalmente se incluyen varias etapas de filtración en varias
etapas de producción.
Los dispositivos de filtración necesitan ser
limpiados regularmente, por ejemplo cuando después del filtrado de
una nueva carga o liquido, se tiene que filtrar una nueva carga de
otro tipo, tal como una pintura de un color diferente. Los
dispositivos de limpieza de filtración dan lugar a una tarea que
consume tiempo y laboriosa. El liquido filtrado tiende a pegarse en
lugares que son difíciles de alcanzar por mero enjuague con un
liquido limpiador. Generalmente; se necesitan grandes cantidades de
liquido limpiador para enjuagar. Además, se dejan todavía en el
dispositivo grandes cantidades de liquido limpiador; por ejemplo en
la entrada, cuando se abre para limpieza.
Debido al tamaño de la entrada en comparación con
el volumen de las bolsas de filtro en los sistemas de la técnica
anterior, el liquido a filtrar se distribuye desigualmente sobre las
bolsas de filtro. Como resultado, el filtro perderá permeabilidad
en su lado inferior en primer lugar. Cuando se retire el filtro, se
encontrara presente todavía una cantidad de liquido en la bolsa del
filtro, dando lugar a considerables perdidas. El documento EEUU
4.220.542 propone usar un recipiente hueco cerrado para reducir
estas perdidas. Sin embargo, el recipiente llena solo una parte
limitada de la bolsa del filtro y es difícil de limpiar. Además,
una distribución de flujo desigual reduce también la eficiencia del
enjuagado con un liquido limpiador.
El objeto de la invención es resolver estos
problemas que se encuentran en los sistemas de la técnica anterior.
Un objeto adicional es proporcionar un dispositivo de filtración
que permita una limpieza más fácil y la minimización de las
perdidas de producto. Otro objeto de la invención es un método de
producción, particularmente para pinturas o compuestos de
revestimiento, que minimicen el nivel de contaminación y las
perdidas como resultado de las etapas de filtración.
El objeto de la invención se logra con un
dispositivo de filtración que tiene una abertura de entrada en un
conducto intermedio sustancialmente anular que se estrecha abajo en
la dirección del flujo hasta una ranura sustancialmente anular a
lo largo del lado interior del borde superior del filtro. De esta
manera, el conducto intermedio anular distribuye el liquido a
filtrar sobre el filtro. El estrechamiento abajo en la dirección
del flujo da lugar a un aumento de presión cuando el liquido es
lanzado en chorro al espacio interior del dispositivo de
filtración. Esto mejora considerablemente la eficacia del enjuagado
con un liquido limpiador.
A este respecto, "anular" puede referirse a
perfiles exteriores cerrados o en forma de C que rodean una parte
sustancial del perfil del dispositivo de filtración. Por ejemplo,
"anular" se puede referir a perfiles circulares, ovales,
elípticos, rectangulares o poligonales.
A fin de evitar cuellos de botella en el flujo
del liquido a filtrar, el dispositivo preferiblemente puede ser
optimizado hidraúlicamente. Esto se puede conseguir haciendo la
sección transversal radial del conducto intermedio anular menor de
1,1 veces la sección transversal de la entrada perpendicular a la
dirección local de flujo y/o haciendo el conducto de la ranura
anular menor de 1,1 veces la sección transversal radial del
conducto intermedio anular. Preferiblemente; la sección transversal
radial del conducto intermedio anular es sustancialmente igual a
la sección transversal de la entrada perpendicular a la dirección
de flujo local. Es también preferible hacer el conducto de la
ranura anular sustancialmente igual a la sección transversal
radial del conducto intermedio anular. Mediante esa optimización
hidráulica del camino de flujo, se deja atrás menos producto
cuando se detiene el filtrado, lo cual da lugar a menores perdidas
y a una limpieza mejorada.
En una realización particularmente preferida, la
entrada se abre al interior del conducto intermedio anular en una
dirección tangencial. Esta componente tangencial de la dirección de
flujo da lugar a un camino de flujo de forma helicoidal y
consiguientemente a una distribución adicional optimizada del
liquido a filtrar sobre la ranura anular. Otra ventaja adicional es
que el conducto intermedio anular se puede limpiar a fondo
enjuagándolo con un liquido limpiador, que baja helicoidalmente por
el conducto intermedio anular cierto numero de veces antes de
pasar la ranura anular. Después de pasar la ranura anular, el
liquido tendrá todavía un flujo helicoidal, dando una mejor
distribución del liquido sobre el filtro.
