ES2561313T3 - Dispositivo y procedimiento para el tratamiento por impulsos de alto voltaje en el intersticio anular - Google Patents
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Abstract
Dispositivo para el tratamiento de un medio bombeable (8) por medio de impulso de alto voltaje, que presenta un espacio de tratamiento con una sección transversal (9) que presenta un primer radio alrededor de un eje central longitudinal, una primera superficie de electrodos (3, 11) y una segunda superficie de electrodos (4, 12) que está distanciada axialmente de la primera superficie de electrodos (3, 11), en donde en la separación axial entre la primera superficie de electrodos (3, 11) y la segunda superficie de electrodos (4, 12) está dispuesto un aislante (2, 2') y la primera y la segunda superficies de electrodos (3, 11, 4, 12) pueden cargarse con energía eléctrica de polaridad opuesta, estando dispuesto en el espacio de tratamiento un elemento en forma de barra (5) que limita la sección transversal (9) mediante su segundo radio, estando dispuestas la primera superficie de electrodos (3, 11) y la segunda superficie de electrodos (4, 12) al menos proporcionalmente en el segundo radio sobre el elemento en forma de barra (5), caracterizado por que entre la parte de la primera superficie de electrodos (3) que está dispuesta en el primer radio alrededor del eje central longitudinal y la parte (11) de la primera superficie de electrodos (3) que está dispuesta en el segundo radio alrededor del eje central longitudinal, está fijada una pieza de unión (13) eléctricamente conductora que forma el soporte para el elemento en forma de barra (5) y la segunda superficie de electrodos (12) dispuesta encima, y en la sección de tubo axial, en la que la segunda superficie de electrodos (12) está dispuesta sobre el elemento en forma de barra (5), está dispuesta una superficie de contacto (4) distanciada en el primer radio y por que la distancia en la que la primera superficie de electrodos (3) proporcional está dispuesta desde la segunda superficie de electrodos (4) proporcional en el primer radio es mayor que la distancia de la primera superficie (11) de electrodos proporcional desde la segunda superficie de electrodos (12) proporcional en el segundo radio.
Description
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DESCRIPCION
Dispositivo y procedimiento para el tratamiento por impulsos de alto voltaje en el intersticio anular
La invencion se refiere a un dispositivo y procedimiento para el tratamiento de medios llquidos o bien bombeables, en particular de llquidos con un campo electrico pulsado, en particular para el tratamiento continuo de llquidos, que son preferentemente alimentos. Los medios bombeables, que pueden tratarse con el procedimiento de acuerdo con la invencion, pueden presentar componentes en pedazos, dado que estos se disgregan igualmente con el procedimiento, o bien su contenido de germenes se reduce igualmente. El campo electrico pulsado se genera entre electrodos a lo largo de los cuales se conduce el llquido, de manera que en la circulation del llquido a traves del campo electrico se alcanza un tratamiento continuo.
Ademas del dispositivo con una disposition de electrodos, la invencion facilita el empleo del dispositivo como mecanismo para el tratamiento por impulsos de alto voltaje de medios bombeables, as! como un procedimiento para el tratamiento por impulsos de alto voltaje de medios bombeables por medio del dispositivo, cuyos electrodos estan conectados a la fuente de impulsos de alto voltaje, en particular para el tratamiento por impulsos de alto voltaje de alimentos. El dispositivo de acuerdo con la invencion y el procedimiento de acuerdo con la invencion son especialmente adecuados para la aplicacion de campos electricos intensos de corta duration, por ejemplo mediante carga de los electrodos en el dispositivo con potencias pulsatorias de aproximadamente 3 a 10 MW, en particular 5 MW, con una duracion de impulsos de 10 a 30 gs, en particular 20 gs, en un tiempo de 3000 a 5000 gs entre los impulsos, en particular con una distancia de impulsos de aproximadamente 4000 gs, o bien en el caso de una potencia media de aproximadamente 15 a 50 kW, en particular aproximadamente 25 kW.
El tratamiento por impulsos de alto voltaje, tambien llamado electroporation, se emplea, entre otros, para la esterilizacion y/o la disgregacion de celulas en alimentos, medicamentos, aguas residuales, sustratos y alimentos para animales, dado que este tratamiento en celulas biologicas lleva a la perforation de la membrana celular, y por lo tanto al menos a una disgregacion parcial y/o a la reduction de la carga de germenes o bien a la esterilizacion. La forma de electrodos especial del dispositivo de acuerdo con la invencion permite debido a la uniformidad del campo electrico generado, un procedimiento de tratamiento homogeneo, y preferentemente un procedimiento con gasto de energla reducido para el campo electrico, en particular en comparacion con las disposiciones de electrodos conocidas. Para la disgregacion o bien la esterilizacion de alimentos bombeables, son adecuadas por ejemplo, intensidades de campo de 15 a 20 kV/cm.
Estado de la tecnica
El documento DE 60933273 T2 muestra un dispositivo para el tratamiento por impulsos de alto voltaje, en el que esta dispuesto un primer electrodo en forma de tubo alrededor de un segundo electrodo coaxial distanciado, de manera que los electrodos entre si forman un canal de circulacion con section transversal anular.
