ES2261409T3 - Un dispositivo de dosificado de un reactivo en un liquido en una circulacion de liquido. - Google Patents

Un dispositivo de dosificado de un reactivo en un liquido en una circulacion de liquido.

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ES2261409T3 ES01931782T ES01931782T ES2261409T3 ES 2261409 T3 ES2261409 T3 ES 2261409T3 ES 01931782 T ES01931782 T ES 01931782T ES 01931782 T ES01931782 T ES 01931782T ES 2261409 T3 ES2261409 T3 ES 2261409T3
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Abstract

Dispositivo de dosificado por disolución de un reactivo en una circulación de líquido, que comprende: - un depósito de reactivo (12), que contiene al menos un bloque (16) de reactivo a disolver, y - un recinto (10) que rodea al menos la parte inferior del depósito de reactivo (12) y que comprende una entrada (26) de líquido, medios (28) para llevar el líquido en contacto con el bloque de reactivo (16) y medios (14) de salida del líquido, caracterizado porque comprende igualmente medios (28) de formación de al menos un chorro de líquido dirigido sustancialmente de forma radial hacia el bloque (16) a disolver, y medios (14) de soporte del bloque en una posición que expone al menos la base de este bloque con el chorro de líquido.

Description

Un dispositivo de dosificado de un reactivo en un líquido en una circulación de líquido.
La invención se refiere a un dispositivo de dosificado de un reactivo en un líquido, del tipo en el cual un reactivo en forma de bloques se disuelve por erosión en una circulación de líquido.
Las técnicas de dosificado que consisten en disolver un reactivo sólido por circulación de un líquido en contacto con el reactivo se utilizan actualmente de forma corriente, particularmente para la desinfectación del agua, consistiendo el reactivo entonces en un producto clorado.
Dispositivos de dosificado concebidos para la realización de estas técnicas se describen por ejemplo en los documentos US 3 595 786, ZA 873 346, US 4 584 106, US 4 759 907 y US 5 089 127 y comprenden esencialmente un depósito de bloques de reactivo y un recinto que se comunica con este depósito y que comprende una entrada de líquido, medios de circulación del líquido en contacto con al menos un bloque y una salida de líquido.
El inconveniente principal de estos dispositivos conocidos reside en el hecho de que no permiten controlar de formar eficaz la uniformidad de la concentración de reactivo disuelto, en particular cuando estos dispositivos se utilizan de forma discontinua, por ejemplo para hacer potable el agua de un pozo, particularmente en los países en vías de desarrollo.
En lo que respecta a los dispositivo descritos en los documentos ZA 873 346 y US 5 089 127, el bloque de reactivo es ahuecado puntualmente por la circulación de líquido, lo cual provoca, cuando el espesor del bloque, se vuelve relativamente bajo, una fragmentación de este último en trozos más o menos gruesos que caen en los canales de circulación del líquido, provocando un aumento momentáneo inaceptable de la concentración en reactivo en el líquido.
En lo que respecta a los dispositivos descritos en los documentos US 4 584 106 y US 3 595 786, un aumento de la concentración en reactivo se produce en cada arranque de la instalación de bombeo, debido a que, durante períodos de no utilización, una cantidad de líquido permanece en contacto con los bloques de reactivo y provoca un reblandecimiento de estos últimos y su disolución. Este líquido se encuentra por consiguiente saturado de reactivo disuelto, lo cual produce una sobreconcentración de reactivo de las primeras cantidades de líquido proporcionadas en el nuevo arranque de la instalación y tiene por consecuencia un despilfarro de reactivo y una disminución de la autonomía de funcionamiento del dispositivo de dosificado. Además, en la práctica, estas variaciones de concentración plantean un problema mayor en el caso del tratamiento del agua potable, pues una sobreconcentración de reactivo produce una desnaturalización del sabor del agua, que puede provocar un sentimiento de desconfianza de los usuarios de los dispositivos de dosificado y conducir a un rechazo en la utilización de estos dispositivos.
Por otro lado no es aceptable, cuando el agua es un producto escaso, tirar las primeras cantidades de agua suministradas por estos dispositivos.
