ES2952569T3 - Método para recuperar fluidos dieléctricos usados para el enfriamiento por inmersión - Google Patents

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Abstract

Un método y sistema para recuperar un fluido dieléctrico utilizado para el enfriamiento por inmersión de dispositivos electrónicos, incluyendo el método filtrar el fluido dieléctrico para eliminar un primer grupo de contaminantes sólidos; destilar el fluido dieléctrico filtrado en uno o más tanques de destilación para producir un fluido dieléctrico vaporizado; separar el fluido dieléctrico vaporizado de contaminantes menos volátiles, de manera que el fluido dieléctrico vaporizado se introduce como un condensado en un tanque de circulación; hacer circular el condensado bombeando el condensado desde el tanque de circulación a través de uno o más filtros; filtrar el condensado circulante a través del(los) filtro(s) para eliminar un segundo grupo de contaminantes; y devolver el condensado filtrado al tanque de circulación. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Método para recuperar fluidos dieléctricos usados para el enfriamiento por inmersión
Campo de la invención
La presente invención se refiere en general a un método para recuperar un fluido dieléctrico y, más particularmente, a un método para recuperar un fluido dieléctrico usado para el enfriamiento por inmersión usando múltiples fases de filtración y destilación.
Antecedentes de la invención
Los fluidos dieléctricos, por ejemplo, refrigerantes, disolventes de limpieza en seco y otras disoluciones de base no acuosa, se emplean con frecuencia para limpiar instrumentos y dispositivos de alta tecnología, incluyendo, por ejemplo, equipos electrónicos y/o eléctricos sensibles. Los métodos de limpieza convencionales pueden incluir, con fines de ilustración y no de limitación, inmersión, aclarado, pulverización, vaporización, etc. De manera desventajosa, durante el uso repetido en operaciones de limpieza, los fluidos dieléctricos pueden llegar a contaminarse, por ejemplo, con partículas, impurezas, sustancias sólidas, sustancias líquidas y similares.
Las fuentes de impurezas/contaminantes a modo de ejemplo pueden incluir fundentes de placa de circuito impreso (PCB), plastificantes, agua, etc. Los fundentes, por ejemplo, resina y colofonia, pueden encontrarse originalmente en la PCB, pero pueden lavarse de la PCB mediante fluidos dieléctricos. Los fundentes típicos tienen puntos de ebullición que pueden variar entre aproximadamente 100 °C y aproximadamente 130 °C. Los plastificantes incluyen aditivos usados para mejorar, por ejemplo, la suavidad del plástico que normalmente se encuentra en los revestimientos de algunos cables eléctricos. Al igual que con los fundentes, el fluido dieléctrico lava los plastificantes, que luego permanecen suspendidos o en disolución en el fluido dieléctrico. Debido al calentamiento y enfriamiento repetidos de los equipos electrónicos, el vapor de agua en el aire ambiental puede condensarse y posteriormente disolverse en el fluido dieléctrico.
Como resultado de esta contaminación, el fluido dieléctrico puede volverse menos eficaz como agente de limpieza. En particular, el uso repetido del fluido dieléctrico puede afectar a la resistividad eléctrica del fluido, que es una medida de la resistencia del fluido a la transmisión de electricidad, lo que podría dañar los equipos electrónicos y/o eléctricos.
Una implementación reciente de fluidos dieléctricos como agente de limpieza implica el enfriamiento por inmersión de equipos electrónicos, especialmente para el enfriamiento en líquido monofásico o bifásico de componentes electrónicos u otros elementos eléctricos. Cuando se usa repetidamente en el enfriamiento por inmersión, la resistividad eléctrica, la transmitancia óptica y otras propiedades del fluido dieléctrico pueden verse afectadas negativamente. Por tanto, para garantizar que el fluido dieléctrico de trabajo se mantenga en su forma pura o estado puro o próximo a él, el fluido dieléctrico debe permanecer extremadamente limpio y esencialmente libre de contaminantes líquidos y/o sólidos, de manera que la resistividad eléctrica, la transmitancia óptica y otras propiedades del fluido dieléctrico permanezcan dentro de límites aceptables.
