ES2258348T3 - Dispositivo para la separacion de objetos solidos de un fluido fluyente. - Google Patents
Dispositivo para la separacion de objetos solidos de un fluido fluyente.Info
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Abstract
Un dispositivo para la separación de objetos sólidos de un fluido que fluye en un tubo de conducción (2) comprendiendo un alojamiento montado entre partes separadas del tubo (2¿, 2¿), cuyo alojamiento comprende una pared (3) exterior tubular y una pared (4) interior tubular de una forma básica simétrica de rotación, un espacio de recolección en forma de anillo (8) estando delimitado entre dichas paredes, y un cuerpo central (12) de una forma básica simétrica de rotación ubicado en forma concéntrica en relación con la pared (4) interior, cuyo cuerpo central en un extremo de canalización coopera con un primer dispositivo (15) de conversión del fluido, teniendo el propósito de transformar un flujo de fluido axial entrante en un flujo substancialmente en rotación en un espacio (17) en forma de anillo entre el cuerpo central (12) y la pared (4) interior, y en un extremo de salida coopera con un segundo dispositivo (16) de conversión de flujo con el propósito de transformar el flujo del fluido rotatorio en un flujo axial de salida en la parte del tubo aguas abajo del alojamiento, teniendo la pared (4) interior conductos a través de los cuales los objetos (9) de una mayor densidad que la del fluido y cargados por el fluido pueden pasar en forma radial hacia fuera para ser recogidos en un fondo (11) del espacio (8) de recolección, caracterizado porque dichos conductos consisten en un conjunto de agujeros (20) separados tangencialmente de forma alargada, que están ubicados a una distancia de dicho fondo (11) en una parte de la pared (4) interior ubicada aguas abajo, mientras que una parte de esta pared ubicada aguas arriba carece de tales agujeros.
Description
Dispositivo para la separación de objetos sólidos
de un fluido fluyente.
Esta invención se refiere a un dispositivo para
la separación de objetos sólidos de un fluido que fluye en un tubo
de conducción, comprendiendo un alojamiento montado entre partes
separadas del tubo, comprendiendo dicho alojamiento una pared
exterior tubular y una pared interior tubular de una forma básica
simétrica de rotación, un espacio de recolección en forma de anillo
estando delimitado entre dichas paredes, y un cuerpo central de una
forma básica simétrica de rotación ubicado en forma concéntrica en
relación con la pared interior, cuyo cuerpo central en un extremo
de ingreso coopera con un primer dispositivo de conversión del
fluido, teniendo el propósito de transformar un flujo de fluido
axial entrante en un flujo substancialmente en rotación en un
espacio en forma de anillo entre el cuerpo central y la pared
interior, y en un extremo de salida coopera con un segundo
dispositivo de conversión de flujo con el propósito de transformar
el flujo del fluido en rotación en el último espacio de anillo en
un flujo de salida axial en la parte del tubo que está ubicada aguas
abajo del alojamiento, teniendo la pared interior conductos a
través de los cuales los objetos de una mayor densidad que la del
fluido y cargados por el fluido pueden pasar en forma radial hacia
fuera para ser recogidos en un fondo del espacio de
recolección.
