ES2341737T3 - Dispositivo para gasear un liquido. - Google Patents

Abstract

Un dispositivo para gasear un líquido (1), particularmente para equipos de membrana usados en una operación de inmersión, que tiene un canal de suministro de gas (2) y al menos una lanza de gas (3) desde la que sale un flujo de gas durante la operación de gaseado, en el que la lanza de gas (3) está conectada al canal de suministro de gas (2) mediante al menos un canal de conexión (5) que comprende una primera embocadura (8) en el lado de la lanza de gas (3) y una segunda embocadura (8'') en el lado del canal de suministro de gas (2) y que genera, como un regulador, una pérdida de presión de flujo del flujo de gas que entra en la lanza de gas (3), y en el que por debajo de la primera embocadura (8) está proporcionada una sección de extensión (6), que es contigua a la lanza de gas (3) y que tiene una abertura (7) por debajo de la primera embocadura (8).

Description

Dispositivo para gasear un líquido.

La presente invención se refiere a un dispositivo de lanza para gasear un líquido que tiene un canal de suministro de gas y al menos una lanza de gas, conectada al canal de suministro de gas, desde la que sale un flujo de gas durante una operación de gaseado. El dispositivo es adecuado, en particular, para equipos de membrana usados en una operación de inmersión, usándose las burbujas de gas que suben para limpiar las membranas.

En la práctica, los dispositivos de gaseado que tienen un canal de suministro de gas y múltiples lanzas de gas que se ramifican a partir del canal de suministro de gas se usan para gasear equipos de membrana empleados en una operación de inmersión. El canal de suministro de gas está orientado esencialmente de forma horizontal. Las lanzas de gas se extienden verticalmente hacia arriba y quedan rodeadas por el líquido que se va a gasear. Dicho dispositivo de gaseado se conoce a partir de la publicación WO 97/06880, proyectándose las lanzas de gas en un extremo superior, abierto, dentro del líquido que se va a gasear y en un extremo inferior, biselado, dentro del canal de suministro de gas. El líquido puede penetrar sin impedimento dentro del canal de suministro de gas entre los intervalos de gaseado, pudiendo formarse depósitos en las lanzas de gas. Ocurren pérdidas de presión variables en las lanzas de gas individuales incluso en el caso de ligeros cambios en la sección transversal de las lanzas de gas individuales debido a los depósitos, de manera que se observa un burbujeo no uniforme de las diferentes lanzas de gas.

Para evitar que penetre líquido dentro de las lanzas de gas y que se inunde la cámara de gas del canal de suministro de gas entre los intervalos de gaseado, a partir del documento DE 203 00 546 U1 se sabe cómo proporcionar capuchones a las lanzas de gas, que están situados sobre los extremos de proyección de las lanzas de gas y encierran anularmente una sección terminal de las lanzas de gas. Durante el gaseado, el aire fluye desde la parte superior hasta la parte inferior a través de la cámara anular entre el capuchón y la lanza de gas y sale desde el extremo inferior del hueco anular. Durante el funcionamiento a largo plazo, puede existir el peligro de que el hueco anular se obture parcial o completamente debido a los contaminantes o a la formación de una biopelícula. Las lanzas de gas conectadas en paralelo no tienen un flujo uniforme a través de las mismas debido a las diferentes resistencias de flujo en las lanzas de gas. En particular, si se usa un flujo de poca cantidad de gas, el gaseado es inestable y no uniforme. El agua que penetra a través de las lanzas de gas dentro del canal de suministro de gas después de una reducción de presión en el sistema sólo puede retirarse deficientemente de la cámara de gas. Los residuos permanecen en la cámara de gas del sistema, lo que impide el funcionamiento del dispositivo de gaseado a largo plazo.

La presente invención se basa en el objeto de especificar un dispositivo de gaseado que permita un funcionamiento estable incluso a un flujo de poca cantidad de gas y en el que también, en particular, sean posibles impactos uniformes las de lanzas de gas situadas en paralelo. El dispositivo de gaseado también tiene que ser de fácil mantenimiento.

De acuerdo con la presente invención, el objeto se alcanza mediante un dispositivo para gasear un líquido, particularmente para equipos de membrana usados en una operación de inmersión, que tienen un canal de suministro de gas y al menos una lanza de gas desde la que sale un flujo de gas durante la operación de gaseado, en el que la lanza de gas está conectada al canal de suministro de gas mediante al menos un canal de conexión que comprende una primera embocadura en el lado de la lanza de gas y una segunda embocadura desde el lado del canal de suministro de gas y que genera, como un obturador, una pérdida de presión de flujo del flujo de gas que entra en la lanza de gas, y en el que se proporciona una sección de extensión por debajo de la primera embocadura, que incluye la lanza de gas y tiene una abertura por debajo de la primera embocadura.