El alto coste de algunos fluidos dieléctricos sugiere que puede haber ventajas en la recuperación, el reciclaje y la reutilización de los fluidos dieléctricos que se usan, por ejemplo, en el enfriamiento por inmersión. Sin embargo, cualquier recuperación y reutilización requiere la retirada o separación de una infinidad de contaminantes sólidos y líquidos del fluido dieléctrico. Los contaminantes a modo de ejemplo, con fines de ilustración y no de limitación, pueden incluir partículas sólidas de grano fino a grueso, contaminantes líquidos que no se disuelven en el fluido dieléctrico, contaminantes líquidos que se disuelven parcialmente en el fluido dieléctrico y contaminantes líquidos que se disuelven por completo en el fluido dieléctrico. De manera desventajosa, los contaminantes líquidos disueltos y parcialmente disueltos pueden formar un azeótropo, haciendo que la retirada y separación del fluido dieléctrico, por ejemplo, mediante destilación, sea más difícil debido a los puntos de ebullición comunes o próximos de los líquidos en la mezcla de azeótropos.
La técnica relacionada proporciona sistemas y métodos a modo de ejemplo para filtrar y/o calentar un fluido que contiene contaminantes indeseables. Sin embargo, algunos de estos sistemas y métodos normalmente no pueden filtrar y retirar de manera eficaz los fluidos disueltos y/o miscibles. Se facilita un ejemplo en el documento GB2549946.
Sumario de la invención
Por tanto, es deseable proporcionar un método para reciclar un fluido dieléctrico contaminado usado, por ejemplo, para enfriamiento por inmersión de equipos electrónicos y/o eléctricos, para recuperar y purificar el fluido dieléctrico, devolviéndolo a un estado puro o casi puro o a una forma pura o casi pura. Más particularmente, en una aplicación, puede ser deseable proporcionar un método que esté configurado para reciclar un fluido dieléctrico contaminado sin tener que interrumpir el funcionamiento de un sistema de enfriamiento por inmersión en comunicación de fluido con el sistema de limpieza y reciclaje.
Tal como se define en reivindicación 1, la presente invención se refiere a un método de recuperación de un fluido dieléctrico usado para el enfriamiento por inmersión de uno o más dispositivos electrónicos. En algunas realizaciones, el método incluye filtrar el fluido dieléctrico para retirar un primer grupo de contaminantes sólidos (por ejemplo, contaminantes sólidos de grano medio a grueso); destilar el fluido dieléctrico filtrado en dos o más tanques de destilación para producir un fluido dieléctrico vaporizado; separar el fluido dieléctrico vaporizado de los contaminantes menos volátiles, de manera que el fluido dieléctrico vaporizado se introduce como condensado en un tanque de circulación; hacer circular el condensado bombeando el condensado desde el tanque de circulación a través de uno o más filtros; filtrar el condensado circulante a través del/de los filtro(s) para retirar un segundo grupo de contaminantes (por ejemplo, contaminantes sólidos de grano fino, contaminantes sólidos de grano muy fino, aceite, agua, contaminantes líquidos disueltos, contaminantes líquidos parcialmente disueltos, contaminantes líquidos no disueltos, y combinaciones de los mismos); y devolver el condensado filtrado al tanque de circulación. En una implementación, filtrar el fluido dieléctrico para retirar el primer grupo de contaminantes sólidos puede incluir introducir el fluido dieléctrico en un proceso de filtración mecánica que, en algunas variaciones, puede consistir en o consistir esencialmente en múltiples filtros de partículas mecánicos de tamaño de poro de filtro decreciente que pueden estar dispuestos en serie desde el tamaño de poro más grande hasta el tamaño de poro más pequeño. Opcionalmente, además de filtrar el fluido dieléctrico contaminado a través de un proceso de filtración mecánica, el fluido dieléctrico contaminado también puede filtrarse a través de un filtro con un desecante, a través de un filtro de carbón mixto, y combinaciones de los mismos.