Un dispositivo separador del tipo dado
anteriormente ha sido probado previamente para su uso en plantas de
energía nuclear, más precisamente en el circuito de agua de
alimentación a los reactores nucleares del tipo caldera. Esta
disposición es denominada trampa de partículas o residuos por el
personal experto en la materia. Un primer objeto de la disposición
es separar los objetos sólidos que entraron accidentalmente en el
circuito de agua de alimentación y los cuales pueden conllevar a
tener problemas en la planta, por ejemplo, atoramiento de aberturas
en las varillas de control del reactor o en ensambles para
combustible. Los objetos en cuestión pueden ser, por ejemplo,
tornillos, tuercas, resortes o similares, los cuales son de una
naturaleza sólida y tienen una densidad mayor que la del agua. La
disposición del separador previamente probado está basada en el uso
de un alojamiento separador cuya pared interior está formada con un
conducto con la forma de una abertura circunferencial en forma de
anillo. Sin embargo, una desventaja considerable de esta
construcción es que la abertura del anillo forma una interrupción
circunferencial en la pared interior, por la cual el borde aguas
abajo de la abertura provoca perturbaciones, tales como turbulencia
y la creación de remolinos en el flujo principal de agua que pasa a
través de la disposición del separador. También el flujo secundario
que se saca a través de la abertura del anillo es perturbado en un
alto grado. De esta manera, en cambio, surgen formaciones de
remolino y perturbaciones bastante intensas en el espacio de
recolección fuera de la pared interior, que en la práctica resultan
en que los objetos que han sido conducidos fuera hacia el espacio
de recolección, después de un periodo de tiempo mayor o menor, son
llevados por el agua y regresado hacia el flujo principal. En otras
palabras, la capacidad de la disposición para separar y mantener los
objetos se vuelve mediocre y ocasionalmente inexistente,
principalmente con respecto a los objetos más livianos.
Por otro lado, en el documento EP 0.162.441 se
revela un dispositivo separador que puede ser usado de primera mano
para la separación de vapor del agua. También en este caso, la
separación tiene lugar a través de una abertura en forma de anillo,
a la cual debe añadirse que el dispositivo no comprende ningún
espacio de recolección en el que los objetos sólidos puedan ser
atrapados y acumulados.
La presente invención tiene como objetivo
eliminar los inconvenientes mencionados anteriormente del
dispositivo separador previamente conocido y crear un dispositivo
separador mejorado. Un objeto principal de la invención es crear un
dispositivo separador que no sólo pueda atrapar los objetos sólidos
que son traídos por el flujo principal de una manera efectiva, sino
también garantizar que los objetos atrapados permanezcan de forma
confiable en el espacio de recolección durante un largo tiempo,
preferentemente durante el tiempo que transcurre entre dos
revisiones de reactor consecutivas. Otro objeto es crear un
dispositivo separador el cual, cuando es atravesado por el flujo
del fluido principal, no aumenta las perturbaciones del flujo, tales
como formaciones de remolinos, turbulencia y similares, que a su
vez pueden provocar vibraciones perjudiciales en el sistema de
conducción aguas abajo del dispositivo. Un objeto adicional de la
invención es crear un dispositivo separador de una construcción
mecánica que sea lo más simple posible, que sea posible montar el
dispositivo en tubos de conducción existentes. Aún otro objeto es
crear un dispositivo separador que no cause una caída de presión
considerable en el flujo principal del fluido cuando pasa a través
del dispositivo.
De acuerdo con la invención, por lo menos el
primer objeto se alcanza por medio de las características que están
definidas en la cláusula característica de la reivindicación 1.
Formas de realización ventajosas del dispositivo de acuerdo con la
invención son definidas adicionalmente en las reivindicaciones
dependientes.
Los dispositivos de separación centrífugos para
propósitos industriales en general han sido previamente descritos
en, por ejemplo, los documentos US 1.931.193, US 2.425.110, US
2.512.253, US 2.616.563, US 2.986.278, US 4.834.887, EP 0.005.494,
EP 0.162.441 y EP 0.267.285. Sin embargo, ninguno de estos
dispositivos está basado en el uso de agujeros alargados, separados
tangencialmente del tipo que caracteriza la presente invención. Por
esta razón, los dispositivos previamente conocidos no son
convenientes para la separación de residuos del agua de
alimentación a los reactores nucleares.
