ES2255807A1 - Sistema combinado de filtracion y recuperacion de fluidos. - Google Patents
Sistema combinado de filtracion y recuperacion de fluidos.Info
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Abstract
Sistema combinado de filtración y recuperación de fluidos. Este sistema comprende un hidrociclón (1), de configuración troncocónica, provisto de una entrada tangencial (11) y de una salida superior (12), rematando inferiormente en un depósito (2) para la recogida y extracción de residuos. En el interior del hidrociclón (1) se encuentra montado coaxialmente y con posibilidad de giro eje hueco (4) conectado a la salida superior (12) y provisto de unos orificios o ventanas laterales (41) para el acceso a su interior del fluido filtrado y de fluido filtrado. Sobre el eje hueco (4) se encuentran montados, en planos horizontales, una turbina (5) y una serie de discos filtrantes (6), girando este conjunto por la acción de un motor exterior (3).
Description
Sistema combinado de filtración y recuperación de
fluidos.
La invención se refiere a un sistema de filtrado
de fluidos (aguas, aceites,...) que comprende un conjunto de discos
filtrantes dotados de movimiento giratorio y alojados en el
interior de un hidrociclón de nuevo diseño y alto rendimiento,
disponiendo dicho hidrociclón de una entrada tangencial del fluido a
recuperar. En el interior del mencionado hidrociclón se encuentra
montado coaxialmente un eje hueco, giratorio, provisto de unas
entradas radiales para el fluido filtrado y conectado por uno de
sus extremos a un conducto de salida del fluido filtrado y
recuperado, encontrándose montados los discos filtrantes sobre el
mencionado eje hueco y dispuestos en planos perpendiculares al
mismo.
Asimismo se ha previsto que los discos filtrantes
presenten, al menos una parte de ellos, diferentes diámetros,
adaptados a la configuración particular del hidrociclón.
Actualmente existen el mercado diferentes
sistemas para la filtración de fluidos y especialmente, de aguas
residuales. Los sistemas de filtración existentes en el mercado y
que guardan una mayor relación con el sistema objeto de esta
invención, son los denominados sistemas de filtración centrífuga
tangencial.
Uno de estos sistemas de filtración centrífuga
tangencial, comercializado en el mercado bajo la marca italiana
"FILTRA", tiene su aplicación en la filtración de aguas de
regadío y separación de arenas y otros sólidos en disolución. En
este sistema el posicionamiento de los discos, en tejido polímero,
es horizontal y dispone de diversos módulos (normalmente dos o
tres) para gestionar las distintas granulometrías.
Otro de los sistemas de filtración centrífuga
tangencial, presentado en el mercado bajo marca alemana
"MAHLE", va destinado a la filtración de fluidos industriales
y separación de virutas de mecanizado. Su posicionamiento es
vertical, toda vez que en este caso no se produce la filtración por
medio de discos, sino por medio de tambores. Este sistema utiliza
un efecto hidrociclón provocado por álabes helicoidales, con una
concepción en su construcción sustancialmente diferente a la
existente en la invención aquí presentada.
Los sistemas anteriores adolecen de importantes
limitaciones en lo que se refiere a los tipos de fluidos
susceptibles de recuperación, al grado de recuperación de éstos
mismos fluidos y al rendimiento del sistema.
El sistema objeto de esta invención presenta unas
particularidades constructivas orientadas a eliminar limitaciones
de los sistemas mencionados anteriormente, mediante la combinación
de unas características tales como: la concepción vertical del
sistema en conjunción del hidrociclón como envase continente, la
filtración del fluido en continuo por utilización de discos
filtrantes autolimpiantes, obtenidos por conformación, de malla o
de cualquier otra base idónea, cuya superficie está dotada de una
rugosidad especial innovadora y con mayor efectividad filtrante,
dotados de movimiento giratorio controlado y programado.
La utilización de un nuevo diseño, integrando el
sistema de discos en configuración vertical con un nuevo diseño de
hidrociclón de alta capacidad, combinado con los anteriores
elementos, constituye una única unidad polivalente, idónea para
toda la gama de fluidos y que eleva exponencialmente el rendimiento
del sistema; además, la utilización de procedimientos de
cabitación controlada permiten mejorar el rendimiento del sistema
así como el espectro de fluidos susceptibles de recuperación y
evitar colmataciones indeseadas de los discos filtrantes.