Una realización adecuada del dispositivo según la
presente invención incluye un conducto intermedio sustancialmente
anular definido por un borde superior del dispositivo por una parte
y por el perfil exterior de un saliente de una cápsula o tapa que
cierra el extremo superior del dispositivo por la otra. La apertura
de la tapa da acceso directo a las paredes que definen el conducto
intermedio anular permitiendo una mejor limpieza.
Preferiblemente, el borde superior es una parte
reemplazable, permitiendo por ejemplo una reparación o limpieza
más fácil. Los medios para retener un filtro se pueden integrar en
esta parte reemplazable. Puesto que la mayoría de los proveedores
de bolsas de filtros tienen su propio sistema de unión de filtro,
el uso de los tipos reemplazables de borde superior modular hace
mucho más fácil cambiar a un sistema diferente de unión de
filtro.
Son medios adecuados para retener un filtro, por
ejemplo, las uniones elásticas o, si se usan filtros con bridas,
se pueden colocar las bridas en entrantes correspondientes y
conservarlas en su sitio, por ejemplo, por una tapa que se cierra.
En los documentos EEUU 4.259.188, EEUU 4.285.814 y EEUU 4.643.451
se dan ejemplos de uniones de filtros.
Para evitar la rotura del material del filtro
durante el filtrado, el dispositivo de filtración comprende
preferiblemente un tamiz de soporte para soportar un filtro
desmontable. La permeabilidad de un tamiz de soporte de este tipo
debería ser mayor que la permeabilidad del filtro desmontable. Un
tamiz desmontable de este tipo puede comprender, por ejemplo, una
malla de hilo metálico.
En una realización particularmente adecuada para
cargas pequeñas, el tamiz de soporte es un tamiz sustancialmente
plano para soportar un filtro desmontable plano. Sin embargo; para
cargas mayores, puede preferirse hacer uso de un tamiz de soporte
que es sustancialmente en forma de cesto para soportar una bolsa de
filtro desmontable adecuada, permitiendo que pasen cantidades
mayores por intervalo de tiempo.
Si se usan bolsas de filtro en vez de filtros
planos; el dispositivo de filtración puede comprender opcionalmente
un así llamado domo que llena la mayor parte de la bolsa de filtro
a fin de evitar una mayor perdida de producto. Los tamices de
soporte en forma de cesto permiten el uso opcional de un domo que
deja un pequeño hueco, preferiblemente de anchura constante, entre
su perfil exterior y el tamiz de soporte. La anchura del hueco
debería ser tal que dejara un espacio suficiente para una bolsa de
filtro adecuada. Esto minimiza la presencia de liquido abandonado
cuando se detiene el proceso de filtrado para desmontar y sustituir
el filtro.
El domo puede ser conectado a una tapa o cápsula
para cerrar el dispositivo. De esta manera, se desmontaría el domo
cuando se abriera la tapa. Se puede maximizar el domo si el
dispositivo comprende medios de elevación para levantar la tapa,
preferiblemente en forma vertical. Son preferibles medios
neumáticos de elevación.
El dispositivo de filtración puede comprender un
alojamiento con una salida. Alternativamente; se puede usar el
dispositivo de filtración sin un alojamiento; y colocarlo
directamente en una tolva o recipiente, por ejemplo la tolva de
una línea de llenado para envasar el liquido filtrado en latas u
otros recipientes.
La presente invención incluye también un método
para producir un compuesto liquido añadiendo componentes en más de
una etapa de mezclado y al menos una etapa de filtración, por
ejemplo la producción de pinturas, en la que se realiza la
filtración usando un dispositivo de filtración como el
anteriormente descrito después de que se han realizado todas las
etapas de mezclado.
Un ejemplo particularmente adecuado de un método
de este tipo según la invención es un método para producir una
pintura en el que la pintura acabada se filtra usando un dispositivo
de filtración como el anteriormente descrito antes de ser envasada
en recipientes. En la producción de pintura según la técnica
anterior, se requiere la filtración entre las distintas etapas de
producción. El dispositivo de filtración según la presente
invención hace posible omitir las etapas de filtración entre las
distintas etapas de producción, puesto que una única filtración
como etapa final de producción es suficiente para obtener una
pintura con la pureza deseada. Debido a las características de
flujo optimizadas, el dispositivo de filtración según la presente
invención permite un alto caudal, como se requiere en las
operaciones de llenado; en combinación con una alta eficacia de
filtración. Esto da lugar a una alta pureza del liquido filtrado en
una única etapa de filtración y a bajas perdidas de producto
durante el cambio de cargas.