La presión que existe en el líquido a gasear actúa sobre la cámara encerrada por la lanza de gas y la sección de extensión tanto mediante una abertura de salida de gas en el extremo superior de la lanza de gas como también mediante la abertura inferior de la sección de extensión, siendo la presión en la abertura inferior de la sección de extensión mayor que en el extremo superior de la lanza de gas debido a la altura de la columna de líquido que encierra al dispositivo. Durante el funcionamiento del dispositivo de gaseado, la abertura inferior se usa como un ecualizador de presión y determina las condiciones de presión en la lanza de gas, asegurando el efecto regulador del canal de conexión un flujo uniforme del gas suministrado. Sin embargo, para asegurar un efecto regulador claramente definido, cada canal de conexión está conectada siempre a una sola lanza de gas, pudiendo conectarse una sola lanza de gas sin restricción mediante múltiples canales de conexión al canal de suministro de gas. En dispositivos particulares de acuerdo con la presente invención que tienen múltiples lanzas de gas en la realización descrita, el efecto regulador de los canales de conexión y, adicionalmente, la ecualización de la presión a través de las aberturas de las secciones de extensión aseguran una distribución uniforme de todo el flujo de gas a las lanzas de gas individuales y el burbujeo uniforme de las lanzas de gas.

El efecto regulador del canal de conexión, que genera una pérdida de flujo del flujo de gas que entra en la lanza de gas, puede conseguirse en el ámbito de la presente invención puesto que el canal de conexión tiene un punto de regulación, por ejemplo, en la forma de una abertura de estrangulamiento o de boquilla. El canal de conexión también puede tener una sección transversal a lo largo de su longitud que es menor que la sección transversal de la lanza de gas y produce una pérdida de presión de flujo del flujo de gas que entra en la lanza de gas. Sin restricción, la al menos una lanza de gas puede conectarse mediante múltiples canales de conexión o sólo un canal de conexión al canal de suministro de gas, pudiendo tener también un canal de conexión múltiples aberturas de salida de estrangulamiento o de boquilla paralelas. Sin embargo, una realización en la que sólo se proporciona una trayectoria de flujo en el canal de conexión es especialmente preferida, ya que con dicha realización, a un efecto de regulación predefinido, es posible una sección transversal de flujo comparativamente mayor dentro del canal de conexión y, por tanto, se reduce el peligro de obturación del canal de conexión por depósitos.

El canal de conexión está conectada usando una primera embocadura a la lanza de gas y usando una segunda embocadura al canal de suministro de gas. En una realización preferida de la presente invención, la primera embocadura se sitúa por debajo de la segunda embocadura, de manera que el canal de conexión, que transcurre desde la conexión al canal de suministro de gas, se extiende hacia abajo. Cuando el dispositivo de gaseado se pone en marcha, se asegura que el líquido que ha penetrado dentro del canal de suministro de gas se retire hasta la altura de la segunda embocadura desde el canal de suministro de gas. La segunda embocadura se sitúa especialmente preferentemente en la parte inferior del canal de suministro de gas, de manera que cuando el dispositivo de gaseado se pone en marcha siempre se completa el vaciado de residuos de todo el canal de suministro de gas.

Cuando un dispositivo de acuerdo con la presente invención que funciona en una operación de inmersión se pone en marcha, el líquido debe desplazarse por impacto usando un gas al menos desde el canal de suministro de gas, el canal de conexión, la sección de extensión, y la lanza de gas. El líquido sale del dispositivo parcialmente a través de la abertura del canal de conexión y parcialmente a través de la lanza de gas, que está abierta por la parte superior. Después del vaciado de la cámara de gas, el gas fluye posteriormente hacia fuera a través de las lanzas de gas. Este es el estado de operación normal. Se obtienen mayores flujos de gas cuando las lanzas de gas del dispositivo de gaseado se sitúan en paralelo. Las aberturas de las secciones de extensión proporcionan una contribución significativa a que las lanzas de gas situadas en paralelo tengan un flujo uniforme a través de las mismas, debido a que las aberturas aseguran que se obtengan las condiciones presión definidas en cada caso en la dirección del flujo detrás del canal de conexión diseñado como un regulador.

En un modo de operación preferido del dispositivo de gaseado, todo el flujo de gas se conduce hacia arriba a través de al menos una lanza de gas, formándose un cojín de presión en la sección de extensión debido a la resistencia al flujo en la lanza de gas. Si una pequeña cantidad de gas se transporta a través de las lanzas de gas, el líquido puede entrar a través de la abertura de la sección de conexión, transportándose hacia arriba en la lanza de gas con el flujo de gas. Se observa un efecto de bombeo, que típicamente aumenta con la disminución del caudal de gas y puede soportar el procedimiento de limpieza de las burbujas de gas.