Otra técnica descrita en el documento FR 2 722 577 consiste en utilizar un bloque de reactivo que tenga una sección recta, plana y constante, en hacer fluir el líquido en forma de una película de espesor predeterminado en contacto con la superficie inferior plana de este bloque de forma que la superficie de la película de líquido aflore la superficie inferior del bloque, y en mantener el bloque de forma que, bajo el efecto de su peso, su superficie inferior permanezca en contacto permanente con la superficie de la película de líquido a medida que se va produciendo la disolución del reactivo.
Esta técnica tiene por inconveniente que el dispositivo solo pueda ser utilizado si se encuentra en una posición perfectamente horizontal. En efecto, la película de agua no puede formarse y tener un espesor constante más que en posición perfectamente horizontal, provocando una inclinación muy pequeña del dispositivo la creación de un circuito preferencial de circulación del agua, con un reparto no uniforme del agua bajo el bloque y la formación de una película de espesor no constante. Una parte de la base del bloque a disolver puede por consiguiente no estar en contacto con el agua a tratar, lo cual conduce a una disolución irregular del bloque y a una irregularidad del dosificado.
Otro inconveniente de este dispositivo conocido es que no puede funcionar con un caudal importante de líquido. En efecto, en este caso, el líquido forma chorros que ahuecan el bloque por varios lugares y lo fragmentan en trozos que caen en el líquido a tratar y aumentan de forma momentánea e inaceptable su concentración en reactivo.
Una tercera técnica de dosificado se describe en el documento FR 2 764.821 y consiste en apilar los bloques de reactivo en un depósito tubular cuyo fondo está perforado. Este depósito está dispuesto en un recinto tubular que comprende una entrada de líquido por la parte superior y una salida de líquido por la parte inferior. El líquido introducido en el recinto llena progresivamente el espacio entre el recinto y el depósito tubular, pasa al interior del depósito por las perforaciones de la pared de fondo de este, lame la superficie inferior del bloque inferior, se carga de reactivo y sale de nuevo por las perforaciones de la pared del fondo del depósito y por el o los orificios de salida del recinto.
En esta técnica conocida, el reactivo tiene tendencia a obturar las perforaciones de la pared del fondo del depósito, lo cual provoca la parada de su disolución en el líquido, de ahí los riesgos sanitarios graves para los usuarios cuando el dispositivo se utiliza para hacer el agua potable.
Otro inconveniente de esta técnica conocida es que no puede ser utilizada en un arca de agua o en un depósito de almacenado de agua, en el cual la diferencia de nivel entre el conducto de alimentación de agua y la superficie libre del agua almacenada, cuando el arca de agua o el depósito están llenos, es muy baja (del orden de 5 a 10 centímetros), mientras que la diferencia de nivel entre la entrada de agua a tratar y la salida del agua tratada en el dispositivo corresponde sustancialmente a la altura del depósito de bloques y es claramente superior, del orden de los 50 a 100 centímetros por ejemplo.
Otro inconveniente presentado por todos los dispositivos conocidos de la técnica anterior es que no pueden funcionar correctamente cuando se utilizan en redes de líquido bajo presión o en canalizaciones de carga, pues el líquido llena entonces todo el depósito de bloques y provoca su reblandecimiento y su disolución, encontrándose entonces el líquido saturado de reactivo disuelto, con las consecuencias ya mencionadas: despilfarro de los reactivos, disminución importante de la autonomía de funcionamiento de los dispositivos, inconsumibilidad cuando el líquido es agua, etc.
La presente invención tiene particularmente por objeto evitar estos inconvenientes de la técnica anterior gracias a un dispositivo de dosificado que permite obtener una concentración de reactivo disuelto regular y uniforme en el tiempo y que es capaz de funcionar tanto con cargas muy pequeñas de líquido a la entrada como con una circulación de líquido a presión o en conexión con una canalización de carga.
La invención tiene igualmente por objeto proporcionar un dispositivo de dosificado de estructura sencilla, de utilización cómoda y de concepción económica.