En los dibujos:
Fig 1 es una sección longitudinal a través de
una primera forma de realización de un dispositivo de separación de
acuerdo con la invención,
Fig 2 es una sección transversal
A-A en la Fig 1,
Fig 3 es una sección transversal
B-B en la Fig 1,
Fig 4 es una sección transversal a escala
ampliada de sólo una de las paredes interiores incluidas en el
dispositivo, más específicamente en el plano de sección
A-A en la Fig 1,
Fig 5 es una ampliación análoga de una sección
transversal a través de la misma pared interior en el plano de la
sección B-B en la Fig 1,
Fig 6 es una vista esquemática que ilustra la
geometría de dos agujeros de paso adyacentes en la pared interior
mencionada previamente,
Fig 7 es una vista parcial ampliada de la
mencionada pared interior en un estado de dispersión ficticio,
visto desde el centro,
Fig 8 es una sección C-C
detalle ampliada (véanse Fig 4 y 5) a través de la misma pared
interior,
Fig 9 es una sección correspondiente a la Fig
1, que muestra una segunda alternativa de forma de realización del
dispositivo de acuerdo con la invención,
Fig 10 es una sección transversal
A-A a través del dispositivo de separación de
acuerdo con la Fig 9, y
Fig 11 es una sección que muestra una tercera y
una cuarta forma de realización de la invención.
En la Fig 1, el número de referencia 1 designa
generalmente un dispositivo de separación de acuerdo con una forma
de realización, que está montado en un tubo de conducción 2 de agua,
más específicamente entre una primera parte de tubo 2' en el lado
aguas arriba del dispositivo, y una segunda parte de tubo 2'' en el
lado aguas abajo del dispositivo. Tal como se ilustra mediante las
dos flechas gruesas axiales, el flujo del agua pasa a través del
tubo de conducción en una dirección desde abajo y hacia arriba,
siendo más ventajosamente que el tubo esté orientado verticalmente,
a pesar de que también es factible un montaje oblicuo.
El dispositivo de separación 1 incluye un
alojamiento que comprende una pared 3 exterior tubular y una pared
4 interior tubular equidistante. Por lo menos la pared 4 interior,
pero ventajosamente también la pared 3 exterior, tiene una forma
básica simétrica de rotación. Más específicamente, de acuerdo con el
ejemplo en la Fig 1, las dos paredes son cilíndricas. Cada una de
las paredes es conectada a piezas 2' y 2'' de extremo específicas.
Tal como se indica en los planos, dichos detalles pueden ser
interconectados mediante soldaduras 7, a pesar de que también son
factibles otras alternativas de conexión. Entre las dos paredes 3, 4
se delimita un espacio circunferencial en forma de anillo 8. Este
espacio tiene el propósito de recibir y recoger los objetos de
residuos sólidos 9 que son separados del flujo principal de agua en
el conducto del tubo. Por ello, de aquí en adelante este espacio
será denominado espacio de recolección. Ascendentemente este espacio
de recolección está delimitado por una superficie 10 superior
provista en la pieza del extremo superior 6. Descendentemente, el
espacio está delimitado por una superficie inferior 11 provista en
la pieza del extremo 5 inferior. Los objetos de residuos 9 que se
reciben en el espacio de recolección se hunden por su propio peso
hacia abajo en la superficie inferior 11 y se acumulan ahí.
Dentro del alojamiento se proporciona un cuerpo
12 ubicado centralmente con una forma básica simétrica de rotación.
Este cuerpo central es concéntrico con la pared 4 interior y puede
tener un diámetro dentro del intervalo de 50 a 70% del diámetro de
la pared interior. El cuerpo es alargado y tiene un eje central que
coincide con el eje central del tubo de conducción 2 principal. En
su extremo aguas arriba, el cuerpo 12 central tiene una parte 13
del extremo afilada con una forma simétrica de rotación, que termina
en un ápice pronunciado. La superficie envolvente de la parte 13
del extremo es sustancialmente cónica, aunque con una forma
ligeramente arqueada. En su extremo aguas abajo, el cuerpo 12
central tiene una segunda parte 14 de extremo la cual, como la
primera parte del extremo, tiene una forma afilada de rotación
simétrica. Sin embargo, en este caso la superficie envolvente es
ventajosamente genuinamente cónica, y la parte del extremo termina
en una superficie plana de aguilón en lugar de un ápice.