Si, procedente del modo de operación preferido, la presión en el canal de suministro de gas y, por tanto, la cantidad de gas que fluye a través de las lanzas de gas aumenta, el cojín de presión en la sección de extensión se expande hasta que finalmente una parte del flujo de gas también escapa hacia abajo a través de la abertura de la sección de extensión. El flujo de gas adicional que sale por la parte inferior del dispositivo de gaseado puede usarse también para el gaseado pretendido del líquido. Si el dispositivo de acuerdo con la presente invención se usa en un equipo de membrana, por ejemplo, haces de membranas situados alrededor de la lanza de gas, el flujo de gas adicional que sale desde la parte inferior del dispositivo permite especialmente de forma ventajosa la limpieza adicional en la periferia externa y en las zonas del límite del haz de fibras de membrana.

El dispositivo de gaseado puede ser operado de forma intermitente. Durante el funcionamiento intermitente, los intervalos de gaseado en los que, en el modo de operación preferido, se usa un flujo gas o de aire grande que se alterna con intervalos en los que el flujo de gas se regula lo suficiente para que la presión en el canal de suministro de gas se mantenga, pero sólo una pequeña cantidad o nada de gas escapa a través de la al menos una lanza de gas. Opcionalmente, durante el funcionamiento intermitente, como se ha descrito anteriormente, puede generarse un flujo adicional de gas en la parte inferior del dispositivo de gaseado en el cado de un flujo de gas o aire muy grande. Si el dispositivo de gaseado se hace funcionar usando un pequeño flujo de gas durante el funcionamiento intermitente, la al menos una lanza de gas se inunda por el líquido que la rodea. Se forma una columna de líquido en la lanza de gas, que se extiende hasta el canal de conexión, pero debido a la presión mayor que existe en el canal de suministro, no pasa a través del canal de conexión hacia el canal de suministro de gas. Si el canal de suministro de gas impacta de nuevo con un flujo de gas grande, el líquido se desplaza desde la lanza de gas, escapando en primer lugar un chorro de aire a través de la abertura de la sección de extensión y una parte del flujo de gas que fluye hacia arriba a través de la lanza de gas. Tan pronto como el líquido se desplaza desde la lanza de gas, se implementa el modo de operación preferido, en el que todo el flujo de gas fluye hacia fuera a través de la lanza de gas. En comparación con la configuración conocida descrita al comienzo, la pérdida de presión del sistema global es significativamente menor. Por lo tanto, el intervalo de regulación del flujo de gas es mayor. Incluso con un flujo de poca cantidad de gas, se asegura el flujo uniforme de la lanza de gas o de las lanzas de gas. Una ventaja adicional es que el dispositivo puede implementarse de tal manera que el líquido puede retirarse del canal de suministro de gas sin dejar residuos cuando el dispositivo se pone en marcha. En particular, en la realización preferida del dispositivo que tiene múltiples lanzas de gas, se asegura un flujo uniforme a través de todas las lanzas de gas durante la operación de gaseado.

Se obtienen múltiples posibilidades para la implementación constructiva adicional del dispositivo de acuerdo con la presente invención. Por tanto, el canal de conexión puede incluir la lanza de gas directamente o también mediante un hueco, tal como un hueco anular, como un punto de regulación. En otra realización de la presente invención, el canal de conexión pasa continuamente dentro de la lanza de gas, teniendo el canal de conexión y la lanza de gas la misma sección transversal. En una mejora especialmente sencilla de esta realización, la lanza de gas y la sección de extensión se implementan como secciones de un tubo, extendiéndose la lanza de gas por encima del canal de conexión y extendiéndose la sección de extensión por debajo del canal de conexión. El tubo preferentemente tiene una sección transversal redonda y puede conformarse en forma cilíndrica o en forma parcialmente cónica. Con un tubo lineal, puede limpiarse de forma especialmente fácil, por ejemplo, usando un cepillo o un chorro presurizado, incluso en el estado montado.

Una realización adicional del dispositivo de acuerdo con la presente invención comprende una pieza de conexión fijada al canal de suministro de gas. La lanza de gas se extiende hacia arriba dentro de una cámara de recepción de la pieza de conexión, y una cubierta se localiza sobre la pieza de conexión, que está abierta por la parte inferior y forma la sección de extensión. La cubierta puede insertarse dentro de la pieza de conexión, formándose preferentemente el canal de conexión en la cubierta. La cubierta también puede situarse sobre la pieza de conexión. La al menos una lanza de gas se extiende preferentemente dentro de la cámara de recepción de la pieza de conexión, teniendo el canal de conexión definido por la pieza de conexión un punto de regulación en el extremo de la lanza de gas sumergida en la cámara de recepción. Pueden obtenerse múltiples mejoras constructivas ventajosas del dispositivo de acuerdo con la presente invención a partir de dicha realización.