El documento EP 1123662 B1 describe un dispositivo para el tratamiento por impulsos de alto voltaje, en el que los electrodos deben estar dispuestos en una camara de tratamiento, de manera que las llneas de campo del campo electrico generado discurren en paralelo unas respecto a otras, y el control potencial debe concebirse de manera que intensidad y direction del campo electrico son constantes en la superficie de circulacion efectiva. La camara de tratamiento puede ser una carcasa rectangular en la que los electrodos estan dispuestos a una distancia en paralelo unos respecto a otros. Alternativamente los electrodos pueden estar encajados en la pared interior de un tubo en paralelo al eje longitudinal.
El documento EP 2052743 A1 describe una disposicion de electrodos para la generation de un campo electrico en una seccion de tubo que puede atravesarse, en donde en cada caso dos secciones de cada electrodo entre si forman condensadores. Los electrodos estan instalados en una seccion de tubo axial en la que esta dispuesto un cuerpo de aislamiento que limita la seccion transversal para formar una seccion transversal anular. Los electrodos pueden estar dispuestos en una distancia axial sobre el cuerpo de aislamiento, en la pared de tubo o enfrentados entre si en el cuerpo de aislamiento o la pared de tubo.
El documento US 5690978 describe un procedimiento para el tratamiento de llquidos con campos electricos pulsados que presenta dos electrodos distanciados mediante aislantes, que despliegan en una seccion axial de un trayecto de circulacion en cada caso una seccion transversal anular, cuya superficie interior y exterior se forma de los mismos electrodos.
El documento US 2004/0238948 A1 describe un cuerpo de material aislante soportado en una seccion de tubo sobre el que esta dispuesta una superficie de electrodos, mientras que la otra superficie de electrodos esta dispuesta en la pared circundante, para limitar una seccion transversal de circulacion anular. Alternativamente, pueden estar dispuestos electrodos polarizados de manera opuesta distanciados axialmente sobre el cuerpo aislante, o en la pared del tubo en cada caso adyacentes a la seccion transversal de corriente anular.
El documento EP 1198997 A2 describe un dispositivo para el tratamiento de un llquido por medio de campos
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electricos que presenta electrodos distanciados mediante material aislante, que limitan la pared de un canal de circulacion en el que esta guiado de manera axialmente desplazable una contraplaca.
En el caso de la disposicion coaxial de electrodos de polaridad opuesta, el campo electrico generado no es homogeneo, de manera que se registran zonas del espacio intermedio anular entre electrodos solamente de una intensidad de campo significativamente reducida.
En el caso de una disposicion colineal de los electrodos, por ejemplo si secciones distanciadas de un tubo estan disenadas como electrodos, y en medio un material aislante forma la pared de tubo, la intensidad de campo electrica de la pared respecto al centro de la seccion transversal de corriente disminuye claramente. Dado que ademas la velocidad de circulacion con distancia creciente desde la pared de tubo aumenta, no se realiza en particular ningun tratamiento efectivo del medio a lo largo del eje central longitudinal de una disposicion de electrodos de este tipo, mientras que en la zona de la pared a traves de las intensidades de campo altas aparecen altas cargas termicas del medio que circula all! con velocidad reducida. Esta carga termica puede llevar a una desnaturalizacion o bien adherencia del medio bombeable en la zona de la disposicion de electrodos.
Objetivo de la invencion
Es objetivo de la invencion facilitar un dispositivo alternativo y un procedimiento alternativo que puede realizarse con el dispositivo para el tratamiento por impulsos de alto voltaje. El dispositivo de acuerdo con la invencion y el procedimiento de acuerdo con la invencion deben superar las desventajas del estado de la tecnica.
Descripcion general de la invencion
La invencion consigue el objetivo con la caracterlsticas de las reivindicaciones 1, o bien 9, y facilita un dispositivo con una disposicion de electrodos en la que estan dispuestas una primera y un segunda superficie de electrodos en secciones de pared axiales distanciadas de un especio de tratamiento, o bien en secciones distanciadas axialmente a lo largo del espacio de tratamiento, que forma el trayecto de circulacion de un medio que bombeable, y entre los electrodos esta dispuesto un aislante. Los electrodos pueden contactar, o bien estan unidos con polos opuestos de una fuente de impulsos de alto voltaje, o bien pueden cargarse con impulsos de alto voltaje electricos de polaridad opuesta. El espacio de tratamiento inundado de medio bombeable, que tambien se denomina canal de circulacion, tiene una seccion transversal sustancialmente anular, que en su primer radio (exterior) y/o segundo radio (interior) esta limitado por secciones por superficies de electrodos distanciadas radialmente y aislante, que esta dispuesta en la zona situada en paralelo al eje longitudinal, alrededor de la cual las superficies de electrodos estan distanciadas axialmente. De esta manera, la primera y la segunda superficie de electrodos estan separadas entre si en paralelo al eje longitudinal del trayecto de circulacion mediante una distancia en la que esta dispuesto un aislante, y debidamente se solapan la primera y la segunda superficie de electrodos no radialmente o bien no en paralelo al eje longitudinal del trayecto de circulacion, o bien del espacio de tratamiento con seccion transversal anular. Para los propositos de la invencion, las superficies de electrodos de electrodos o bien superficies aislantes se denominan tambien superficies de electrodos o bien superficies aislantes. En general, la descripcion de las caracterlsticas de acuerdo con la invencion se refiere tanto al dispositivo como tambien al procedimiento de acuerdo con la invencion. La seccion transversal del espacio de tratamiento es preferentemente un intersticio anular que puede ser en particular de forma circular o ellptica, y preferentemente por al menos una seccion axial, preferentemente en la seccion axial, a traves de la cual el aislante se extiende entre los electrodos, presenta una longitud de entrehierro constante o bien el mismo. Debidamente, el primer y el segundo radio que delimitan esta seccion transversal entre si presentan en una seccion axial en cada caso valores fijos, y describen una superficie circular o presentan valores radialmente diferentes en cada caso y describen una superficie ellptica, diferenciandose los valores del primer y del segundo radio en la cantidad que es la longitud de entrehierro.