Este sistema es aplicable en la recuperación de
fluidos útiles, tanto urbanos como industriales y agrícolas, y
especialmente, de las aguas de las citadas procedencias.
Este sistema es resultante de combinar un
conjunto de discos filtrantes, dispuestos horizontalmente,
superpuestos verticalmente y dotados de movimiento giratorio, con
un sistema de hidrociclón y un mecanismo de cabitación controlada;
permitiendo mediante inyección tangencial, presurizada y controlada
del fluido, que sometido internamente a un proceso de filtración y
cabitación programada, resulta finalmente depurado con retención
de partículas hasta diámetros de 0,5 micras. El proceso finaliza
con la evacuación en continuo del fluido, una vez depurado, con
expulsión automática y continua de los sólidos extraídos.
Este sistema comprende un hidrociclón de
configuración sensiblemente troncocónica invertida, dispuesto
verticalmente, cerrado por su extremo superior y que remata
inferiormente en un depósito para la recogida y extracción de
residuos a través de la correspondiente boca inferior.
Dicho hidrociclón presenta lateralmente, en la
zona superior de mayor diámetro, una entrada tangencial por la que
accede a su interior el fluido a recuperar, procedente de un
depósito base e impulsado por dispositivo de bombeo, realizándose
la introducción del fluido en el interior del hidrociclón a una
presión comprendida entre 0 y 100 bares.
Dicho hidrociclón dispone coaxialmente en su zona
superior una salida para el fluido recuperado.
En el interior del hidrociclón, se encuentra
montado coaxialmente y con posibilidad de giro un eje hueco
portador de los discos filtrantes, conectado a la salida superior
del hidrociclón. El conjunto del eje y los discos filtrantes forman
un árbol que recibe un movimiento de giro de un elemento motor
dispuesto fuera del hidrociclón y concretamente en la zona superior
del mismo.
Sobre el mencionado eje hueco se encuentra
montada una turbina, que gira en un plano horizontal, perpendicular
dicho eje hueco y coincidente con la boca de entrada del fluido a
recuperar, con el fin de aprovechar la energía cinética del fluido
a filtrar y reducir el consumo especifico de la cinemática del
sistema.
Esta combinación del hidrociclón de efecto
tangencial y del sistema vertical centrifugo de discos
troncocónicos especiales mejora notablemente el rendimiento del
sistema de filtración.
Los discos filtrantes se encuentran montados
sobre el eje hueco en planos horizontales y superpuestos
verticalmente, presentando dicho eje hueco unos orificios o
ventanas por las que accede el fluido filtrado a su interior para
ser evacuado, en continuo, por la salida superior.
Los discos filtrantes pueden estar construidos en
malla filtrante o en cualquier otro material idóneo, de morfología
discoidal. Una particularidad relevante de estos discos es que
disponen de una superficie filtrante rugosa, destinada a mejorar el
rendimiento del sistema y unas depresiones que, conjuntamente con
la rugosidad de dicha superficie, permiten eliminar la capa límite
hidrodinámica, contraria al proceso de centrifugado, siendo ésta
una solución no disponible hasta la presentación de este sistema,
por lo qué otras realizaciones anteriores se veían muy limitadas en
su velocidad de giro.
La eliminación de la capa límite hidrodinámica
deriva en un efecto de vacío superficial (presión negativa),
vectorialmente contrario al vector de filtración, lo que obra en
beneficio del rendimiento del siste-
ma.
ma.
De acuerdo con la invención, el conducto superior
de salida dispone de una boca lateral para la introducción en el
sistema de aire a presión, con la finalidad de obtener un efecto
de cabitación controlada que mejora a su vez el rendimiento del
sistema, evitando colmataciones indeseadas de los discos
filtrantes.
La arquitectura hidrodinámica específica de este
sistema de filtración permite el logro simultáneo de un hidrociclón
mejorado, que optimiza el traslado de los cuerpos en suspensión
hacia las paredes de la vasija - de forma
cilindro-troncocónica - por diferencia de
densidades. Este efecto beneficia el proceso de filtración,
mejorando en consecuencia su rendimiento, por cuanto las partículas
a filtrar se hallan estratificadas verticalmente y en orden
decreciente a sus densidades, respecto del eje central del sistema,
ocupado por el árbol centrífugo de los discos filtrantes. Estas
partículas se acumulan en el depósito inferior, desde el que son
evacuadas, a través de una boca inferior, para su tratamiento
posterior.