En este contexto debe señalarse que los términos
"superior" e "inferior" deben mantenerse separados de los
términos "aguas arriba" y "aguas abajo", respectivamente.
De esta manera, debido al hecho de que el agua fluye en una
dirección hacia arriba a través del tubo de conducción 2, todos los
detalles "superiores" en el dispositivo están localizados en
su extremo aguas abajo y viceversa.
Los dispositivos 15, 16 de conversión de flujo
cooperan con cada uno de los extremos del cuerpo central 12. De
estos dos dispositivos, el dispositivo 15 aguas arriba funciona como
un generador de rotación, que tiene el propósito de transformar un
flujo de agua de ingreso axial en un flujo de rotación al menos
parcial en el espacio con forma de anillo designado con el número
17 entre el exterior del cuerpo central 12 y el interior de la
pared 4 interior. El dispositivo 15 consiste en un conjunto de hojas
separadas, las cuales en sus extremos aguas arriba son
substancialmente planas, para ser gradualmente dobladas (en varios
planos) en la dirección de sus extremos aguas abajo. Cuando el
flujo de agua axial principal que viene desde abajo llega al
conjunto de hojas, entonces el agua será guiada fuera lateralmente
en una manera progresiva y será sometida a un movimiento rotatorio
que conlleva que el agua, por la fuerza centrífuga, sea presionada
hacia fuera hacia el interior de la pared 4 interior.
El segundo medio 16 de conversión de flujo
también consiste en un conjunto de hojas separadas. Sin embargo,
estas hojas están formadas con porciones dobladas aguas arriba, que
gradualmente se transponen en porciones aguas abajo
substancialmente planas. Por esto, cuando el flujo de agua rotatorio
llega a este conjunto de hojas, el flujo es transformado en un
flujo substancialmente axial.
En la práctica, las hojas en dichos dispositivos
15, 16 también sirven como medio para fijar el cuerpo central 12.
Más específicamente, cada hoja es soldada con el exterior del cuerpo
central y el interior del tubo de conducción 2, respectivamente, a
lo largo de los bordes longitudinales opuestos.
Adicionalmente, se debe señalar que la pieza 5
del extremo inferior ubicada aguas arriba, comprende un desagüe 18
para la evacuación de los residuos recogidos, preferentemente en
conexión con una revisión del reactor nuclear. El desagüe 18 es
ventajosamente conectado a un conducto de evacuación 19 con las
válvulas 19', 19'' para la remoción de los objetos de residuos bajo
condiciones controladas. En funcionamiento, es decir, durante el
período completo entre dos revisiones de reactor consecutivas, las
válvulas son cerradas para mantener de manera confiable los objetos
de residuos acumulados en el fondo del espacio de recolección. La
superficie inferior 11 del espacio 8 de recolección puede
inclinarse con relación al plano horizontal y tener su punto más
bajo ubicado en el desagüe 18.
De acuerdo con un rasgo que es característico
para la invención, los conductos o aberturas requeridos para la
retirada de los objetos de residuos del flujo principal del líquido
en el espacio 8 de recolección consiste en un conjunto de agujeros
20 tangencialmente separados con forma alargada. Estos agujeros
pueden ser ubicados en la misma sección de la pared interior, hasta
el punto que los extremos aguas arriba de los agujeros estén
ubicados en un plano en sección transversal horizontal común, al
mismo tiempo que los extremos aguas abajo de los agujeros estén
ubicados en un plano en sección transversal horizontal común en un
nivel inferior. Sin embargo, los agujeros adyacentes pueden también
ser desplazados axialmente uno respecto del otro. El número de
agujeros 20 puede variar, pero debe estar en el intervalo de 3 a 8.
En la forma de realización preferida mostrada, el número de
agujeros asciende a seis. Tal como se puede ver claramente en la Fig
1, los agujeros 20 se proporcionan sólo en la parte superior
(aproximadamente la mitad superior) de la pared 4 interior, mientras
que la parte inferior (aproximadamente la mitad inferior) de la
pared interior está cerrada, tanto así que carezca de agujeros o
aberturas.