Se explicara adicionalmente la invención mediante
las figuras siguientes. En los dibujos,
la Figura 1 muestra un dispositivo de filtración
según la invención;
la Figura 2 muestra una realización alternativa
de un dispositivo de filtración según la invención.
La Figura 1 muestra, la mitad en sección
transversal, la mitad en alzado frontal, un dispositivo 1 de
filtración según la presente invención. El dispositivo de
filtración 1 comprende un alojamiento 2 con una entrada 3. El
alojamiento 2 comprende una placa de montaje 4, una carcasa 5 en
forma de domo montada en el lado inferior de la placa de montaje
4, y un anillo 6 montado por medio de uniones atornilladas 7 en la
parte superior de la placa de montaje 4. La carcasa 5 en forma de
domo comprende un cuerpo cilíndrico 8 con un extremo superior
abierto. El extremo inferior de la carcasa en forma de domo es una
pieza semiesférica 9 que se abre a una salida tubular 10. El
anillo 6 y el extremo superior abierto de la carcasa 5 se fijan
alrededor de una abertura 11 circular en la placa de montaje 4. En
su diámetro exterior, el anillo 6 tiene una pared lateral 12
vertical. En sección transversal, la mitad superior 13 del anillo 6
es rectangular, pero la mitad inferior 14 se ensancha gradualmente
en una dirección hacia abajo. A lo largo de su diámetro interior en
su lado inferior, el anillo 6 muestra un entrante que encierra un
segundo anillo 15 fijado a la placa de montaje 4 a lo largo del
perfil de la abertura circular 11. El segundo anillo 15 comprende
una unión elástica para la fijación de una bolsa 15 de filtro
desmontable. Se une un tamiz de soporte 17 para soportar el filtro
desmontable 16 al segundo anillo 15, sobresaliendo en la carcasa 5.
El tamiz de soporte 17 esta hecho de un tamiz metálico permeable y
tiene una permeabilidad mayor a la permeabilidad total del filtro
desmontable 16. Durante el filtrado de un liquido; el material de
filtro es apretado contra el tamiz de soporte 17; lo cual impide la
rotura del material del filtro.
En la parte superior del anillo 6 el dispositivo
1 de filtración esta cerrado por una tapa desmontable 18. Por
medio de una corredera que comprende una barra deslizable 19 y un
casquillo de guía 20 conectado a la tapa 18, la tapa 18 puede ser
levantada por un dispositivo neumático de levantamiento, no
representado en el dibujo. En la posición de cierre; la tapa 18
puede ser cerrada firmemente al anillo 6 por uniones atornilladas
21. En su extremo inferior, la tapa 18 comprende un enchufe
cilíndrico 22 que lleva un domo hueco 23; el cual; cuando la tapa
18 esta cerrada; sobresale en el espacio interior del tamiz 17 de
soporte; dejando un hueco 24 entre su perfil exterior y el tamiz 17
de soporte.
La entrada 3 se abre en un conducto anular 25
intermedio definido por el diámetro exterior del enchufe 22 por
una parte y por el diámetro interior del anillo 6 por la otra.
Puesto que el diámetro exterior del enchufe 22 corresponde a una
pared vertical, mientras que el diámetro interior del anillo 6 se
inclina hacia dentro en dirección hacia abajo, el conducto anular
25 intermedio se estrecha abajo en la dirección del flujo. La
entrada 3 esta dispuesta de tal manera que se abre hacia el conducto
anular 25 intermedio en una dirección tangencial. El conducto
anular 25 intermedio se abre en la cápsula 24 por medio de una
ranura 26 anular de una anchura constante.
Un anillo 27 de cierre enrasado esta situado en
un surco 28 concéntrico de cola de milano que es ligeramente más
ancho que el espesor del anillo, permitiendo un movimiento limitado
del anillo 27 de cierre. Cuando la tapa 18 esta en la posición
abierta, el anillo 27 de cierre sobresale ligeramente. Cuando la
tapa 18 esta en la posición de cierre, el anillo 27 de cierre
aprieta sobre la superficie superior del anillo 6, a lo largo de
su borde interior, a fin de evitar que el líquido a filtrar penetre
entre la tapa 18 y el anillo 6.
La sección transversal de la entrada 3 en un
plano perpendicular al dibujo tiene aproximadamente la misma área
superficial que una de las superficies de la sección transversal
radial del conducto anular 25 intermedio que a su vez es de
aproximadamente el mismo tamaño que la superficie definida por la
ranura anular 26 cuando se ve desde arriba.