La cubierta puede tener caras internas que cierren el extremo de la lanza de gas con un hueco anular que forma el punto de regulación. La cubierta tiene preferentemente una depresión que es opuesta al extremo de la lanza de gas y forma una cámara de calma de flujo de la sección de extensión. La abertura en el lado de la cubierta descarga dentro de la cámara de clama de flujo.

De acuerdo con una realización adicional de la invención, una válvula reguladora que comprende dos cuerpos de válvula se sitúa en una cámara anular delimitada por la pieza de conexión y la lanza de gas, estando situado el primer cuerpo de válvula en el extremo de la lanza de gas y uniendo la cámara anular entre la lanza de gas y la pieza de conexión y teniendo también aberturas para el paso de gas. El segundo cuerpo de válvula tiene un asiento de válvula que trabaja junto con las aberturas para el paso de gas y se sitúa en una cámara entre la cubierta y el primer cuerpo de válvula. Adicionalmente, el segundo cuerpo de válvula puede tener un conducto, que forma una cámara de calma de flujo de la sección de extensión detrás del punto de regulación y que se alinea con la abertura en la cubierta. El asiento de válvula puede implementarse como una cara de asiento cónica o cóncava. El primer cuerpo de válvula puede contener orificios axiales que descargan en una cámara de flujo que encierra anularmente el extremo de la lanza de gas. La cámara de flujo y la cara de asiento del segundo cuerpo de válvula forman un hueco de regulación definido. Los dos cuerpos de válvula está conectada oportunamente entre sí. Con una conexión de tornillo, por ejemplo, existe la posibilidad de ajustar la anchura del hueco de regulación entre los dos cuerpos de válvula. También está dentro del ámbito de la presente invención que el segundo cuerpo de válvula sea una parte de inserción, que se fija mediante la cubierta contra el primer cuerpo de válvula. El primer cuerpo de válvula puede tener una entrada de gas con estrangulamiento con forma de boquilla para que el gas fluya dentro de la lanza.

La abertura en el lado inferior de la sección de extensión tiene oportunamente una sección transversal que corresponde a 0,5 a 2 veces la sección transversal del flujo de la lanza de gas. Las secciones transversales de la abertura y la sección transversal de la lanza de gas corresponden preferentemente de forma esencial.

La lanza de gas preferentemente termina en su extremo superior proyectándose lejos del canal de suministro de gas libremente en el líquido a gasear, sin un capuchón y sin un estrangulamiento. También está dentro del ámbito de la presente invención, por supuesto, que la lanza de gas esté adicionalmente provista de aberturas en el lado de la capa protectora. Adicionalmente, puede ser ventajoso implementar el extremo de la lanza de gas en la salida de gas con una expansión de tipo difusor de la sección transversal de flujo.

El dispositivo de gaseado descrito está destinado particularmente para equipos de membrana que se usan en una operación de inmersión. Durante el uso en un equipo de membrana, la al menos una lanza de gas se encierra preferentemente por un haz de membranas de fibra hueca, que está embebido en un extremo abierto en una parte de cabeza y descarga dentro de una cámara de recogida de permeado separada del canal de suministro de gas.

El dispositivo de acuerdo con la presente invención tiene preferentemente múltiples lanzas de gas conectadas al canal de suministro de gas, cada una de las cuales se implementa como se ha descrito anteriormente. En una realización especialmente preferida, el dispositivo se ensambla a partir de segmentos individuales teniendo cada uno una lanza de gas, implementándose cada uno de los segmentos individuales como se ha descrito anteriormente.

A continuación, la presente invención se explica basándose en un dibujo que ilustra simplemente una realización ejemplar.

Las Figuras 1a a 1g muestran esquemáticamente realizaciones de un dispositivo de gaseado de acuerdo con la presente invención en una ilustración en sección,

Las Figuras 2 a 4 muestran esquemáticamente una sección a través de un dispositivo de gaseado de acuerdo con la presente invención durante el funcionamiento en diferentes estados de operación,

La Figura 5 muestra esquemáticamente un detalle del dispositivo de acuerdo con la presente invención en una ilustración ampliada en relación con las Figuras 2 a 4,

La Figura 6 muestra esquemáticamente una realización adicional de la materia objeto ilustrada en la Figura 4,

Las Figuras 7a a 7c muestran esquemáticamente diferentes realizaciones de la materia objeto ilustrada en la Figura 6,

La Figura 8 muestra esquemáticamente el uso del dispositivo de gaseado en un módulo de membrana para un equipo de membrana usado en una operación de inmersión,

Las Figuras 9a a 9c muestran esquemáticamente realizaciones alternativas del dispositivo de gaseado en un módulo de membrana,

La Figura 10 muestra esquemáticamente un diagrama de acuerdo con el efecto de bombeo de un dispositivo de gaseado de acuerdo con la presente invención a un flujo de gas bajo.