En la Fig 1, 21 designa a un número de canales
finos que tienen el propósito de alcanzar un flujo de agua de
retorno restringido desde el espacio 8 de recolección de regreso
hacia el flujo de agua principal. Estos canales 21 son colocados en
un plano en sección transversal común en la región entre el conjunto
de agujeros 20 y el otro dispositivo 16 de conversión de flujo. En
la práctica, los canales 21 pueden tener una forma cilíndrica con
un diámetro en el intervalo de 6 a 10 mm. Más ventajosamente, los
canales tienen un diámetro de aproximadamente 8 mm.
También se hace referencia ahora a las figuras de
los dibujos 2 al 8 que ilustran diferentes detalles de la forma de
realización del dispositivo mostrado en la Fig 1. En las Fig 2 y 3
puede verse que el cuerpo central 12 puede consistir en un tubo
cilíndrico. En la práctica, este tubo es conectado a las partes 13,
14 del extremo (ver Fig 1) de una construcción sólida, fuerte.
Adicionalmente, mediante las flechas en la Fig 2 se puede ver cómo
el flujo principal de agua en forma de tornillo a través del
alojamiento de separación en el ejemplo, se espera que se mueva en
sentido horario en un plano, tal como se observa de lo anterior. Ya
que el agua es presionada hacia fuera hacia el interior de la pared
4 interior mediante la fuerza centrífuga, una cierta cantidad del
flujo será guiada hacia fuera en el espacio 8 de recolección, en los
objetos de residuos que son llevados por el agua y que tienen una
densidad mayor que la del agua serán arrojados en forma radial y
tangencial a través de los agujeros 20. Mediante la provisión de los
canales 21 aguas abajo de los agujeros 20, también un cierto
componente de velocidad axial es conferido al flujo secundario
ingresando al espacio 8 de recolección. Sin embargo, considerando
el hecho de que los canales 21 son diminutos, este flujo secundario
es restringido a una gran extensión. En relación al flujo principal
de agua principal axial intenso que en el caso del agua de
alimentación puede tener una velocidad de aproximadamente 10 m/s o
más, el agua en el espacio 8 de recolección puede por esto ser
considerada como aproximadamente estacionaria, aún cuando esté
ligeramente en rotación. En la Fig 3, el flujo secundario moderado o
flujo de agua de retorno desde el espacio 8 de recolección hasta el
líquido principal está indicado por medio de flechas pequeñas
dirigidas hacia el interior.
En la Fig 4 se puede ver, por un lado, cómo el
número de agujeros 20 asciende a seis, y, por otro lado, cómo las
superficies de los extremos de los agujeros son ventajosamente
oblicuamente biseladas. Más específicamente, en la Fig 4 se
muestra cómo la superficie 22 del borde del agujero a lo largo de un
extremo del lado longitudinal de un agujero individual se extiende
ininterrumpidamente a un ángulo comparablemente plano (por ejemplo,
en el intervalo de 0 a 10°) con respecto a una tangente imaginaria
en la superficie que envuelve la pared 4 interior, mientras que la
superficie 23 del borde del agujero opuesto se extiende a un ángulo
pronunciado (por ejemplo, 20 a 40°) a una tangente imaginaria. La
superficie 22 del borde del agujero está ubicada aguas arriba, tal
como se estima en la dirección tangencial, mientras que la
superficie 23 del borde del agujero se ubica aguas abajo, tal como
se puede ver mediante la flecha en la Fig 4. Debe notarse que la
superficie 23 en la proximidad inmediata de su borde aguas arriba
se quiebra a cierto ángulo.
En la Fig 5 puede verse claramente cómo el número
de canales 21 de flujo de retorno asciende a dieciocho.
Considerando esto, el ángulo de pendiente W asciende a 20°.