El dispositivo de acuerdo con la invencion se caracteriza porque estan dispuestas una primera superficie de electrodos y una superficie de electrodos distanciada a traves de un aislante interpuesto de la misma a lo largo del eje longitudinal de un espacio de tratamiento, adyacentes a un espacio de tratamiento para un medio bombeable que presenta una seccion transversal anular en perpendicular al eje longitudinal, o bien forma un intersticio anular. Dado que la abertura de entrada o bien de salida estan dispuestas en cada caso en extremos enfrentados del espacio de tratamiento con seccion transversal anular, por ejemplo adyacentes a un primer extremo del elemento en forma de barra o bien adyacentes a un segundo extremo del elemento en forma de barra enfrentado a lo largo del eje longitudinal, al pasar un medio bombeable a traves del espacio de tratamiento con seccion transversal anular, el medio bombeable se conduce sucesivamente por las superficies de electrodos de polaridad opuesta, es decir, fundamentalmente en paralelo respecto al campo electrico generado entre las superficies de electrodos. De esta manera, en el procedimiento de acuerdo con la invencion, con el dispositivo se realiza un tratamiento por impulsos de alto voltaje uniforme del medio bombeable, en el que el medio bombeable esta sometido de manera uniforme al campo electrico.
A traves de la seccion transversal de acuerdo con la invencion, preferentemente anular del espacio de tratamiento, que se limita en una seccion del eje longitudinal a traves de una primera y una segunda superficie de electrodos distanciada axialmente de esta con un aislante interpuesto, se permite circular medio bombeable con velocidad de
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circulacion sustancialmente igual, generandose a traves de la disposicion de electrodos de acuerdo con la invencion un campo electrico sustancialmente homogeneo a traves de esta seccion transversal anular. En particular, si el dispositivo de acuerdo con la invencion presenta una abertura de entrada y/o una abertura de salida que esta limitada solamente por un primer radio, como por ejemplo, la seccion transversal de un tubo completa, no interrumpida, y esta seccion transversal se limita al menos en la zona de la primera y segunda superficie de electrodos y del aislante interpuesto a una seccion transversal anular, cuyo radio exterior es igual al radio de la abertura de entrada o bien abertura de salida, y cuyo segundo radio (mas pequeno) limita la seccion transversal anular, la seccion transversal anular en la zona de las intensidades de campo mas altas que se generan entre las superficies de electrodos distanciadas, estando aumentada opcionalmente la velocidad de circulacion en la zona de la seccion transversal anular, y evitandose la formacion de depositos, y llevando preferentemente a una circulacion turbulenta en la zona de la seccion transversal anular.
De acuerdo con la invencion, a lo largo del eje central longitudinal del trayecto de circulacion esta dispuesto un elemento forma de barra, y la primera y la segunda superficie de electrodos estan dispuestas en secciones axiales distanciadas del dispositivo, a traves de las cuales se extiende el elemento en forma de barra, estando dispuestas la primera y la segunda superficie de electrodos en una distancia axial que se situa en paralelo al eje central longitudinal y que esta llena con de un aislante. Opcionalmente, la primera y la segunda superficie de electrodos, as! como el aislante que distancia axialmente estas pueden comprender entre estas superficies cerradas por el perlmetro, que limitan el espacio de tratamiento con seccion transversal anular. Estas superficies cerradas por el perlmetro estan dispuestas preferentemente en radios diferentes o en un mismo radio alrededor del eje central longitudinal, por ejemplo en el primer radio como superficie de revestimiento cillndrica interior, o en el segundo radio como superficie de revestimiento cillndrica exterior alrededor del eje central longitudinal. La primera superficie de electrodos limita con una primera arista en el aislante que distancia esta de la segunda superficie de electrodos, y la segunda superficie de electrodos limita con la segunda arista enfrentada a la primera arista del aislante. En la primera y la segunda arista entre superficie de electrodos y aislante puede estar dispuesta una obturacion, preferentemente la primera superficie de electrodos choca con la primera arista directamente en el aislante, y la segunda superficie de electrodos choca con la segunda arista directamente en el aislante.