En algunas implementaciones, separar el fluido dieléctrico vaporizado de los contaminantes menos volátiles puede incluir condensar el fluido dieléctrico vaporizado en el/los tanque(s) de destilación para producir el condensado, recoger el condensado en el tanque de circulación y recoger los contaminantes menos volátiles en la parte inferior de los tanques de destilación. En una variación, condensar incluye proporcionar, dentro de los tanques de destilación, uno o más serpentines de condensación enfriados por fluido, sobre los que se condensa el fluido dieléctrico vaporizado, y recoger el condensado incluye alimentar por gravedad el condensado desde una superficie exterior del serpentín de condensación enfriado por fluido al tanque de circulación. Los tanques de destilación incluyen un primer tanque de destilación y un segundo tanque de destilación o más que están en comunicación de fluido, y separar el condensado del fluido dieléctrico vaporizado incluye calentar el fluido dieléctrico en el primer tanque de destilación hasta una primera temperatura de calibración para vaporizar el fluido dieléctrico, recoger el condensado del fluido dieléctrico vaporizado en el segundo tanque de destilación, y calentar el condensado recogido en el segundo tanque de destilación hasta una segunda temperatura calibrada (por ejemplo, menor que la primera temperatura calibrada) para vaporizar el condensado recogido.
En algunas aplicaciones, filtrar el condensado circulante puede incluir hacer pasar o forzar el condensado circulante a través de uno o más filtros con un desecante, a través de uno o más filtros de carbón mixto, y/o a través de uno o más filtros de partículas mecánicos que pueden consistir en o consistir esencialmente en múltiples filtros de partículas mecánicos de tamaño de poro de filtro decreciente dispuestos en serie desde el tamaño de poro más grande hasta el tamaño de poro más pequeño.
En algunas variaciones, el método también puede incluir uno o más de: interrumpir la destilación si la presión en el/los tanque(s) de destilación supera una presión permisible, interrumpir la destilación si el nivel del fluido dieléctrico filtrado en el/los tanque(s) de destilación es menor que un nivel de fluido permisible mínimo, y/o interrumpir la circulación del condensado a través del tanque de circulación cuando se mide una resistividad eléctrica deseada y/o una transmitancia óptica deseada y/o una transmitancia infrarroja deseada en el condensado. En otras variaciones, el método también puede incluir recuperar el fluido dieléctrico directamente de un sistema de enfriamiento por inmersión y/o devolver el condensado filtrado directamente al sistema de enfriamiento por inmersión.
El método se lleva a cabo en un sistema para recuperar un fluido dieléctrico usado para el enfriamiento por inmersión de un/unos dispositivo(s) electrónico(s). En algunas realizaciones, el sistema puede incluir un primer dispositivo de filtro para filtrar el fluido dieléctrico para retirar un primer grupo de contaminantes sólidos (por ejemplo, contaminantes sólidos de grano medio a grueso); dos o más tanques de destilación para destilar el fluido dieléctrico filtrado para producir un fluido dieléctrico vaporizado; un dispositivo de condensación ubicado dentro de cada tanque de destilación para separar un condensado del fluido dieléctrico vaporizado de los contaminantes menos volátiles; un tanque de circulación para hacer circular el condensado del fluido dieléctrico vaporizado, incluyendo opcionalmente el tanque de circulación uno o más sistemas de bombeo; y uno o más segundos dispositivos de filtro para filtrar el condensado circulante para retirar un segundo grupo de contaminantes (por ejemplo, contaminantes sólidos de grano fino, contaminantes sólidos de grano muy fino, aceite, agua, contaminantes líquidos disueltos, contaminantes líquidos parcialmente disueltos, contaminantes líquidos no disueltos, y combinaciones de los mismos). En algunas aplicaciones, el primer dispositivo de filtro y/o el segundo dispositivo de filtro pueden incluir uno o más filtros mecánicos que pueden incluir múltiples filtros de partículas mecánicos de tamaño de poro de filtro decreciente dispuestos en serie desde el tamaño de poro más grande hasta el tamaño de poro más pequeño. En algunas variaciones, el dispositivo de filtro primero y/o segundo también pueden incluir uno o más filtros con un desecante y/o uno o más filtros de carbón mixto.