La misma propone a este efecto un dispositivo de dosificado por disolución de un reactivo en una circulación de líquido, que comprende:
-
un depósito de reactivo, que contiene al menos un bloque de reactivo para disolver, y
-
un recinto que rodea al menos la parte inferior del depósito de reactivo y que comprende una entrada de líquido, medios para llevar el líquido en contacto con el bloque de reactivo y medios de salida del líquido,
caracterizado porque comprende igualmente medios de formación de al menos uno y de preferencia varios chorros de líquido dirigidos sustancialmente de forma radial hacia el bloque a disolver, y medios de soporte del bloque en una posición que expone al menos la base de este bloque a los chorros de líquido.
El efecto del o de los chorros de líquido sobre la base del bloque de reactivo va en función de la energía cinética del o de los chorros de líquido que es a su vez función de la presión de alimentación de líquido en el dispositivo de dosificado. La disolución del reactivo en el líquido va en función de esta presión de alimentación y se adapta automáticamente a las variaciones de ésta, de modo que la concentración en reactivo en el líquido puede permanecer uniforme con el transcurso del tiempo, incluso si la presión de líquido varía.
Según otra característica de la invención, los medios de formación de chorros de líquido se presentan por una pared tubular interna del recinto y se encuentran a distancia de una pared inferior de este recinto, definiendo en ésta una cámara anular de acumulación de líquido.
Esta cámara anular tiene un efecto de regulación con el tiempo sobre la presión de los chorros de líquido y sobre su energía cinética, y contribuye por consiguiente a regularizar con el tiempo la concentración en reactivo en el líquido tratado.
Ventajosamente, los medios de formación de los chorros son orificios sustancialmente radiales de la pared tubular interna anteriormente citada del recinto.
Esta realización es particularmente sencilla y económica.
En una forma de realización de la invención, los medios de soporte del bloque están soportados por una pared inferior del recinto y se extienden sustancialmente por el eje del depósito de reactivo, bajo el extremo inferior de este, que está abierto y deja expuesta la base del bloque de reactivo a disolver.
En este caso, el depósito de reactivo y el soporte de bloque pueden estar formados por dos tubos, soportados respectivamente por la pared superior y por la pared inferior del recinto, de preferencia de forma amovible o desmontable.
En el dispositivo según la invención, la distancia axial entre los medios de entrada y de salida del líquido del recinto puede ser relativamente baja, por ejemplo del orden de 5 centímetros o menos, lo cual permite utilizar el dispositivo en un arca de agua o en un depósito de almacenado de agua.
Según otro modo de realización de la invención, el dispositivo está montado en derivación sobre un conducto principal de circulación de líquido y comprende medios de captación de una fracción del caudal de líquido en el conducto, medios de conexión de estos medios de captación con los medios de entrada de líquido en el recinto y medios de conexión de los medios de salida de líquido del recinto con una parte río abajo del conducto.
En este caso, el caudal de líquido extraído en el conducto se trata en el dispositivo según la invención, luego se reintroduce en el conducto, con una concentración en reactivo que va en función del caudal global en el conducto.
Según también otro modo de realización de la invención, los medios de salida del líquido del recinto están conectados con el conducto anteriormente citado por una cámara tampón atravesada por el líquido que fluye por el conducto y que comprende en la parte superior una tubería de conexión con el depósito de reactivo, para igualar las presiones de aire en la parte superior de la cámara tampón y en el depósito de reactivo e impedir la subida de líquido al depó-
sito.
Se pueden así tratar caudales de líquido bajo presión evitando todo riesgo de subida de líquido al depósito de reactivo.
La invención se comprenderá mejor y otras características, detalles y ventajas de esta aparecerán más claramente con la lectura de la descripción que sigue, realizada a título de ejemplo con referencia a los dibujos adjuntos, en los cuales:
- la figura 1 es una vista esquemática en sección axial de un dispositivo según la invención;
- la figura 2 es una vista esquemática en sección axial de una variante de realización de este dispositivo;
- la figura 3 es una vista esquemática en sección axial de otra variante de realización del dispositivo según la invención.