Las Figuras 1a a 1g muestran detalles de realizaciones de un dispositivo de acuerdo con la presente invención para gasear un líquido 1 que tiene un canal de suministro de gas 2 y al menos una lanza de gas 3 conectada al canal de suministro de gas 2, desde la que sale un flujo de gas durante la operación de gaseado. Todo el dispositivo tiene preferentemente lanzas de gas adicionales 3 (no mostradas), que se implementan correspondientemente. La lanza de gas 3 se extiende verticalmente hacia arriba y tiene un extremo abierto 4 que se proyecta desde el canal de suministro de gas 2 sin un estrangulamiento y sin un capuchón. La lanza de gas 3 está conectada mediante un canal de conexión 5 al canal de suministro de gas 2, generando el canal de conexión 5 una pérdida de presión de flujo del flujo de gas que entra en la lanza de gas 3 como un regulador y conectándose siempre sólo una lanza de gas 3 al canal de conexión 5. El canal de conexión de 5 está conectada usando una primera embocadura 8 a la lanza de gas 3 y usando una segunda embocadura 8' al canal de suministro de gas 2, extendiéndose la lanza de gas 3 hacia arriba y extendiéndose una sección de extensión 6 hacia abajo comenzando desde la primera embocadura 8. La sección de extensión 6 unida a la lanza de gas 3 tiene una abertura 7 por debajo de la primera embocadura 8. En las realizaciones mostradas en las Figuras 1a y 1b, la primera embocadura 8 se sitúa por debajo de la segunda embocadura 8'. Cuando el dispositivo de acuerdo con la presente invención se pone en marcha se asegura, por tanto, que el líquido 1 que se ha recogido en el canal de suministro de gas 2 primero se retire completamente. En la realización mostrada en la Figura 1c, el canal de conexión 5 se proyecta hacia el canal de suministro de gas 2, estando situada la segunda embocadura 8' por encima de la parte inferior del canal de suministro de gas 2. Si el líquido 1 se ha recogido en el canal de suministro de gas 2, el líquido 1 también permanece en el canal de suministro de gas 2 por debajo de la segunda embocadura 8' durante el funcionamiento. Esto evita que los contaminantes que se han recogido en la parte inferior del canal de suministro de gas 2 alcancen el canal de conexión 5. La Figura 1d muestra una realización en la que el canal de conexión 5 es contiguo a la parte superior del canal de suministro de gas usando su segunda embocadura 8' y conduce hacia arriba, hacia la primera embocadura 8, estando situadas tanto la lanza de gas 3 como también la sección de extensión 6 por encima del canal de suministro 2. En la realización mostrada en la Figura 1e, el canal de conexión se proyecta desde arriba dentro del canal de suministro de gas 2. Si el canal de suministro de gas 2 se llena completamente con el líquido 1 cuando se pone en marcha, este líquido primero se retira del canal de suministro de gas 2 hasta la altura de la segunda embocadura 8', comenzando el gaseado prácticamente de forma simultánea en todas las lanzas de gas 3 posteriormente en una configuración que tiene múltiples lanzas de gas.

Como puede deducirse a partir de las Figuras 1f y 1g, el canal de conexión 5 puede tener también un recorrido angular o curvado. La retirada completa del líquido recogido 1, por tanto, se asegura en la Figura 1g cuando el dispositivo de acuerdo con la presente invención se pone en marcha, aunque la lanza de gas 3, la sección de extensión 6 y la primera embocadura 8 están situadas por encima del canal de suministro de gas 2.

Aunque se proporciona un punto de regulación 9 en el canal de conexión en la realización de la Figura 1a, el canal de conexión 5 mostrado en la Figura 1b tiene una sección transversal a lo largo de su longitud que es menor que la sección transversal de la lanza de gas 3 y que genera una pérdida de presión de flujo del flujo de gas que entra en la lanza de gas 3. En la realización de la Figura 1b, la lanza de gas 3 y la sección de extensión 6 se implementan como secciones de un tubo lineal, extendiéndose la lanza de gas 3 hacia arriba y extendiéndose la sección de extensión 6 hacia abajo comenzando desde el canal de conexión 5. La sección de extensión 6 pasa continuamente dentro de la lanza de gas 3, teniendo la sección de extensión 6 y la lanza de gas 3 secciones transversales iguales, de manera que la realización mostrada es fácil de limpiar usando un cepillo o un chorro a presión, por ejemplo, incluso en el estado instalado.

