ES2305628T3 - Dispositivo de alimentacion de muestras de liquido. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo de alimentación (10) de muestras de líquido con un recipiente de inmersión (20) en aguas residuales, una bomba de alimentación (16) y un conducto de alimentación (18) entre el recipiente de inmersión (20) y un equipo de análisis (28) dispuesto en tierra, caracterizado porque la bomba de alimentación (16) alimenta a modo de impulsos y porque la bomba de alimentación (16) y el conducto de alimentación (18) están configurados de tal forma que el volumen de expansión del conducto de alimentación (18) durante el impulso de alimentación asciende como máximo al 50% del volumen del impulso.
Description
Dispositivo de alimentación de muestras de
líquido.
La invención se refiere a un dispositivo de
alimentación de muestras de líquido con una bomba de alimentación y
un conducto de alimentación.
Los dispositivos de alimentación de muestras de
líquido están formados por una bomba de alimentación y un conducto
de alimentación y se usan, por ejemplo, en el análisis online, la
toma de muestras, la colección de muestras y la alimentación de
muestras de una muestra de líquido de aguas residuales a un equipo
de análisis dispuesto a distancia del lugar de la toma de muestras.
Las disposiciones de este tipo se usan, por ejemplo, en
instalaciones de depuración para controlar las aguas residuales o el
proceso de depuración. Si bien las muestras de líquido en
instalaciones de depuración están liberadas por regla general casi
completamente de sólidos, aún contienen sustancias nutritivas. Las
sustancias nutritivas permiten el crecimiento de bacterias. De esta
forma, en el conducto de alimentación en el que se alimenta
continuamente la muestra de líquido puede formarse un sedimento
bacteriano, en el que pueden depositarse y solidificarse también
otros componentes disueltos, por ejemplo, cloruro férrico (FeCl3) y
grasas, lo cual puede conducir a una obstrucción total del conducto
de alimentación. Además, el sedimento bacteriano puede modificar la
muestra que fluye por el conducto de alimentación, por ejemplo
mediante la descomposición de amonio por nitrificación, de modo que
a continuación se obtengan resultados incorrectos en las
determinaciones de parámetros de las aguas residuales realizadas en
el equipo de análisis. Para evitarlo, es necesario realizar con
frecuencia una limpieza y un mantenimiento del conducto de
alimentación.
En el documento US 4,616,982 se da a conocer una
bomba de alimentación volumétrica para la alimentación de barniz,
pintura u otro líquido viscoso similar a una pistola pulverizadora
de pintura.
En el documento US 3,851,342 se da a conocer un
equipo de mantenimiento para la limpieza de un conducto de agua
caliente obstruido. El procedimiento de limpieza descrito en este
documento usa una bomba de agua, que genera en el tramo de conducto
obstruido periódicamente impulsos positivos y negativos mientras el
conducto no alimenta líquido.
El objetivo de la invención es crear un
dispositivo de alimentación de muestras de líquido en el que el
conducto de alimentación requiera menos mantenimiento y
limpieza.
Este objetivo se consigue según la invención con
las características de la reivindicación 1.
En el dispositivo de alimentación según la
invención, la bomba de alimentación alimenta a modo de impulsos y
el conducto de alimentación y la bomba de alimentación están
configurados de tal forma que el volumen de expansión del conducto
de alimentación durante el impulso de alimentación asciende como
máximo al 50% del volumen del impulso. Por consiguiente, la bomba
de alimentación ya no alimenta la muestra de líquido de forma
continua, sino sustancialmente a modo de impulsos. De esta forma, la
muestra de líquido se acelera durante el impulso a una velocidad de
flujo relativamente elevada, de modo que el líquido separa y
arrastra los sedimentos de la pared interior del conducto de
alimentación. Gracias a una configuración correspondiente de la
bomba de alimentación y del conducto de alimentación se garantiza
que durante el impulso de alimentación el líquido alcance en el
conducto de alimentación velocidades entre 0,5 m/s y 4 m/s. La
energía cinética aplicada de esta forma se transforma en gran parte
en turbulencias y fricción en la capa límite lindante con el lado
interior del conducto de alimentación, por lo que el sedimento se
elimina fiablemente ya en el estado de su formación. Ya no es
necesario realizar una limpieza y un mantenimiento del conducto de
alimentación y, dado el caso, de la bomba de alimentación.