Los tanques de destilación incluyen un primer tanque de destilación y un segundo tanque de destilación que están en comunicación de fluido, de manera que, después de la condensación, el fluido dieléctrico vaporizado procedente del primer tanque de destilación puede introducirse en el segundo tanque de destilación. En algunas implementaciones, el dispositivo de condensación puede incluir uno o más serpentines de condensación enfriados por fluido con una superficie exterior, sobre la que puede condensar el fluido dieléctrico vaporizado. Opcionalmente, el sistema puede incluir: un dispositivo de interrupción configurado para interrumpir la destilación si la presión en un tanque de destilación supera una presión permisible, un dispositivo de interrupción configurado para interrumpir la destilación si el nivel del fluido dieléctrico filtrado en un tanque de destilación es menor que un nivel de fluido permisible mínimo, un dispositivo de detección para detectar la resistividad eléctrica en el condensado circulante, un dispositivo de detección para detectar la transmitancia óptica en el condensado circulante, y/o un dispositivo de interrupción para interrumpir la circulación del condensado a través del tanque de circulación cuando se miden una resistividad eléctrica deseada y/o una transmitancia óptica deseada en el condensado. En algunas variaciones, el sistema también puede incluir un conducto para recuperar el fluido dieléctrico directamente de un sistema de enfriamiento por inmersión y/o un conducto para devolver el condensado circulante filtrado directamente al sistema de enfriamiento por inmersión.
Breve descripción de los dibujos
En los dibujos, caracteres de referencia iguales generalmente se refieren a las mismas partes en las diferentes vistas. Además, los dibujos no están necesariamente a escala sino que, en cambio, generalmente se hace hincapié en ilustrar los principios de la invención. En la siguiente descripción, se describen diversas realizaciones de la presente invención.
La figura 1 es un diagrama de flujo de métodos a modo de ejemplo para recuperar un fluido dieléctrico según algunas realizaciones de la presente divulgación;
la figura 2 es un esquema de un primer sistema para recuperar un fluido dieléctrico según algunas realizaciones de la presente divulgación no según la invención;
la figura 3 es un esquema de un segundo sistema para recuperar un fluido dieléctrico según realizaciones de la presente invención; y
la figura 4 es un diagrama de bloques de un sistema para recuperar un fluido dieléctrico de un sistema de enfriamiento por inmersión según realizaciones adicionales de la presente divulgación.
Descripción detallada
Haciendo referencia a las figuras 1 y 2, se muestran un primer método implementado y un sistema a modo de ejemplo para realizar el método implementado, respectivamente. En una primera etapa, puede introducirse un fluido 101 dieléctrico contaminado o parcialmente contaminado en un sistema 200 de filtración y destilación de múltiples fases (ETAPA 1) para recuperar el fluido 101 dieléctrico contaminado. Con fines de ilustración y no de limitación, el fluido dieléctrico puede ser un fluido diseñado por ingeniería tal como NOVEC™ 7100 fabricado por 3M™ de Saint Paul, Minnesota. NOVEC™ 7100 puro o sustancialmente puro tiene un punto de ebullición de aproximadamente 61 °C, muy por debajo del del agua, una impureza/contaminante conocido. En comparación, NOVEC™ 7300 tiene un punto de ebullición de aproximadamente 98 °C, que está muy cerca del punto de ebullición de 100 °C del agua. Los expertos en la técnica pueden apreciar que, debido a sus puntos de ebullición próximos, una mezcla líquida que contenga NOVEC™ 7300 y agua es más probable que forme un azeótropo que una mezcla líquida que contenga NOVEC™ 7100 y agua.