El dispositivo de la figura 1 comprende un recinto 10 montado alrededor de un depósito de reactivo 12 y de un soporte de bloque 14, que son alineados axialmente uno con el otro en el interior del recinto 10, estando el soporte 14 destinado para llevar el bloque inferior 16 de una pila de bloques de reactivo 16 incluidos en el interior del depósito 12.
El recinto 10 es por ejemplo de forma general cilíndrica y está cerrado por sus extremos por una pared superior 18 y por una pared inferior 20 que comprenden cada una un orificio central, estando el depósito 12 montado de forma fija en el orificio central de la pared superior 18 y estando el soporte del bloque 14 montado de forma fija en el orificio central de la pared inferior 20, de forma ventajosamente desmontable para fines de limpieza o de mantenimiento.
El recinto 10 comprende una pared tubular interna 22 que se extiende por toda su altura y que delimita con el interior del recinto 10, entre sus paredes de extremo 18 y 20, un espacio anular interno 24 en el cual desemboca una entrada 26 de líquido formada en la parte superior del recinto.
La pared tubular interna 22 comprende al menos uno y de preferencia varios orificios radicales 28 a nivel del intervalo entre el extremo inferior del depósito 12 y del extremo superior del soporte del bloque 14, estando estos orificios radiales por ejemplo repartidos alrededor del eje del dispositivo según la invención.
Ventajosamente, el depósito 12 está formado por un simple tubo cilíndrico cuyo extremo superior está cerrado de forma estanca por una tapa 30 y de la cual el extremo inferior abierto se encuentra a corta distancia del extremo superior del soporte de bloque 14, de tal forma que la base del bloque inferior 16 contenida en el depósito 12 es aparente en el extremo inferior del depósito, sustancialmente a nivel de los orificios radiales 28 anteriormente citados.
El soporte 14 está igualmente formado por un tubo del cual el extremo superior está cerrado por una pared curva 32, cuya convexidad está vuelta hacia el bloque inferior 16 y que comprende perforaciones axiales 34 cuyas dimensiones están determinadas para evitar una obstrucción por la materia de los bloques 16, y eventualmente puntos de contacto u otros medios de superficie reducida de contacto con el bloque inferior 16.
Otros orificios 36 están formados en la pared cilíndrica del soporte 14 cuyo extremo inferior abierto constituye un orificio de salida de líquido fuera del recinto 10.
El funcionamiento del dispositivo que acaba de describirse es el siguiente:
- un caudal de líquido a tratar se introduce en el recinto 10 por el orificio 26 y llena el espacio anular 24 de este recinto hasta llegar al nivel de los orificios radiales 28. El líquido sale de estos orificios en forma de chorros radiales orientados hacia la base del bloque inferior 16 contenido en el depósito 12. La acción de los chorros de líquido sobre la base del bloque se traduce por una erosión progresiva de la base del bloque y por una disolución de la materia del bloque en el líquido que puede por una parte fluir por los orificios axiales 34 de la pared superior del soporte 14 y por otra parte acumularse más o menos en el espacio anular 38 delimitado por el soporte de bloques 14 y la pared tubular interna 22 del recinto 10, y fluya por los orificios anteriormente citados 36 del soporte de bloques.
Bajo el efecto de su peso, los bloques 16 contenidos en el depósito 12 bajan progresivamente al interior del depósito a medida que se va produciendo la disolución de la base del bloque inferior 16 por los chorros de líquido que salen de los orificios 28.
La erosión de la base del bloque y su disolución en el líquido son función de la presión del líquido en su introducción en el recinto 10 y siguen las variaciones de esta presión, de forma que la concentración de reactivo del líquido que sale del recinto por el interior del soporte 14 puede permanecer sustancialmente constante con el transcurso del tiempo cuando la presión del líquido varía a la entrada en el recinto 10.
En una variante de realización no representada, el depósito 12 y el soporte 14 podrían estar formados por una sola pieza, o formados por dos piezas encajadas o fijadas una en la otra, estando la superficie periférica de esta pieza o de este conjunto de piezas ampliamente perforada a la altura de la base del bloque inferior para permitir la erosión de esta base por los chorros de líquido que salen de los orificios radicales 28.