La primera y segunda superficie de electrodos que estan dispuestas en una distancia axial, que se situa o bien esta determinada en paralelo al eje central longitudinal, y el aislante que llena la distancia entre las superficies de electrodos pueden estar dispuestos selectivamente en la pared exterior de la zona de circulacion con seccion transversal anular, es decir en la zona del primer radio (mayor) de la seccion transversal anular y/o en el elemento en forma de barra, es decir, en la zona del segundo radio (menor) de la seccion transversal anular. Las secciones de superficie de la seccion del dispositivo con seccion transversal anular, a traves de la cual se extiende el elemento en forma de barra a lo largo del eje central longitudinal, que son adyacentes a las superficies de electrodos, son electricamente no conductoras, o bien se componen de aislante.
De manera preferente en general, en particular en una segunda y tercera forma de realizacion, las superficies de electrodos distanciada entre si y el aislante, que llena la distancia axial de las superficies de electrodos presentan en cada caso los mismos radios alrededor del eje central longitudinal, para formar en el primer y/o en el segundo radio una superficie continua o una superficie proporcional que limita el espacio de tratamiento. Las superficies de electrodos adyacentes unas a otras y aislante estan preferentemente tambien dispuestas en cada caso en un mismo radio alrededor del eje central longitudinal y cerradas por el perlmetro.
En general, para los propositos de la descripcion, la disposicion coaxial de superficies de electrodos, por ejemplo de superficies de electrodos parciales de igual polaridad significa que estas se solapan al menos por secciones en la proyeccion en perpendicular respecto al eje central longitudinal, pudiendo estar dispuestas las superficies de electrodos o bien superficies de electrodos parciales en paralelo o en un angulo, por ejemplo hasta 45° o hasta 30° respecto al eje central longitudinal. Preferentemente, las superficies de electrodos y los aislantes que distancian a estas axialmente, as! como el elemento en forma de barra son simetricas en rotacion con respecto al eje central longitudinal.
El trayecto de circulacion o bien espacio de tratamiento con seccion transversal anular puede formarse por una seccion de tubo que presenta en el interior el primer radio, y por un elemento en forma de barra dispuesto en la seccion de tubo cuya superficie de revestimiento esta dispuesta en el segundo radio alrededor del eje central longitudinal comun. Preferentemente, el elemento en forma de barra en cada forma de realizacion, en particular si se compone de un aislante, por ejemplo ceramica, esta dispuesto de manera desplazable a lo largo del eje longitudinal del elemento en forma de barra, o bien de la seccion de tubo, en particular fijado en el aislante de manera desplazable en la direccion del eje longitudinal en arrastre de forma y/o en arrastre de fuerza. El primer y el segundo radio pueden ser constantes a traves del eje central longitudinal o modificarse de manera independiente uno de otro; los radios en los que estan dispuestas la primera y la segunda superficie de electrodos con el aislante que distancia en una seccion axial entre estas y las superficies de electrodos de polaridad opuesta pueden ser constantes en cada caso o ser diferentes a traves de la longitud del eje central longitudinal. La seccion axial del eje central longitudinal a traves de la cual se extienden la primera superficie de electrodos y la segunda superficie de electrodos distanciada axialmente, as! como el aislante situado entre estas, pueden ser iguales o diferentes independientemente entre si.
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De manera especialmente preferente, el dispositivo de acuerdo con la invention presenta una primera superficie de electrodos y una segunda superficie de electrodos distanciada axialmente mediante un aislante, extendiendose la primera y la segunda superficie de electrodos opcionalmente en perpendicular al eje central longitudinal, y presentando en cada caso superficies de revestimiento cillndricas o componiendose de estas, que estan dispuestas en un radio alrededor del eje central longitudinal, estando formado el elemento en forma de barra simetrico en rotation alrededor del eje central longitudinal, preferentemente con una superficie cillndrica.
En general, las superficies de electrodos pueden estar unidas en arrastre de forma y/o en arrastre de fuerza con aislantes adyacentes. De manera especialmente preferente, las superficies de electrodos presentan metal o carbono, por ejemplo grafito, o se componen de ello, preferentemente acero fino o titanio. Los aislantes, en particular aquellos que estan dispuestos entre la primera y las segunda superficie de electrodos son preferentemente de una pieza y se componen de manera especialmente preferente de ceramica. Como un aislante, una section aislante de un elemento en forma de barra que presenta una superficie de electrodos puede componerse preferentemente de ceramica.
El procedimiento de acuerdo con la invencion para el tratamiento de medios llquidos, en particular para la reduction de germenes y/o para la disgregacion de celulas, emplea el dispositivo de acuerdo con la invencion para la formation de un espacio de tratamiento con seccion transversal anular, que se extiende alrededor de un eje longitudinal, formandose en la seccion transversal anular por secciones en su primer radio (exterior) y/o su segundo radio (interior) por una primera y una segunda superficie de electrodos axialmente distanciada. En el procedimiento de acuerdo con la invencion, se deja circular o bien se bombea medio a traves de un espacio de trabajo que presenta una seccion transversal anular, generandose a traves de una descarga de impulsos de alto voltaje un campo electrico entre una primera y una segunda superficie de electrodos que estan distanciadas axialmente una de otra. En la seccion axial alrededor de la cual la primera y la segunda superficie de electrodos estan distanciadas, esta dispuesto un aislante.