La contaminación del fluido dieléctrico puede incluir contaminantes sólidos (tales como, por ejemplo, residuos, desechos, impurezas, contaminantes de grano grueso, contaminantes de grano medio, contaminantes de grano fino, contaminantes de grano muy fino, y combinaciones de los mismos) y/o contaminantes líquidos (tales como, por ejemplo, aceite, agua, contaminantes líquidos disueltos, contaminantes líquidos parcialmente disueltos, contaminantes líquidos no disueltos, y combinaciones de los mismos).
En algunas realizaciones, la primera fase 102 del sistema 200 de filtración y destilación de múltiples fases, en que puede introducirse el fluido 101 contaminado, puede incluir un primer filtro 201 de partículas mecánico (ETAPA 2). El primer filtro 201 de partículas mecánico y la primera fase 102 están estructurados y dispuestos para separar el fluido dieléctrico de los contaminantes sólidos e insolubles más grandes (por ejemplo, de grano grueso a medio) (ETAPA 2). En algunas variaciones, el primer filtro 201 de partículas mecánico puede incluir una pluralidad de filtros mecánicos que están dispuestos en serie, de manera que un elemento de filtro que tiene el tamaño de poro más grande (normalmente medido en micrómetros) se ubica más cerca de una entrada 108 a la primera fase 102 y un elemento de filtro que tiene el tamaño de poro más pequeño está ubicado más cerca de una salida 109 de la primera pluralidad de filtros 201 mecánicos con tamaños de poro de cualquier filtro intermedio que disminuyen desde el tamaño de poro más grande cerca de la entrada 108 hasta el tamaño de poro más pequeño cerca de la salida 109. En funcionamiento, dentro de la primera pluralidad de filtros 201 mecánicos, los elementos de filtro que tienen tamaños de poro más grandes están configurados para capturar y retener los contaminantes sólidos de grano grueso, pasando los contaminantes sólidos de grano medio y de grano fino a muy fino aguas abajo hacia los elementos de filtro que tienen tamaños de poro más pequeños y hacia la salida 109. Los filtros que tienen tamaños de poro más pequeños están configurados para capturar y retener los contaminantes sólidos de grano medio, pasando los contaminantes sólidos de grano fino a muy fino aguas abajo hacia la salida 109. Los filtros pueden retirarse y reemplazarse con el tiempo, según sea necesario, para impedir o minimizar la obstrucción.
En una etapa siguiente, un fluido 106 dieléctrico procesado (es decir, filtrado) sale (por ejemplo, fluye o se bombea desde) la primera fase 102 (por ejemplo, a través de la salida 109 del primer filtro 201 de partículas mecánico) y se introduce en la segunda fase 103, por ejemplo, a través de una entrada 110 en un primer tanque 203 de destilación (ETAPA 3) para la destilación. Antes de o simultáneamente durante la destilación, las impurezas/los contaminantes líquidos que son más ligeros o menos densos que el fluido dieléctrico que va a recuperarse pueden retirarse de la mezcla líquida. Más específicamente, las impurezas/los contaminantes líquidos que son más ligeros o menos densos que el fluido dieléctrico que va a recuperarse tienden a flotar hacia la parte superior de la mezcla líquida en el tanque 203 de destilación, por encima del fluido dieléctrico más denso y los contaminantes líquidos más densos, donde pueden retirarse, por ejemplo, manualmente usando una pala para líquidos o un sifón. Por ejemplo, una impureza de fundente líquido compuesta de colofonia normalmente tiene una densidad de aproximadamente 1,07 g/cm3, en comparación con la densidad típica de NOVEC™ 7100 de aproximadamente 1,5 g/cm3. Las impurezas/los contaminantes líquidos que son más pesados o más densos que el fluido dieléctrico que va a recuperarse se hundirán en la parte inferior del tanque 203 de destilación. En algunas variaciones, para retirar las impurezas/los contaminantes líquidos más densos, una vez que la mayoría del fluido 106 dieléctrico procesado (es decir, filtrado) se ha vaporizado y las impurezas/los contaminantes líquidos más densos se hayan hundido en la parte inferior del tanque 203 de destilación, la fracción inferior puede bombearse, por ejemplo, a un depósito portátil, de modo que las impurezas/los contaminantes se retiran del tanque 203 de destilación. La fracción inferior retirada puede recuperarse por separado si el grado de contaminación lo permite. Si la fracción inferior retirada está demasiado contaminada, puede tratarse como un desecho no reciclable.