El dispositivo de la figura 1 puede ser axialmente muy compacto, siendo por ejemplo la distancia axial entre el orificio de entrada 26 y la salida de líquido fuera del recinto del orden de 5 centímetros o menos. Un dispositivo de este tipo puede por consiguiente ser utilizado para la desinfección del agua almacenada en una torre de agua o en un depósito.
En la forma de realización de la figura 2, el dispositivo de la figura 1 está montado en derivación sobre una canalización principal 40 por la cual fluye un caudal de líquido a tratar, siendo una fracción de este caudal extraída por medios 42 en el interior de la canalización principal 40 e introducida en el dispositivo según la invención donde se carga de reactivo antes de ser reintroducida en 44 en la canalización principal 40, río abajo de la zona de extracción.
En el ejemplo de realización representado, los medios de extracción 42 comprenden un tramo de tubo 42 montado axialmente en la canalización principal 40 y delimitando en el interior de esta una cámara anular 46 conectada con el orificio 26 de entrada de líquido en el recinto 10 anteriormente citado. Como se ha representado, una rejilla o pared perforada 48 de reparto del caudal de líquido puede montarse en la canalización 40 río arriba de la cámara anular 46 y del tramo del tubo 42, y una pared transversal 50 cierra la cámara anular 46 y por su extremo río abajo con relación al sentido de la circulación del líquido en la canalización 40.
La salida de líquido del recinto 10 está conectada por un conducto 44 con la canalización principal 40, río abajo de la cámara anular 46.
En esta forma de realización, es el dimensionamiento de los orificios de la rejilla o pared perforada 48 y de la cámara anular 46 (y bien entendido del orificio 26 de entrada en el recinto 10) el que determina la fracción del caudal total de líquido en la canalización principal 40 que se pasará al dispositivo de dosificado según la invención. Bien entendido, otros medios de regulación de caudal, tales como una válvula, pueden estar previstos entre el orificio 26 y la cámara anular 46.
En la forma de realización representa en la figura 3, el dispositivo de dosificado según la invención está ramificado en derivación en una canalización principal 52 por mediación de un conducto de alimentación 54 que conecta la canalización principal 52 con el orificio 26 de entrada de líquido en el recinto 10, y de una cámara tampón 56 dispuesta entre la salida de líquido del recinto 10 y la canalización principal 52.
Esta cámara tampón 56 se extiende bajo el recinto 10 cuya salida de líquido, formada por el soporte de bloque 14, desemboca en la parte superior de la cámara tampón 56.
En la parte inferior, la cámara tampón 56 está conectada por una parte con un extremo de la canalización principal 52 que la alimenta con líquido y por otra parte con una canalización 58 de salida de líquido.
Medios de regulación de caudal 60 y 62 se encuentran montados en el conducto de alimentación 54 y en la canalización 52, río abajo del conducto 54. En funcionamiento, como la cámara tampón 56 está cerrada de forma estanca por el recinto 10, el aire contenido en la parte superior de la cámara tampón se comprime a una presión igual a la del líquido que llena la parte inferior de esta cámara. Un conducto 64 conecta la parte superior de la cámara 56 con el depósito 12 de reactivo, cuyo extremo superior está cerrado de forma estanca por la tapa 30, de forma que la misma presión de aire reine en el depósito 12 y en la parte superior de la cámara tampón 56, para impedir toda subida de líquido al interior del depósito 12.
En esta forma de realización, una pequeña fracción del líquido que circula por el conducto principal 52 pasa por el conducto 54 al dispositivo de dosificado según la invención y se carga de reactivo antes de volver a caer en la cámara tampón 56. La fracción que queda del caudal de líquido llevada por el conducto principal 52 se introduce en la cámara tampón 56 donde se mezcla con el líquido cargado de reactivo antes de salir de la cámara tampón 56 por la canalización 58.
De preferencia, la relación entre el volumen del depósito 12 de bloques de reactivo y el volumen total (volumen del depósito 12 y de la cámara tampón 56) es igual a K(1+p), siendo K un factor correctivo comprendido entre 1 y 5 y siendo p la presión máxima admisible en la cámara tampón 56 y en el depósito 12.