Los dispositivos mostrados en las Figuras se usan para gasear un líquido. La construcción básica del dispositivo incluye un canal de suministro de gas 2 y múltiples lanzas de gas 3 conectadas a un canal de suministro de gas 2, desde las que el flujo de gas sale simultáneamente durante la operación de gaseado. El dispositivo se baja hasta un líquido 1, orientándose el canal de suministro de gas 2 esencialmente de forma horizontal (Figuras 2 a 4). Las lanzas de gas 3 se extienden verticalmente hacia arriba y terminan libremente en el líquido 1 a gasear en sus extremos 4 que se proyectan desde el canal de suministro de gas 2 sin un capuchón. El canal de suministro de gas comprende piezas de conexión 10 que se ramifican desde el canal de suministro de gas, que están cerradas en sus extremos por una cubierta 11, formando la cubierta 11 la sección de extensión 6. Las lanzas de gas 3 se extienden hacia arriba hasta la cámara de recepción 12 de la pieza de conexión 10, proporcionándose un punto de regulación 9 en el canal de conexión 5 en el extremo de las lanzas de gas 3 sumergidas en la cámara de recepción, que genera una pérdida de presión de flujo del flujo de gas que entra en la lanza de gas 3. También puede observarse a partir de las ilustraciones en las Figuras 2 a 9c que la abertura 7 se proporciona en las cubiertas 11, situadas sobre las piezas de conexión 10, que descarga dentro de la cámara de flujo 14 de la sección de extensión 6 detrás del punto de regulación 9. Las cubiertas 11 está conectada de forma que puedan retirarse a las piezas de conexión 10. Después de retirar la cubierta 11, los puntos de regulación 9 son accesibles y las lanzas de gas 3 pueden limpiarse fácilmente. La limpieza también se hace posible a través de la abertura 7.

La Figura 2 muestra el dispositivo puesto en marcha después de que se ha bajado dentro del líquido 1 a gasear. El canal de suministro de gas 2 contiene el líquido 1', que ha penetrado a través de las lanzas de gas 3, que están abiertas por la parte superior, dentro de la cámara de gas. El canal de suministro de gas 2 se hace impactar ahora con presión y se suministra un flujo de gas. El flujo de gas o aire suministrado a presión desplaza el líquido 1' del canal de suministro de gas 2. El líquido 1' fluye dentro de las piezas de conexión inferiores 10 y sale del dispositivo a través de las aberturas 7 en las lanzas de gas 3, que están abiertas por la parte superior.

Cuando el líquido 1' ha sido desplazado desde la cámara de recepción 12 de la pieza de conexión 10, se obtiene brevemente el estado de operación mostrado en la Figura 3. El flujo de gas fluye a través del punto de regulación 9 y desplaza la columna de líquido 15 dentro de la lanza de gas 3. Una parte del flujo de gas sale en forma de un pequeño impulso a través de las aberturas en el lado de la cubierta 7. Tan pronto como la columna de líquido 15 se ha desplazado desde las lanzas de gas 3, se obtiene el estado de operación mostrado en la Figura 4. Todo el flujo de gas fluye a través de las lanzas de gas 3 hacia arriba, obteniéndose flujos de gas de igual cantidad en las lanzas de gas 3. No sale ningún gas por las aberturas inferiores 7 de las cubiertas 6 en el modo de operación mostrado, ya que la presión del líquido en las aberturas en el lado de la cubierta 7 es mayor que la presión del líquido en el extremo de proyección en el lado de salida superior 4 de las lanzas de gas 3. Se obtienen condiciones de presión definidas e iguales en todas las lanzas de gas 3 a través de las aberturas en el lado de la cubierta 7, lo que da como resultado que se obtenga el flujo a través de las lanzas de gas 3 situadas en paralelo usando flujos de cantidades de gas iguales.

Las cubiertas 11 se implementan como capuchones o insertos y está conectada de forma que puedan retirarse a las piezas de conexión 10, por ejemplo, mediante una conexión de tornillo 16. En la realización ejemplar mostrada en la Figura 5, las cubiertas 11 tienen caras internas 17 que encierran el extremo 13 de las lanzas de gas 3 usando un hueco anular 18, que forma el punto de regulación 9. Cada una de las cubiertas 11 también tiene una depresión opuesta al extremo 13 de las lanzas de gas 3 y que forma una cámara de calma de flujo 19. La abertura en el lado de la cubierta 7 descarga en la cámara de clama de flujo 19.