En una primera forma de realization, la primera y la segunda superficie de electrodos son secciones distanciadas axialmente una de otra de un elemento en forma de barra, que esta dispuesto de manera coaxial en una seccion de tubo, que es electricamente no conductor y preferentemente se compone de aislante. La superficie interior de la seccion de tubo, excepto los elementos para contactar las superficies de electrodos, es electricamente no conductora, o bien se compone de aislante. Como elementos para este contacto electrico de las superficies de electrodos, el dispositivo presenta, por ejemplo paredes de la seccion de tubo que presentan superficies de contacto electricas en una distancia respecto a las superficies de electrodos. Una superficie de contacto electrica para el contacto de una superficie de electrodos, que esta dispuesta sobre el elemento en forma de barra, puede estar dispuesta en general en una seccion de tubo axial que abarca la superficie de electrodos, y en una distancia respecto a la superficie de electrodos, por ejemplo en el primer radio, dado que por medio de la conductibilidad del medio se conduce energla electrica a las superficies de electrodos. Las superficies de contacto electricas de este tipo estan dispuestas preferentemente en la seccion axial del tubo, en la que esta dispuesta una zona de la superficie de electrodos a contactar distanciada de la contraplaca. Las superficies de contacto electricas permiten, mediante el distanciamiento de superficies de electrodos del elemento en forma de barra, dispuestas coaxialmente al menos por secciones, un contacto electrico sin contacto de las superficies de electrodos. De acuerdo con la invencion, una de las superficies de electrodos esta conectada electricamente mediante una llnea que esta fijada en una seccion de tubo, siendo esta llnea el soporte para este electrodo, una seccion de aislante adyacente a este y la superficie de electrodos de polaridad opuesta distanciada a traves de la seccion de aislante, que por medio de una superficie de contacto distanciada esta contactada electricamente a traves del medio.
En una segunda forma de realizacion, la segunda superficie de electrodos esta formada en cada caso por una seccion de superficie interior de un tubo y una seccion de superficie en contacto electricamente del elemento en forma de barra. Las secciones de la primera y de la segunda superficie de electrodos estan distanciadas axialmente una de otra, llenando el aislante la distancia axial. Preferentemente, la seccion de superficie interna del tubo que forma una parte de una superficie de electrodos, solapa completamente de modo coaxial o al menos parcialmente la seccion de superficie del elemento en forma de barra que forma una parte de la superficie de electrodos de la misma polaridad, para formarse por ejemplo una superficie de electrodos mediante dos secciones de superficie coaxiales de este electrodo.
La seccion de la primera superficie de electrodos que se forma por la superficie interior de un tubo, o bien delimita con un primer radio (mayor) la seccion transversa anular, esta unida electricamente mediante una pieza de union fijada, electricamente conductora, con la superficie de electrodos proporcional de la misma polaridad que esta formada sobre el elemento en forma de barra, la seccion de la segunda superficie de electrodos que se forma por la superficie interior de un tubo, exclusivamente mediante la conductibilidad del medio bombeable.
En la segunda forma de realizacion, la primera superficie de electrodos esta formada proporcionalmente a traves de una seccion de superficie, por ejemplo el lado interior de una seccion de tubo que delimita en un primer radio la superficie de seccion transversal anular del espacio de tratamiento, y de una seccion de superficie del elemento en forma de barra que esta en contacto electrico con ella por medio de una pieza de union conductora, mientras que la segunda superficie de electrodos se forma de una seccion de superficie en el primer radio y una seccion de
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superficie del elemento en forma de barra que no estan unidas entre si electricamente mediante una pieza de union fija. Las secciones de las superficies de electrodos de diferente polaridad estan axialmente distanciadas, estando dispuesto un aislante entre estas. Preferentemente las secciones de las superficies de electrodos de la misma polaridad se solapan radialmente al menos en una zona o bien seccion paralela al eje central longitudinal.
Se ha demostrado que superficies de electrodos de una polaridad que estan formadas por secciones en el primer radio, por ejemplo sobre la superficie interior, y en el segundo radio, sobre una seccion de tubo, por ejemplo sobre el elemento en forma de barra, en medios acuosos bombeables, como son habituales, por ejemplo, para alimentos, tambien estan en suficiente contacto electrico con distancia radial entre si mediante la conductibilidad del medio bombeable, sin que sea necesaria una pieza de union fijada electricamente conductora. As! por ejemplo se encontro una conductibilidad reducida solo aproximadamente de 1 a 10 % de un medio acuoso con respecto a una pieza de union conductora fijada, que estaba dispuesta en cada caso entre superficies de electrodos concentricas proporcionales de una polaridad comun, que estaban distanciadas radialmente y se solapan en una seccion axial de aproximadamente 50 a 90 %.