El volumen de expansión del conducto de
alimentación asciende durante el impuso de alimentación como máximo
al 50% del volumen del impulso, es decir, el volumen que ensancha el
conducto de alimentación durante el impulso de alimentación
asciende como máximo al 50% del volumen total del volumen de líquido
alimentado con el impulso. Cuanto menos se expanda, es decir,
ensanche el conducto de alimentación durante el impulso de
alimentación tanto más elevada se mantiene la velocidad del líquido
en el conducto de alimentación durante el impulso de alimentación a
lo largo de toda la longitud del conducto de alimentación. Cuanto
mayor sea la velocidad del líquido durante el impulso de
alimentación tanto mayor es el efecto de limpieza.
La bomba de alimentación está configurada
preferiblemente de tal forma que la relación de presión del impulso
y longitud del conducto de alimentación sea al menos 50 kPa/m,
siendo la presión de impulso la presión máxima durante el impulso
de alimentación. Cuanto más larga sea el conducto de alimentación
tanto más elevada debe ser la presión con la que el impulso de
alimentación se aplica al conducto de alimentación. Con una relación
de al menos 50 kPa/m queda garantizado que a lo largo de toda la
longitud del conducto de alimentación, es decir, también en su
extremo alejado de la bomba, exista una velocidad elevada del
líquido en el conducto de líquido durante el impulso de
alimentación.
La bomba de alimentación está dispuesta
preferiblemente en un recipiente de inmersión en aguas residuales,
que sirve para la toma de muestras y, dado el caso, para la
preparación de muestras y desde el cual pueden bombearse muestras
de líquido a través del conducto de alimentación a un equipo de
análisis, que está dispuesto por ejemplo en el borde del depósito
de un depósito de aguas residuales. La bomba de alimentación puede
estar realizada como bomba de membrana, que trabaja como bomba de
presión respecto al conducto de alimentación. La bomba de membrana
aspira una muestra de líquido y, a continuación, la mete a presión a
modo de impulsos en el conducto de alimentación.
Según una configuración preferible, la bomba de
alimentación y el conducto de alimentación están configurados de
tal forma que el volumen de expansión del conducto de alimentación
durante el impulso de alimentación asciende como máximo al 30% y en
particular como máximo al 10% del volumen del impulso. De esta forma
queda garantizado que sólo se aplane una parte relativamente
pequeña del impulso de alimentación por la expansión del conducto
de alimentación durante el impulso de alimentación. Esto permite, a
su vez, el uso de una bomba de alimentación relativamente pequeña y
garantiza un consumo de energía relativamente bajo para la
alimentación.
La duración del impulso es preferiblemente menor
de 100 ms. La duración del impulso se refiere a la duración de todo
el impulso de alimentación, es decir, desde el comienzo del
movimiento de alimentación hasta el final del movimiento de
alimentación de la bomba.
En principio, los impulsos de alimentación
pueden sobreponerse a una alimentación continua del líquido. No
obstante, preferiblemente esta previsto que la bomba de alimentación
no alimente líquido entre los impulsos de alimentación, es decir,
que la alimentación de las muestras de líquido se realice
exclusivamente durante los impulsos de alimentación. De esta forma
queda realizada una diferencia de presión máxima posible y, por lo
tanto, una diferencia de velocidad entre impulso y ausencia de
impulso. De esta forma se garantiza, a su vez, el máximo efecto de
limpieza posible.
Según una configuración preferible, el conducto
de alimentación está hecho al menos en el lado interior de un
material de una baja energía superficial. Con un material de este
tipo, el poder adherente de bacterias y otras incrustaciones es
relativamente reducido, de modo que queda garantizado que las
incrustaciones se separan y arrastran durante el impulso de
alimentación y gracias a éste.
El conducto de alimentación puede estar hecho de
un polímero fluorado de superficie lisa, por ejemplo de FEP.
A continuación, se explicará más detalladamente
un ejemplo de realización de la invención con ayuda del dibujo.
La figura muestra un dispositivo de alimentación
de muestras de líquido según la invención.
En la figura está representado un dispositivo de
alimentación 10 de muestras de líquido que sirve para la toma de
una muestra de líquido de un depósito de aguas residuales 14 que
contiene agua residuales 12. El dispositivo de alimentación 10 está
formado sustancialmente por una bomba de alimentación 16 y un
conducto de alimentación 18. La bomba de alimentación 16 es una
bomba de membrana que funciona respecto al conducto de alimentación
18 como bomba de presión y está dispuesta en un recipiente de
inmersión 20 estanco a líquidos. La bomba de alimentación 16 tiene
asignada una válvula de entrada 22 y una válvula de salida 24
delante o detrás de la bomba de alimentación 16 visto en la
dirección de flujo. La bomba de alimentación 16 aspira a través de
una membrana filtrante 26 líquido filtrado de las aguas residuales
12 y lo alimenta a continuación a través del conducto de
alimentación 18 a un equipo de análisis 28 dispuesto en el exterior
del depósito de aguas residuales 14.