El líquido filtrado resultante es evacuado por la
cavidad interna del eje de centrifugado del sistema hasta su salida
final, momento en que finaliza el proceso de recuperación en
continuo.
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:
- La figura 1 muestra una vista esquemática del
sistema combinado de filtración y recuperación de fluido.
- La figura 2 muestra una vista en alzado del
conjunto giratorio formado por el eje hueco, los discos filtrantes
y la turbina.
Como se puede observar en las figuras
referenciadas, este sistema comprende un hidrociclón (1),
troncocónico, dispuesto verticalmente, cerrado por su extremo
superior y que remata inferiormente en un depósito (2) para la
recogida y extracción de residuos a través de una boca inferior
(21).
Dicho hidrociclón (1) presenta: una entrada
tangencial (11), por la que accede a su interior el fluido a
recuperar, desde el depósito (3), impulsado por el dispositivo de
bombeo (31), y una salida superior (12) para la evacuación del
fluido recuperado.
En el interior del hidrociclón (1), se encuentra
montado coaxialmente y con posibilidad de giro un eje hueco (4)
conectado a la salida superior (12) y que dispone de unos
orificios o ventanas laterales (41) para el acceso a su interior
del fluido ya filtrado.
Sobre el eje hueco se encuentran montados una
turbina (5), enfrentada a la entrada tangencial (11), y una serie
de discos filtrantes (6), girando este conjunto de elementos, de
forma controlada, por la acción del motor (7) y provocando un
hidrociclón que mejora notablemente el rendimiento del sistema de
filtración.
Los discos filtrantes (6) presentan una
superficie filtrante rugosa y unas depresiones que permiten
eliminar la capa límite hidrodinámica, contraria al proceso de
centrifugado, provocando un efecto de vacío superficial,
vectorialmente contrario al vector de filtración.
El hidrociclón propicia el traslado de los
cuerpos y partículas en suspensión hacia las paredes del
hidrociclón (1), acumulándose finalmente en el depósito inferior
(2), del que son extraídos a través de la boca inferior (21).
El líquido filtrado accede al interior del eje
hueco (4) a través de los orificios laterales (41), siendo evacuado
de forma continua por la salida superior (11).
La salida superior (12) dispone de una boca
lateral (13) para la introducción en el sistema de aire a presión,
lo que permite obtener un efecto de cabitación controlada que
mejora el rendimiento del sistema y evita colmataciones indeseadas
de los discos filtrantes.
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 (2)
1. Sistema combinado de filtración y recuperación
de fluidos; caracterizado porque comprende:
- un hidrociclón (1) de configuración
troncocónica invertida, cerrado por su extremo superior y que
remata inferiormente en un depósito (2) para la recogida y
extracción de residuos a través de una boca inferior (21);
disponiendo dicho hidrociclón (1) de una entrada tangencial (11)
situada en la zona superior, de mayor diámetro y una salida
superior (12) para la evacuación del el fluido recuperado,
- un eje hueco (4) montado coaxialmente y con
posibilidad de giro en el interior del hidrociclón (1), estando
dicho eje hueco (4) provisto de unos orificios o ventanas
laterales (41) para el acceso a su interior del fluido filtrado y
conectado a la salida superior (12) de fluido filtrado,
- un dispositivo de bombeo (31) encargado de
impulsar el fluido a recuperar, desde un depósito (3) hacia el
interior del hidrociclón (1) a través de la entrada tangencial
(11),
- una turbina (5), montada sobre el eje hueco (4)
en un plano horizontal coincidente con la entrada tangencial (11)
del fluido a filtrar y recuperar,
- una serie de discos filtrantes (6) montados
sobre el eje hueco (4), y que presentan una superficie filtrante
rugosa que define unas depresiones para la eliminación de la capa
límite hidrodinámica y la obtención de un efecto de vacío
superficial, vectorialmente contrario al vector de filtración y,
- un elemento motor (7) dispuesto en el exterior
del hidrociclón (1) y que comunica un movimiento de giro
controlado al conjunto formado por el eje hueco (4), la turbina (5)
y los discos filtrantes (6), provocando un hidrociclón.
2. Sistema, según la reivindicación anterior,
caracterizado porque la salida superior (12) dispone de una
boca lateral (13) de entrada aire a presión, que provoca un efecto
de cabitación controlada y la limpieza por contralavado de los
discos filtrantes (6).
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