En la realización ejemplar de la Figura 6, una válvula reguladora 22 que comprende dos cuerpos de válvula 20, 21 se dispone en cada cámara anular delimitada por una pieza de conexión 10 y una lanza de gas 3. El primer cuerpo de válvula 20 se sitúa en el extremo 13 de la lanza de gas 3, une la cámara anular entre la lanza de gas 3 y la pieza de conexión 10, y tiene aberturas para el paso de gas 23. El segundo cuerpo de válvula 21 tiene un asiento de válvula 24 que trabaja junto con las aberturas para el paso de gas 23 y se sitúa en una cámara entre la cubierta 11 y el primer cuerpo de válvula 20. El segundo cuerpo de válvula 21 contiene un conducto que forma una cámara de calma de flujo 19 detrás del punto de regulación 9. Puede observarse a partir de la Figura 6 y también a partir de las Figuras 7a a 7c que el asiento de válvula 24 puede implementarse como una cara de asiento cónica o cóncava. El primer cuerpo de válvula 20 tiene múltiples orificios axiales distribuidos alrededor de la circunferencia como aberturas para el paso de gas 23, que descargan dentro de una cámara de flujo 14 que cierra anularmente el extremo 13 de la lanza de gas 3. La cámara de flujo 14 forma un punto de regulación 9 con la cara de asiento del segundo cuerpo de válvula 21. El primer cuerpo de válvula 20 puede tener también una entrada de gas de estrangulamiento con forma de boquilla 25 para que el gas fluya dentro de la lanza de gas 3. En las realizaciones ejemplares de la Figura 7c, el conducto del segundo cuerpo de válvula 21 que forma una cámara de calma de flujo 19 detrás del punto de regulación 9, se alinea con la abertura 7 en la cubierta 11.

Las aberturas 7 de las secciones de extensión 6 situadas en la cubierta 11 pueden tener una sección transversal que corresponde preferentemente a 0,5 a 2 veces la sección transversal del flujo de las lanzas de gas 3. En las realizaciones ejemplares, la sección transversal de las aberturas en el lado de la cubierta 7 y la sección transversal de las lanzas de gas 3 son aproximadamente iguales.

El extremo de proyección en el lado de salida 4 de las lanzas de gas 3 tiene una expansión de tipo difusor 26, de acuerdo con una realización preferida de la presente invención en las realizaciones ejemplares de las Figuras 2 a 8.

El dispositivo de gaseado es adecuado para equipos de membrana que se usan en una operación de inmersión. Los equipos de membrana pueden tener haces de membranas, placas de membrana u otros elementos de membrana, subiendo el gas desde el dispositivo de gaseado en el borde de las membranas o dentro de un haz de membranas y limpiando la membrana. El extremo de proyección en el lado de salida 4 de las lanzas de gas 3 se encierra en la realización mostrada por un haz 27 de membranas de fibra hueca, que están embebidas en un extremo abierto en una parte de cabeza 28 y descarga dentro de una cámara de recogida de permeado 29 separada de la cámara de suministro de gas 2. Las unidades, como se muestra en la Figura 8, pueden ensamblarse en una matriz o en un módulo de membranas 30, en el que se integra una unidad de gaseado implementada de acuerdo con la presente invención.

Las Figuras 9a a 9c muestran detalles de una realización alternativa del dispositivo de gaseado de acuerdo con la presente invención en un módulo de membranas 30. En la realización mostrada en la Figura 9a, la cubierta 11 se inserta en la pieza de conexión 10 y se fija mediante un cierre de bayoneta 31. El canal de conexión 5 se forma en la cubierta 11, de manera que la sección transversal del canal de conexión 5 no cambia especialmente de forma ventajosa por las irregularidades del montaje. La sección de extensión 6 formada en la cubierta 11 se une directamente a la lanza de gas 3, proporcionándose una junta elastomérica 32 entre la lanza de gas 3 y la cubierta 11 y, adicionalmente, la pieza de conexión 10 y la cubierta 11. Las Figuras 9b y 9c muestran realizaciones en las que la cubierta 11 se atornilla sobre la pieza de conexión 10. Aunque el canal de conexión 5 también se forma esencialmente en la cubierta 11 en la realización de la Figura 9b, la realización de la Figura 9c tiene un punto de regulación 9 entre la cubierta 11 y la lanza de gas 3.

Durante el funcionamiento normal del dispositivo de gaseado, se forma un cojín de presión en la sección de extensión 6 que tiene la abertura 7, que determina las condiciones de presión en la lanza de gas 3 indicada. A pequeños caudales, sin embargo, el líquido 1 puede entrar en la lanza de gas 3 a través de la sección de extensión 6 y puede transportarse hacia arriba con el flujo de gas a través de la lanza de gas 3. El efecto de bombeo del dispositivo de acuerdo con la presente invención se muestra en la Figura 10, mostrándose la cantidad de líquido 1 transportado por el dispositivo como una función del caudal del flujo de gas.