El conducto de alimentación 18 tiene una
longitud de 10 m y un diámetro interior de aprox. 1,0 mm. La pared
del conducto de alimentación 18 está hecho de FEP, cuya superficie
está realizada de forma lisa en el interior. FEP es un polímero
fluorado de baja energía superficial, de modo que los sedimentos se
adhieren con un poder adherente relativamente bajo.
La bomba de alimentación 16 alimenta el líquido
exclusivamente a modo de impulsos. La presión de un impuso de
alimentación es como mínimo de 500 kPa. La duración del impulso es
menor de 100 ms. La frecuencia de alimentación es de 1,0 Hz. Entre
los impulsos de alimentación no se realiza ninguna alimentación de
líquido.
El conducto de alimentación 18 es rígido a la
presión hasta tal punto que su volumen de expansión durante un
impulso de alimentación ascienda como máximo al 15%.
Con la adaptación descrita, durante un impulso
de alimentación resultan velocidades del líquido en el conducto de
alimentación 18 de aprox. 1,0 m/s. La energía cinética aplicada de
esta forma se transforma en gran parte en turbulencias y fricción
en la capa límite entre el líquido y el lado interior del conducto
de alimentación 18. De esta forma se eliminan fiablemente los
sedimentos y las incrustaciones.
Gracias a los intervalos relativamente cortos de
los impulsos de alimentación aplicados, los sedimentos prácticamente
no tienen tiempo para quedar adheridos. En cuanto una incrustación
se vuelve más grande, ofrece una superficie de ataque tan grande
que se separa fiablemente mediante un impuso de alimentación de la
pared interior del conducto de alimentación y es arrastrada por el
líquido.
Claims (9)
1. Dispositivo de alimentación (10) de muestras
de líquido con un recipiente de inmersión (20) en aguas residuales,
una bomba de alimentación (16) y un conducto de alimentación (18)
entre el recipiente de inmersión (20) y un equipo de análisis (28)
dispuesto en tierra, caracterizado porque la bomba de
alimentación (16) alimenta a modo de impulsos y porque la bomba de
alimentación (16) y el conducto de alimentación (18) están
configurados de tal forma que el volumen de expansión del conducto
de alimentación (18) durante el impulso de alimentación asciende
como máximo al 50% del volumen del impulso.
2. Dispositivo de alimentación (10) de muestras
de líquido según la reivindicación 1, caracterizado porque
la bomba de alimentación (16) está configurada de tal forma que la
relación de presión del impulso y longitud del conducto de
alimentación es al menos de 50 kPa/m.
3. Dispositivo de alimentación (10) de muestras
de líquido según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado
porque la bomba de alimentación (16) está dispuesta en el
recipiente de inmersión (20) en aguas residuales.
4. Dispositivo de alimentación (10) de muestras
de líquido según una de las reivindicaciones 1 a 3,
caracterizado porque la bomba de alimentación (16) y el
conducto de alimentación (18) están configurados de tal forma que
el volumen de expansión del conducto de alimentación (18) durante el
impulso de alimentación asciende como máximo al 30% y en particular
como máximo al 10% del volumen del impulso.
5. Dispositivo de alimentación (10) de muestras
de líquido según una de las reivindicaciones 1 a 4,
caracterizado porque la duración de impulso del impulso de
alimentación es preferiblemente menor de 100 ms.
6. Dispositivo de alimentación (10) de muestras
de líquido según una de las reivindicaciones 1 a 5,
caracterizado porque la bomba de alimentación (16) no
alimenta entre los impulsos de alimentación.
7. Dispositivo de alimentación (10) de muestras
de líquido según una de las reivindicaciones 1 a 6,
caracterizado porque la bomba de alimentación (16) es una
bomba de membrana que trabaja como bomba de presión.
8. Dispositivo de alimentación (10) de muestras
de líquido según una de las reivindicaciones 1 a 7,
caracterizado porque el conducto de alimentación (18) está
hecho por la parte interna de un material de una baja energía
superficial.
9. Dispositivo de alimentación (10) de muestras
de líquido según la reivindicación 8, caracterizado porque
el conducto de alimentación (18) está hecho de un polímero fluorado
de superficie lisa.
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