Adicionalmente, en la Fig 5 puede verse cómo el canal individual es
oblicuo por un ángulo \lambda en relación con un plano radial
imaginario. En la práctica, este ángulo \lambda puede ascender a
aproximadamente 45°. Como puede verse en la Fig 8, el canal 21
individual es oblicuo también axialmente, por un ángulo \Omega.
También este ángulo \Omega puede substancialmente ascender a 45°.
Más específicamente, el canal 21 es oblicuo en una forma tal que su
abertura externa está ubicada aguas arriba de la abertura interna,
como puede verse en la dirección del flujo principal del
líquido.
Adicionalmente, en la Fig 7 se puede ver cómo no
sólo las superficies 22 y 23 del extremo del agujero a lo largo de
los bordes longitudinales del agujero son oblicuamente biselados,
sino que también las superficies 24 y 25 del borde del agujero en
los dos extremos cortos opuestos del agujero. Como puede verse en la
Fig 8, las dos superficies 24 y 25 del borde del agujero divergen
en una dirección exteriormente relativa una de la otra. De esta
manera, se garantiza una buena limpieza del agua en el extremo aguas
arriba del agujero en conexión con la superficie 24 del borde del
agujero, y el flujo del agua será efectivamente cortado por el
borde afilado en conexión con la superficie 25 del borde del agujero
ubicada aguas abajo. El mismo efecto se obtiene mediante las
superficies 22 y 23 longitudinales del borde oblicuamente biseladas
de las cuales la primera garantiza que el agua que llega
tangencialmente sigue ligeramente a la superficie, mientras que el
borde afilado adyacente a la superficie 23 del borde del agujero
efectivamente corta a través del flujo de agua que llega.
En las Fig 6 y 7 se muestra la pared 4 interior y
los agujeros 20 agregados en un estado de esparcimiento imaginario,
plano. A pesar que la forma y ubicación de los agujeros 20 puede
variar, en el ejemplo mostrado se muestra una ubicación que es
oblicua con relación al eje longitudinal del alojamiento de
separación, siendo el agujero individual substancialmente con forma
de un paralelogramo, pero con la excepción de que los bordes del
lado pequeño opuesto del agujero no son absolutamente paralelos (que
es el caso de los bordes de los lados largos).
La pared 4 interior puede tener un diámetro
exterior en el intervalo de 400 a 500 mm, por ejemplo 450 mm, y el
espesor de la pared puede estar en el intervalo de 5 a 10 mm. La
diferencia de altura o nivel designado como "h" en la Fig 6,
entre las esquinas diametralmente opuestas del agujero individual,
luego asciende a de 300 a 450 mm, por ejemplo 380 mm, y el ancho
designado como "b" de la superficie de borde del lado pequeño
inferior (en el plano de proyección) puede ascender a de 60 a 100
mm, por ejemplo 83 mm. En la práctica, los agujeros 20 diferentes
están igualmente espaciados, y la distancia de inclinación "d"
puede ascender a de 200 a 250 mm, por ejemplo 235 mm. El ángulo de
inclinación \beta entre la superficie del borde del lado pequeño
inferior del agujero individual y un plano horizontal imaginario
puede ascender a de 10 a 20°, por ejemplo 15°. El ángulo de
inclinación \gamma puede ascender a de 20 a 40°. En el ejemplo
concreto, el ángulo es 30°. Sin embargo, estos dos ángulos pueden
variar hacia arriba o hacia abajo. En particular, el ángulo
\gamma puede ser reducido hasta cero. De esta manera, en un caso
extremo, como se especifica en la Fig 9, los agujeros pueden estar
ubicados axialmente en la pared interior.
Tal como se puede ver más adelante en la Fig 6,
una extensión 26 imaginaria del borde 25 del lado pequeño superior
del agujero se extiende a través de la esquina más inferior de cada
agujero adyacente. El ángulo de inclinación \alpha entre el eje
longitudinal "x" del dispositivo de separación y la línea 26 de
extensión o la superficie del borde del lado pequeño superior,
respectivamente, puede ascender a aproximadamente 50°, aunque son
factibles desviaciones hacia arriba como también (principalmente)
hacia abajo de este valor.