Para reducir el rozamiento y el pegado del
líquido a un mínimo, todas las superficies interiores que están en
contacto con el líquido a filtrar se hacen de un acero pulido
suavemente.
Los líquidos a filtrar entran en el dispositivo
de filtración 1 a través de la entrada 3, en forma helicoidal
hacia abajo en el conducto anular 25 intermedio a través de la
ranura anular 26. Debido a la geometría en estrechamiento del
conducto anular 25 intermedio, el líquido pasa la ranura anular 26
a cierta presión. El líquido entra en el hueco 24 y es forzado a
pasar la bolsa de filtro 16 y el tamiz de soporte 17. Después de
haber sido filtrado, el líquido abandona la carcasa 5 a través de la
salida tubular 10.
Durante el uso, la permeabilidad de la bolsa de
filtro disminuye. Cuando el filtro está bloqueado o la
permeabilidad baja por debajo de cierto nivel, se debería retirar
la bolsa 16 de filtro. La presencia del domo evita que grandes
cantidades de líquido queden por detrás de la bolsa de filtro cuando
ésta se retira.
Para limpiar el dispositivo 1 de filtración, se
puede alimentar líquido de limpieza, por ejemplo agua o
disolventes, al dispositivo 1 a través de la entrada 3. Debido a la
dirección tangencial de la entrada, el líquido de limpieza irá
helicoidalmente hacia abajo, pasándole perfil exterior completo del
enchufe 22 y el lado interior del anillo 6 y limpiándolo, antes de
pasar a la ranura anular 26. Debido a la geometría en
estrechamiento del conducto anular 25 intermedio, el líquido de
limpieza se distribuirá uniformemente sobre la ranura anular 26.
Cuando pase la ranura anular 26, el líquido de limpieza tiene
todavía una dirección de flujo con una componente tangencial, de
manera que descenderá helicoidalmente hacia abajo del domo 23 y del
tamiz 17 de soporte antes de abandonar la salida 10.
Una realización alternativa puede consistir en un
dispositivo de filtración similar al mostrado en la Figura 1,
excepto que no comprende una carcasa 5. Una realización de este tipo
podría colocarse por ejemplo en una tolva, tal como la tolva de
una línea de filtrado para envasar pintura.
La Figura 2 muestra una realización alternativa
de un dispositivo de filtración según la invención, uno que es
particularmente útil para el filtrado de pequeñas cargas. El
dispositivo de filtración 31 comprende un alojamiento 32 con una
entrada 33. El alojamiento 32 comprende una placa de montaje 34 con
una abertura circular 35. Una carcasa en forma de cono está montada
a lo largo de su borde exterior en la placa de montaje 34 que
apunta hacia abajo y sobresale en la abertura circular 35. El
extremo que apunta hacia abajo de la carcasa 36 en forma de cono
se abre en una salida 37. El borde exterior de la carcasa 36
comprende un nervio circular 38 que define en su diámetro interior
un resalto 39 para colocar un tamiz circular 40 de soporte para un
filtro desmontable. El tamiz 40 de soporte comprende un borde
circular 41 que extiende una malla 42 de hilo metálico. Un primer
anillo 43 se apoya en la parte superior del nervio 38 y el borde 41
del filtro, que encierra un anillo 44 de cierre hermético de goma.
La pared lateral 45 del anillo 43 en su diámetro interior está
conformada como una "S" invertida.
El dispositivo de filtración 31 comprende también
una tapa 46 con un diámetro exterior que cubre por encima el
anillo 43. En su lado inferior, la tapa 46 comprende un saliente 47
cilíndrico que sobresale en el espacio encerrado por el anillo 43.
El saliente 47 es concéntrico con el anillo 43, dejando un resalto
circunferencial 48 libre en el lado inferior de la tapa 46 en la
que descansa sobre el anillo 43. Un anillo 49 de cierre hermético
de goma se sitúa en un entrante en el resalto 48, sujeto entre la
tapa 46 y el anillo 43 cuando la tapa 46 cierra el dispositivo de
filtración 31. El diámetro exterior del saliente 47, definido por
una pared vertical 50 en un lado y por la pared en forma de
"S" invertida del anillo 43 por el otro, define un conducto
anular 51 intermedio, que se estrecha hacia abajo en la dirección
del flujo y que se abre hacia el espacio interior del dispositivo
31 de filtración por medio de una ranura anular 52. La entrada 33
se abre al interior del conducto anular 51 intermedio en una
dirección radial. Como en la realización de la Figura 1, la sección
transversal del conducto anular 51 intermedio en el plano del
dibujo tiene aproximadamente la misma área superficial que la
sección transversal de la entrada 33 en un plano perpendicular al
dibujo, la cual a su vez es de aproximadamente el mismo tamaño que
la superficie definida por la ranura anular 52 cuando se ve desde
arriba.