Una ventaja especial de la primera y de la segunda forma de realizacion consiste en que la distancia entre la primera y la segunda superficie de electrodos del elemento en forma de barra, que se solapa por un aislante, no es necesariamente estanca al fluido. Porque el elemento en forma de barra esta dispuesto dentro de un tubo y por lo tanto no tiene que ser estanco al fluido. De manera correspondiente, en estas formas de realizacion de la invencion, la parte de la primera y/o la segunda superficie de electrodos, que esta dispuesta en el elemento en forma de barra, puede ser sin obturacion adyacente al aislante, que distancia axialmente la primera superficie de electrodos de una segunda superficie de electrodos.
En la segunda forma de realizacion, la primera y la segunda superficie de electrodos esta aumentada con respecto a las otras formas de realizacion si las superficies de electrodos se extienden por secciones axiales del mismo tamano para que se produzca en relacion una disminucion de la densidad de corriente en los electrodos. Mediante la reduccion de la densidad de corriente pueden producirse en el medio tratado picos de temperatura mas reducidos, lo que de nuevo produce una carga termica mas reducida y/o una adhesion menor de componentes del medio.
En la segunda forma de realizacion, la secciones de las primeras y segundas superficies de electrodos que delimitan en el primer radio el volumen de trabajo con seccion transversal anular, estan dispuestas en una distancia mayor entre si que las secciones de la primera y segunda superficie de electrodos, que estan dispuestas sobre el elemento en forma de barra y delimitan el volumen de trabajo en el segundo radio. De esta manera, el campo electrico se genera sustancialmente entre las secciones de la primera superficie de electrodos y la segunda superficie de electrodos, que se encuentran sobre el elemento en forma de barra, por lo que la carga de temperatura aparece sustancialmente en la zona del aislante que esta dispuesta sobre el elemento en forma de barra entre las secciones de la primera y de la segunda superficie de electrodos. La introduccion de la energla electrica puede realizarse en esta forma de realizacion con o sin pieza de union fijada entre las partes de la primera superficie de electrodos, o bien entre las partes de la segunda superficie de electrodos mediante las partes de la primera o bien de la segunda superficie de electrodos que estan dispuestas en el primer radio, por ejemplo en la seccion de tubo (externa), que delimitan el volumen de trabajo con seccion transversal anular. Por lo tanto, la carga de temperatura posible entre las secciones de la primera y de la segunda superficie de electrodos que estan distanciadas axialmente a traves del aislante dispuesto entre estas en el primer radio se reduce. La carga de temperatura mas reducida, en particular en los llmites entre la primera superficie de electrodos y aislante, o bien entre aislante y segunda superficie de electrodos en el primer radio aumenta la vida util de la junta respectiva o bien del aislante.
En general, un dispositivo puede presentar dos electrodos de la misma polaridad, y en distancia axial entre estos un electrodo de polaridad opuesta, estando dispuesto en cada distancia entre electrodos un aislante y un elemento en forma de barra, que delimita la seccion transversal para formar una seccion transversal anular.
Descripcion exacta de la invencion
La invencion se describe ahora mas exactamente mediante ejemplos con relacion a la figura esquematica que muestra un dispositivo de acuerdo con la invencion.
En la figura, los mismos numeros de referencia denominan elementos de la misma funcion. Las caracterlsticas que estan descritas en relacion con una forma de realizacion pueden transferirse tambien a las otras formas de realizacion.
La segunda forma de realizacion mostrada esquematicamente en la figura esta dispuesta preferentemente en un revestimiento aislante que rodea la seccion de tubo.
La seccion de tubo 1, cuyo radio interior presenta el primer radio, forma con el elemento en forma de barra 5, dispuesto coaxialmente, cuyo perlmetro exterior se limita por el segundo radio, un espacio de tratamiento con seccion transversal anular, que se extiende por la longitud del elemento en forma de barra 5. En general de manera preferente el segundo radio se extiende preferiblemente de 50 a 90 % a lo largo del primer radio, preferentemente
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por el 60 a 80 % del primer radio que se extiende alrededor de un eje central longitudinal comun.
En una forma de realizacion que no pertenece a la invencion, el elemento en forma de barra 5 no es electricamente conductor y se compone preferentemente de aislante. Una seccion axial de la seccion de tubo 1 en el primer perlmetro se compone de aislante 2 que se situa en el intersticio alrededor del cual la primera superficie de electrodos 3 y la segunda superficie de electrodos 4 estan distanciadas axialmente. Alternativamente a esta forma de realizacion en la que el aislante 2 y primera y segunda superficies de electrodos 3, 4 presentan en cada caso el primer radio, estos puede presentar tambien primeros radios distintos en cada caso, opcionalmente, el elemento en forma de barra 5 puede presentar radios diferentes axialmente por secciones en secciones axiales a traves de las cuales se extiende la primera superficie de electrodos 3, el aislante 2 y/o la segunda superficie de electrodos 4. De manera especialmente preferente, el primer radio y el segundo radio forman una seccion transversal anular que es constante sustancialmente por al menos 80 a 90 % de la extension del elemento en forma de barra 5 a lo largo del eje central longitudinal.
En general, en las formas de realizacion de la invencion, el elemento en forma de barra 5 puede estar unido con una o varias monturas con la seccion de tubo 1, preferentemente por medio de una montura (no mostrada) que esta unida en un extremo axial del elemento en forma de barra 5, o con monturas, que se agarran en ambos extremos axiales.