En la Fig 6 tres objetos de residuos de diferente
peso son designados como 9', 9'' y 9''', respectivamente, de los
cuales el mas pesado 9' está sometido a la mayor fuerza centrífuga.
Esto conlleva que este objeto sea arrojado hacia fuera a un ángulo
comparativamente plano del vector de movimiento. El objeto algo más
liviano 9'' se mueve tangencialmente hacia fuera a un ángulo mayor,
en el que este objeto no es igualmente influenciado fuertemente por
la fuerza centrífuga. El objeto más liviano 9''' se mueve a un
ángulo aún mas pronunciado, es decir, aquí el vector de movimiento
axial es mayor que el vector correspondiente para los objetos más
pesados. Sin embargo, también este movimiento tiene lugar a un
ángulo que es menor que el ángulo anteriormente mencionado
\alpha. Por la geometría mostrada, se obtienen largas trayectorias
para un área de agujero dada. Por el hecho de que las porciones de
la pared 4 interior están entre pares de agujeros adyacentes, el
flujo principal de agua a través del espacio 17 puede parcialmente
soportar contra la pared en conexión con los agujeros que han sido
pasados; algo que contribuye a un alto grado de estabilización del
flujo y contrarresta las perturbaciones en él.
En las Fig 9 y 10 se ilustra una forma de
realización alternativa, de acuerdo con la cual los agujeros 20
individuales, alargados son internamente paralelos y están
orientados axialmente. También en este caso, los agujeros pueden
tener una forma parecida a un paralelogramo. Más adelante, de
acuerdo con esta forma de realización, las barras o varillas 27 en
el exterior de la pared 4 interior, más específicamente en aquella
parte de la pared que está ubicada aguas arriba (es decir, debajo)
de los agujeros 20. Los carriles pueden ser rectos o
equidistantemente separados y extendidos axialmente. La altura de
los carriles puede estar limitada (por ejemplo, en el intervalo de
5 a 10 mm). Mediante la provisión de estos carriles, posiblemente
ocurriendo un movimiento rotatorio en la masa del líquido en el
espacio 8 de recolección puede ser dividido para mejorar la
capacidad del espacio de recolección para mantener los objetos de
residuos. A pesar de que dichos carriles han sido ilustrados sólo
en las Fig 9 y 10, esto puede ser también ventajosamente utilizado
para las demás formas de realización.
Refiriéndose a la forma de realización de acuerdo
con la Fig 1, como también a la forma de realización de acuerdo
con la Fig 9, se debe notar que ambas paredes 4 interiores son
cilíndricas y tienen un diámetro que es mayor que el diámetro de
las partes 2', 2'' del tubo. Más específicamente, el diámetro de la
pared 4 interior es mucho mayor que el diámetro de las partes 2',
2'' del tubo que el área en sección transversal del espacio 17
anular (es decir, el área en sección transversal de la pared
interior reducida por el área en sección transversal del cuerpo
central 12) es aproximadamente igualmente larga que, o posiblemente
algo mas pequeña que el área en sección transversal de las partes
2', 2'' del tubo. También esto contribuye a un flujo de líquido
menos perturbado a través del espacio. Adicionalmente, se puede
señalar que las dos piezas 5, 6 del extremo del alojamiento tienen
superficies 28, 29 interiores cónicamente biseladas, lo que
garantiza una transferencia de líquido estable y uniforme entre el
tubo de conducción y el espacio 17 en forma de anillo. Es de notar
que estas superficies cónicas están ubicadas a nivel con las dos
partes 13, 14 del extremo cónicamente biseladas del cuerpo
central.