Se puede sujetar la tapa 46 en la posición de
cierre por medio de los tornillos 54 y las tuercas 55 atornillados
usando el mango 56. En el dibujo, sólo se muestra un conjunto de
tornillos y de tuercas 55. El tornillo 54 está conectado en forma
rotativa a una placa 32 de soporte. Los tornillos 54 sobresalen a
través de un entrante abierto en la tapa 46. La tapa 46 se puede
retirar aflojando las tuercas 55 y girando los tornillos 54 a un
lado.
Para limpiar el dispositivo de filtración 31, se
suministra un líquido limpiador a través de la entrada 33. El
líquido limpiador desciende helicoidalmente pasando por el conducto
anular 51 intermedio y limpiándolo antes de pasar la ranura anular
52. Debido a la geometría en estrechamiento del conducto anular 51
intermedio, el líquido limpiador se distribuye uniformemente sobre
la ranura anular 52, en la que fluye a lo largo de la superficie
inferior de la tapa 46, el tamiz 40 de soporte y la superficie
interior del alojamiento 36 antes de abandonar la salida 37.
También en esta realización, todas las
superficies interiores que están en contacto con el líquido a
filtrar están hechas de un acero suavemente pulido para reducir al
mínimo el rozamiento y el pegado del líquido.
Claims (13)
1 Dispositivo de filtración (1, 31) que
comprende una entrada (3, 33) para el suministro del líquido a
filtrar y medios para retener un filtro que cruza el camino de
flujo más allá de la entrada, caracterizado porque la
entrada (3, 33) se abre en un conducto intermedio (25, 51)
sustancialmente anular que se estrecha abajo en la dirección del
flujo hasta una ranura (26, 52) sustancialmente anular a lo largo
del lado interior del borde superior del filtro.
2. Dispositivo según la reivindicación 1,
caracterizado porque la ranura anular (26, 52) tiene una
anchura sustancialmente constante.
3. Dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la
sección transversal del conducto intermedio (25, 51) anular es
menor de 1,1 veces la sección transversal de la entrada (3, 33)
perpendicular a la dirección local de flujo.
4. Dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la
sección transversal de la ranura anular (26, 52) es menor de 1,1
veces la sección transversal del conducto intermedio (25, 51)
anular.
5. Dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la
entrada (3, 33) se abre en el conducto intermedio (25, 51) anular
en una dirección tangencial.
6. Dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el
dispositivo (1, 31) comprende un tamiz de soporte (17, 40) de un
filtro desmontable (16, 42), siendo la permeabilidad total del
tamiz de soporte (17, 40) mayor que la permeabilidad total del
filtro desmontable (10, 42).
7. Dispositivo según la reivindicación 6,
caracterizado porque el tamiz de soporte (40) es un tamiz
sustancialmente plano para soportar un filtro desmontable (42)
plano.
8. Dispositivo según la reivindicación 6,
caracterizado porque el tamiz de soporte (17) es un tamiz
sustancialmente en forma de cesto para soportar una bolsa (16) de
filtro desmontable adecuada.
9. Dispositivo según la reivindicación 6,
caracterizado porque el dispositivo (1, 31) comprende un
domo que deja un pequeño hueco (24) entre su perfil exterior y el
tamiz (17) de soporte cuando está colocado en el tamiz de
soporte.
10. Dispositivo según la reivindicación 9,
caracterizado porque el domo está conectado a una tapa (8) o
cápsula para cerrar el dispositivo.
11. Dispositivo según la reivindicación 10,
caracterizado porque el dispositivo comprende medios de
levantamiento, preferiblemente neumáticos, para levantar la tapa
(18).
12. Método para producir un compuesto líquido
adicionando componentes en más de una etapa de mezclado y al menos
en una etapa de filtración, caracterizado porque la
filtración se realiza usando un dispositivo (1, 31) según
cualquiera de las reivindicaciones precedentes, después de que se
han realizado todas las etapas de mezclado.
13. Método para producir una pintura,
caracterizado porque la pintura acabada se filtra usando un
dispositivo (1, 31) según cualquiera de las reivindicaciones
precedentes 1-11 antes de ser envasada en un
recipiente.
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