El espacio de tratamiento se extiende al menos por la seccion axial en la que el elemento en forma de barra 5 esta dispuesto dentro de la seccion de tubo 1, de manera que el espacio de tratamiento presenta una seccion transversal anular 9 que se limita a traves del segundo radio del elemento en forma de barra 5, y a traves del primer radio en esta seccion axial en la que estan dispuestos la primera superficie de electrodos 3, la segunda superficie de electrodos 4 y el aislante 2 que distancia a estas axialmente. El espacio de tratamiento con seccion transversal anular limita con una abertura de entrada 6 y una abertura de salida 7 que presentan la seccion transversal del primer radio en la seccion axial del dispositivo, que se conectan en extremos enfrentados del elemento en forma de barra 5.
Dado que el campo electrico, que se genera entre la primera superficie de electrodos 3 y la segunda superficie de electrodos 4 a traves del aislante 2 que distancia a estas, se extiende sustancialmente por el aislante 2, y solamente esta en contacto en reducida medida por las partes de la primera y de la segunda superficies de electrodos 3, 4 que estan alejadas del aislante 2, el elemento en forma de barra 5 puede adoptar una seccion axial mas corta que la seccion por la que se extienden la primera y la segunda superficies de electrodos 3, 4.
Para el suministro de tension, la primera superficie de electrodos 3 y la segunda superficie de electrodos 4 estan en contacto con un generador de impulsos de alto voltaje 10.
Selectivamente, una de las dos superficies de electrodos 3, 4 o ambas superficies de electrodos 3, 4 puede estar en contacto electrico con el generador de impulsos de alto voltaje porque esta dispuesta una superficie de contacto electrica (no mostrada) en la zona de la seccion de tubo 1, que esta distanciada de la primera o bien segunda superficie de electrodos 3, 4. Porque el medio 8 que atraviesa el espacio de trabajo con seccion transversal anular, presenta una conductibilidad electrica suficiente para permitir un contacto electrico tambien a traves de una superficie de contacto distanciada.
En la segunda forma de realizacion de la invencion, la primera superficie de electrodos 3, 11 puede formarse por una parte de la primera superficie de electrodos 3, que esta dispuesta en el primer radio, y una segunda parte 11 que esta dispuesta en el segundo radio, y tambien la segunda superficie de electrodos puede formarse por una primera parte 4, que esta dispuesta en el primer radio, y una segunda parte 12 que esta dispuesta en el segundo radio. La primera superficie de electrodos 3, 11 esta distanciada axialmente de la segunda superficie de electrodos 4, 12 porque un aislante 2 esta dispuesto en la seccion axial, alrededor de la cual el primer electrodo 3 proporcional esta distanciado del segundo electrodo 4 proporcional, y un aislante 2' esta dispuesto en la seccion axial, alrededor de la cual el primer electrodo 11 proporcional esta distanciado del segundo electrodo 12 proporcional en el segundo radio. La seccion axial por la que el aislante 2 se extiende en el primer radio puede ser igual a la seccion por la que se extiende el aislante 2' en el segundo radio.
Para el contacto electrico de la primera o de la segunda superficie 3, 11 o bien de electrodos 4, 12 proporcionales entre si puede estar previsto que las piezas de union 13 electricamente conductoras esten dispuestas entre las superficies de electrodos 3 y 11 o bien 4 y 12 proporcionales. Alternativamente es posible producir el contacto electrico entre las superficies de electrodos proporcionales de una polaridad porque las superficies de electrodos proporcionales estan distanciadas unas de otras, por ejemplo como en el caso presente esta representado para la segunda superficie de electrodos 4 proporcional en el primer radio y la segunda superficie de electrodos proporcional en el segundo radio 12. Porque el contacto electrico entre las superficies de electrodos distanciadas de la misma polaridad puede producirse tambien mediante la conductibilidad del medio. De manera correspondiente, la superficie de electrodos 4 proporcional distanciada de la superficie de electrodos 12 puede denominarse, al menos en su seccion coaxial tambien superficie de contacto.
Tal como se muestra en la figura, se prefiere que en la segunda forma de realizacion, la seccion axial del aislante 2' que se encuentra en el segundo radio sea menor que la seccion axial por la cual el aislante 2 se extiende en el primer radio entre la primera superficie de electrodos 3 proporcional y la segunda superficie de electrodos 4 proporcional. De esta manera, el campo electrico se produce particularmente entre las superficies de electrodos 11, 5 12 proporcionales que estan dispuestas en el segundo radio. De manera correspondiente, la carga termica del
dispositivo y del medio aparece sustancialmente en la seccion axial del dispositivo, en la que se extiende el aislante 2' en el segundo radio axialmente entre la primera superficie de electrodos 11 proporcional y la segunda superficie de electrodos 12 proporcional. Dado que el dispositivo en la zona del segundo radio todavla esta rodeado de manera estanca por la seccion de tubo 1 excepto en una abertura de entrada 6 y una abertura de salida 7, no es 10 absolutamente necesaria una obturacion especial entre la primera superficie de electrodos 11 y la segunda superficie de electrodos 12 que se extienden en el segundo radio, frente al aislante 2' que esta dispuesto en su distancia axial.