Ahora se hace referencia a la Fig 11, que en una
y la misma figura ilustra dos formas más de realización diferentes
de la invención. En el lado izquierdo del eje central, se
ejemplifica cómo la pared 4 interior comprende no sólo una parte 4'
cilíndrica, sino también una parte 4'' cónicamente biselada. La
parte cilíndrica 4' está ubicada aguas arriba de la parte 4''
cónica. Por el hecho que el diámetro de la pared interior es
reducido en la región aguas abajo de la pared 4' cilíndrica, se
alcanza una estabilización adicional del flujo, mientras que se
mantiene o aumenta el componente de movimiento tangencial de los
objetos de residuos.
A la derecha de la línea central, se ilustra una
forma de realización, de acuerdo con la cual la pared 4 interior en
su totalidad es de forma cónica. Más específicamente, la pared 4
converge en la dirección aguas abajo (como también la parte de la
pared 4'' cónica), que puede también ser el caso de la pared 3
exterior.
Es factible aplicar la invención en conexión con
otros fluidos distintos del agua, por ejemplo, otros líquidos o
incluso fluidos gaseosos. Adicionalmente, la geometría de los
detalles incluidos en el dispositivo puede ser modificada en una
variedad de formas, dentro del marco de las reivindicaciones
anexas.
Claims (8)
1. Un dispositivo para la separación de objetos
sólidos de un fluido que fluye en un tubo de conducción (2)
comprendiendo un alojamiento montado entre partes separadas del tubo
(2', 2''), cuyo alojamiento comprende una pared (3) exterior tubular
y una pared (4) interior tubular de una forma básica simétrica de
rotación, un espacio de recolección en forma de anillo (8) estando
delimitado entre dichas paredes, y un cuerpo central (12) de una
forma básica simétrica de rotación ubicado en forma concéntrica en
relación con la pared (4) interior, cuyo cuerpo central en un
extremo de canalización coopera con un primer dispositivo (15) de
conversión del fluido, teniendo el propósito de transformar un flujo
de fluido axial entrante en un flujo substancialmente en rotación
en un espacio (17) en forma de anillo entre el cuerpo central (12) y
la pared (4) interior, y en un extremo de salida coopera con un
segundo dispositivo (16) de conversión de flujo con el propósito de
transformar el flujo del fluido rotatorio en un flujo axial de
salida en la parte del tubo aguas abajo del alojamiento, teniendo la
pared (4) interior conductos a través de los cuales los objetos (9)
de una mayor densidad que la del fluido y cargados por el fluido
pueden pasar en forma radial hacia fuera para ser recogidos en un
fondo (11) del espacio (8) de recolección, caracterizado
porque dichos conductos consisten en un conjunto de agujeros (20)
separados tangencialmente de forma alargada, que están ubicados a
una distancia de dicho fondo (11) en una parte de la pared (4)
interior ubicada aguas abajo, mientras que una parte de esta pared
ubicada aguas arriba carece de tales agujeros.
2. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación
1, caracterizado porque el agujero (20) individual en la
pared (4) interior está orientado axialmente.
3. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación
1, caracterizado porque el agujero (20) individual en la
pared (4) interior es oblicuo en relación con el eje longitudinal
del alojamiento.
4. Dispositivo de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el agujero
(20) individual en la pared (4) interior tiene una forma parecida a
un paralelogramo.
5. Dispositivo de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque las
superficies (22, 23, 24, 25) de los bordes que delimitan el agujero
(20) individual están biseladas oblicuamente.
6. Dispositivo de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la parte
de la pared (4) interior que está ubicada aguas abajo del conjunto
de agujeros (20) es una pluralidad de canales (21) finos para
alcanzar un flujo de fluido de retorno restringido desde el espacio
(8) de recolección de regreso hacia el flujo principal del fluido en
el tubo de conducción (2).
7. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación
6, caracterizado porque el canal (21) del fluido de retorno
individual está inclinado, no sólo en relación con la extensión
axial de la pared (4) interior, sino también en relación con su
extensión tangencial.
8. Dispositivo de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque los
agujeros (20) prolongados están ubicados en una y la misma sección
de la parte de la pared (4) interior ubicada aguas abajo.
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