Claims (15)

1. Un dispositivo para gasear un líquido (1), particularmente para equipos de membrana usados en una operación de inmersión, que tiene un canal de suministro de gas (2) y al menos una lanza de gas (3) desde la que sale un flujo de gas durante la operación de gaseado, en el que la lanza de gas (3) está conectada al canal de suministro de gas (2) mediante al menos un canal de conexión (5) que comprende una primera embocadura (8) en el lado de la lanza de gas (3) y una segunda embocadura (8') en el lado del canal de suministro de gas (2) y que genera, como un regulador, una pérdida de presión de flujo del flujo de gas que entra en la lanza de gas (3), y en el que por debajo de la primera embocadura (8) está proporcionada una sección de extensión (6), que es contigua a la lanza de gas (3) y que tiene una abertura (7) por debajo de la primera embocadura (8).

2. El dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el canal de conexión (5) tiene un punto de regulación (9) o tiene una sección transversal a lo largo de toda su longitud que es menor que la sección transversal de la lanza de gas (3).

3. El dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, en el que la segunda embocadura (8') está dispuesta en la parte inferior del canal de suministro de gas (2).

4. El dispositivo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que el canal de conexión (5) está proporcionado mediante una pieza de conexión (10) fijada al canal de suministro de gas (2), en el que lanza de gas (3) se extiende hacia arriba dentro de la cámara de recepción (12) de la pieza de conexión (10), y en el que una cubierta (11) está localizada sobre la pieza de conexión (10), que está abierta por la parte superior y forma la sección de extensión (6).

5. El dispositivo de acuerdo con la reivindicación 4, en el que el canal de conexión (5) tiene un punto de regulación (9) en el extremo (13) de la lanza de gas (3) sumergido en la cámara de recepción (12).

6. El dispositivo de acuerdo con la reivindicación 5, en el que la cubierta (11) tiene una cara interna (17), que encierra el extremo (13) de la lanza de gas (3) con un hueco anular (18), que forma el punto de regulación (9).

7. El dispositivo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 4 a 6, en el que la cubierta (11) tiene una depresión, que es opuesta al extremo (13) de la lanza de gas (3) y forma una cámara de calma de flujo (19) de la sección de extensión (6), y en el que la abertura en el lado de la cubierta (7) descarga dentro de la cámara de calma de flujo (19).

8. El dispositivo de acuerdo con la reivindicación 4, en el que una válvula reguladora (22) que comprende al menos dos cuerpos de válvula (20, 21) está situada en una cámara anular delimitada por la pieza de conexión (10), y la lanza de gas (3), estando situado el primer cuerpo de válvula (20) sobre el extremo (13) de la lanza de gas (3) y uniendo la cámara anular entre la lanza de gas (3) y la pieza de conexión (10) así como teniendo aberturas para el paso de gas (23), y teniendo el segundo cuerpo de válvula (21) un asiento de válvula (24) que trabaja junto con las aberturas para el paso de gas (23), y estando situado en una cámara entre la cubierta (11) y el primer cuerpo de válvula (20).

9. El dispositivo de acuerdo con la reivindicación 8, en el que el segundo cuerpo de válvula (21) tiene un conducto, que forma una cámara de calma de flujo (19) de la sección de extensión (6) por detrás del punto de regulación (9) y está alineado con la abertura (7) en la cubierta (11).

10. El dispositivo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en el que la lanza de gas (3) termina sin un estrangulamiento y sin un capuchón libremente en el líquido (1) a gasear en su extremo que se proyecta desde el canal de suministro de gas (2).

11. El dispositivo de acuerdo con la reivindicación 10, en el que la lanza del gas (3) tiene una expansión de tipo difusor (26) en su extremo superior (4) que está proyectada desde el canal de suministro de gas (2).

12. El dispositivo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, en el que la lanza de gas (3) está encerrada por un haz (27) de membranas de fibra hueca, que está embebido en un extremo en una pieza de cabeza (28) y que descarga dentro de una cámara de recogida de permeado (29) separada del canal de suministro de gas (2).

13. El dispositivo de acuerdo con cualquier de las reivindicaciones 1 a 12, en el que la sección de extensión (6) pasa continuamente dentro de la lanza de gas (3), teniendo la sección de extensión (6) y la lanza de gas (3) la misma sección transversal.

14. El dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 12, en el que la lanza de gas (3) y/o la sección de extensión tienen una forma cónica, al menos en algunas secciones.

15. El dispositivo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, en el que múltiples lanzas de gas (3) están conectadas al canal de suministro de gas (2), desde las que el flujo de gas sale simultáneamente durante la operación de gaseado, estando conectada cada una de las lanzas de gas (3) mediante al menos un canal de conexión diferente (5) al canal de suministro de gas (2), generando los canales de conexión (5) una pérdida de presión de flujo del flujo de gas que entra en las lanzas de gas (3) como reguladores, y se proporciona una sección de extensión (6) por debajo de cada uno de los canales de conexión (5), que tiene una abertura (7) por debajo del canal de conexión indicado (5) y que es contigua a la lanza de gas indicada (3).