Las principales aplicaciones de la invención son las siguientes:
- desinfección del agua de llenado de los aviones y otros vehículos de transporte de pasajeros,
- cloración del agua a nivel de las captaciones a nivel rural, depósitos y torres de agua, refugios y albergues de montaña, campings y hoteles, bombas manuales,
- inyección y dosificado de coagulantes y de floculantes en las alimentaciones de agua potable,
- tratamiento de las aguas de piscina por inyección y dosificado de productos desinfectantes, de coagulantes, de floculantes, de ácido o de base para la corrección del pH,
- en la industria, coagulación-floculación en los procedimientos de filtración, inyección de producto antiincrustaciones y anticorrosión, inyección y dosificado de productos de acondicionamiento, inyección y dosificado de productos desinfectantes,
- en la industria agrícola y la industria alimentaria, inyección y dosificado de productos fertilizantes, corrección del pH, inyección y dosificado de productos fitosanitarios para la protección de los cultivos, de productos desinfectantes, de productos esterilizantes sobre las hortalizas,
- en la industria del calentamiento y del frío, inyección y dosificado de inhibidores de corrosión, de esterilizantes en los sistemas de climatización.

Claims (11)

1. Dispositivo de dosificado por disolución de un reactivo en una circulación de líquido, que comprende:
- un depósito de reactivo (12), que contiene al menos un bloque (16) de reactivo a disolver, y
- un recinto (10) que rodea al menos la parte inferior del depósito de reactivo (12) y que comprende una entrada (26) de líquido, medios (28) para llevar el líquido en contacto con el bloque de reactivo (16) y medios (14) de salida del líquido,
caracterizado porque comprende igualmente medios (28) de formación de al menos un chorro de líquido dirigido sustancialmente de forma radial hacia el bloque (16) a disolver, y medios (14) de soporte del bloque en una posición que expone al menos la base de este bloque con el chorro de líquido.
2. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque los medios (28) de formación de los chorros de líquido se presentan por una pared tubular interna (22) del recinto (10) y se encuentran a distancia de una pared inferior (20) de este recinto, definiendo en éste una cámara anular (24) de acumulación de líquido.
3. Dispositivo según la reivindicación 2, caracterizado porque los medios de formación de los chorros son orificios sustancialmente radiales (28) de la pared tubular (22) del recinto.
4. Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los medios (14) de soporte del bloque están soportados por una pared inferior (20) del recinto y se extienden sustancialmente en el eje del depósito de reactivo (12), bajo el extremo inferior de este.
5. Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el extremo inferior del depósito de reactivo (12) está abierto.
6. Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los medios de salida de líquido del recinto están formados por orificios (34, 36) de los medios (14) de soporte de bloque.
7. Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los medios (14) de soporte del bloque comprenden una superficie superior (32) en contacto con la base de un bloque (16), comprendiendo esta superficie superior orificios (34) de paso de líquido y presentando una forma convexa o comprendiendo medios de superficie reducida de contacto con la base de un bloque (16) a disolver.
8. Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el depósito de reactivo (12) y los medios (14) de soporte de bloque son tubos montados en alineación axial sobre una pared superior (18) y sobre una pared inferior (20) respectivamente del recinto (10).
9. Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la distancia axial entre los medios de entrada y de salida de líquido del recinto es del orden de cinco centímetros o menos.
10. Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se monta en derivación sobre un conducto principal (40, 52) de circulación de líquido y comprende medios (42, 46) de captación de una fracción del caudal de líquido en el conducto (40), medios de conexión de estos medios de captación por medio (26) de entrada de líquido en el recinto, y medios (44) de conexión de los medios de salida de líquido del recinto con una parte río abajo del conducto principal (40).
11. Dispositivo según la reivindicación 10, caracterizado porque los medios de salida de líquido del recinto comprenden una cámara tampón (56) atravesada por el líquido que circula por el conducto principal (52) y que comprende en la parte superior un conducto (64) de conexión con el depósito de reactivo (12) para igualar las presiones de aire en la parte superior de la cámara tampón (56) y en el depósito de reactivo (12) e impedir la subida de líquido en el depósito.
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