Lista de numeros de referenda
15
- 1
- seccion de tubo 7 abertura de salida
- 2, 2'
- aislante 8 medio
- 3, 11
- primera superficie de electrodos 9 seccion transversal anular
- 4, 12
- segunda superficie de electrodos 10 generador de impulsos de alto voltaje
- 5
- elemento en forma de barra 13 pieza de union electrica
- 6
- abertura de entrada
Claims (10)
- 51015202530354045505560REIVINDICACIONES1. Dispositivo para el tratamiento de un medio bombeable (8) por medio de impulso de alto voltaje, que presenta un espacio de tratamiento con una seccion transversal (9) que presenta un primer radio alrededor de un eje central longitudinal, una primera superficie de electrodos (3, 11) y una segunda superficie de electrodos (4, 12) que esta distanciada axialmente de la primera superficie de electrodos (3, 11), en donde en la separacion axial entre la primera superficie de electrodos (3, 11) y la segunda superficie de electrodos (4, 12) esta dispuesto un aislante (2, 2') y la primera y la segunda superficies de electrodos (3, 11, 4, 12) pueden cargarse con energla electrica de polaridad opuesta, estando dispuesto en el espacio de tratamiento un elemento en forma de barra (5) que limita la seccion transversal (9) mediante su segundo radio, estando dispuestas la primera superficie de electrodos (3, 11) y la segunda superficie de electrodos (4, 12) al menos proporcionalmente en el segundo radio sobre el elemento en forma de barra (5), caracterizado por que entre la parte de la primera superficie de electrodos (3) que esta dispuesta en el primer radio alrededor del eje central longitudinal y la parte (11) de la primera superficie de electrodos (3) que esta dispuesta en el segundo radio alrededor del eje central longitudinal, esta fijada una pieza de union (13) electricamente conductora que forma el soporte para el elemento en forma de barra (5) y la segunda superficie de electrodos (12) dispuesta encima, y en la seccion de tubo axial, en la que la segunda superficie de electrodos (12) esta dispuesta sobre el elemento en forma de barra (5), esta dispuesta una superficie de contacto (4) distanciada en el primer radio y por que la distancia en la que la primera superficie de electrodos (3) proporcional esta dispuesta desde la segunda superficie de electrodos (4) proporcional en el primer radio es mayor que la distancia de la primera superficie (11) de electrodos proporcional desde la segunda superficie de electrodos (12) proporcional en el segundo radio.
- 2. Dispositivo de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizado por que la primera superficie de electrodos (3, 11) y la segunda superficie de electrodos (4, 12) estan cerradas en cada caso por el perlmetro alrededor del eje central longitudinal.
- 3. Dispositivo de acuerdo con las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado por que la primera superficie de electrodos (3, 11) y la segunda superficie de electrodos (4, 12) estan dispuestas en el mismo primer radio alrededor del eje central longitudinal.
- 4. Dispositivo de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizado por que la primera y/o la segunda superficies de electrodos (3, 4) esta en contacto electrico por medio de una llnea que esta guiada a traves de la pared de la seccion de tubo (1).
- 5. Dispositivo de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizado por que a cierta distancia con respecto a la segunda superficie de electrodos (12) esta dispuesta una superficie de contacto electrica distanciada en el primer radio de una seccion de tubo axial, en la que esta dispuesta una superficie de electrodos (4).
- 6. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el canal de circulation esta formado por una seccion de tubo (1) cuyo radio interior es el primer radio, y un elemento en forma de barra (5) que esta dispuesto axialmente en el eje central longitudinal de la seccion de tubo (1), y cuya superficie presenta el segundo radio alrededor del eje central longitudinal.
- 7. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el primer radio se modifica por secciones a lo largo del eje central longitudinal.
- 8. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el segundo radio se modifica por secciones a traves del eje central longitudinal.
- 9. Procedimiento para el tratamiento por impulsos de alto voltaje de medios bombeables mediante el movimiento de un medio a lo largo del eje longitudinal de un espacio de tratamiento, mediante la generation de un campo electrico entre una primera superficie de electrodos (3, 11) y una segunda superficie de electrodos (4, 12) distanciada axialmente de la primera superficie de electrodos (3, 11), estando el espacio de tratamiento limitado mediante un elemento en forma de barra (5) para formar una seccion transversal anular (9), y el campo electrico se genera entre una primera superficie de electrodos (3, 11) que esta dispuesta al menos proporcionalmente en el segundo radio sobre el elemento en forma de barra (5), y una segunda superficie de electrodos (4, 12) que esta dispuesta al menos proporcionalmente en el segundo radio sobre el elemento en forma de barra (5), caracterizado por el empleo de un dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores.
- 10. Procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 9, caracterizado por que el espacio de tratamiento con seccion transversal anular (9) se forma mediante una seccion de tubo (1) que presenta una superficie interior en un primer radio alrededor de un eje longitudinal, y el elemento en forma de barra presenta una superficie en un segundo radio alrededor del eje central longitudinal.
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-
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