La destilación en la segunda fase 103 está estructurada y dispuesta para separar la mayoría de las principales impurezas/contaminantes líquidos de la mayoría del fluido dieléctrico que va a recuperarse. Las impurezas/los contaminantes líquidos que tienen un punto de ebullición que es apreciablemente más alto que el punto de ebullición del fluido dieléctrico que va a recuperarse se separan más fácil y completamente del fluido 106 dieléctrico procesado (es decir, filtrado) durante la destilación (ETAPA 3) que las impurezas/los contaminantes líquidos que tienen un punto de ebullición más cercano al punto de ebullición del fluido dieléctrico que va a recuperarse. Por consiguiente, una finalidad de la destilación de segunda fase 103 (ETAPA 3) es vaporizar el fluido dieléctrico que va a recuperarse a una temperatura más baja, de manera que las impurezas/los contaminantes líquidos de mayor punto de ebullición en el fluido 106 dieléctrico procesado (es decir, filtrado) permanezcan en disolución.
Por ejemplo, se recuerda que NOVEC™ 7100 y NOVEC™ 7300 que tienen puntos de ebullición de aproximadamente 61 °C y aproximadamente 98 °C, respectivamente, el agua (con un punto de ebullición de 100 °C) y otras impurezas/contaminantes líquidos que tienen puntos de ebullición apreciablemente superiores a 61 °C se separarán más fácil y completamente de NOVEC™ 7100 durante la destilación (ETAPA 3) (por ejemplo, a una temperatura de ebullición de aproximadamente 65 °C) de lo que lo harían de NOVEC™ 7300 (por ejemplo, a una temperatura de ebullición de aproximadamente 105 °C). En resumen, está usándose cuando NOVEC™ 7100 como fluido dieléctrico, una vez que el fluido 106 dieléctrico procesado (es decir, filtrado) se calienta hasta aproximadamente 65 °C, el fluido dieléctrico que va a recuperarse se vaporiza, dejando agua y otras impurezas/contaminantes líquidos que tienen puntos de ebullición superiores a 65 °C en disolución para su retirada posterior.
En algunas implementaciones, la segunda fase 103 puede incluir un solo tanque 203 de destilación (figura 2 no según la invención), mientras que en otras implementaciones, la segunda fase 103' puede incluir múltiples tanques 203, 303 de destilación (figura 3). Según la invención, la destilación de segunda fase 103' usando múltiples tanques 203, 303 de destilación separa progresivamente el fluido 106 dieléctrico procesado (es decir, filtrado) de las impurezas/los contaminantes líquidos que tienen un intervalo variable o más amplio de puntos de ebullición y concentraciones variables.
En la parte pertinente, el tanque 203 de destilación puede incluir un elemento 204 de calentamiento ubicado en o cerca de la superficie inferior del tanque 203 de destilación y un dispositivo 202 de condensación ubicado en o cerca de la superficie superior del tanque 203 de destilación. El elemento 204 de calentamiento, por ejemplo, un serpentín de calentamiento, puede adaptarse para calentar el fluido 106 dieléctrico procesado (es decir, filtrado) contenido en el tanque 203 de destilación hasta una temperatura calibrada (por ejemplo, una temperatura ligeramente superior a la temperatura de ebullición del fluido dieléctrico en su forma o estado puro o casi puro).
En algunas aplicaciones, la temperatura del elemento/serpentín 204 de calentamiento puede controlarse de modo que la ebullición se mantenga para lograr un efecto de destilación máximo. En caso contrario, si no se controla la temperatura del elemento 204 de calentamiento, la temperatura de ebullición del fluido 106 dieléctrico procesado (es decir, filtrado) puede llegar a ser demasiado alta en comparación con el punto de ebullición del fluido dieléctrico que va a recuperarse (NOVEC™ 7100), permitiendo que más impurezas/contaminantes se vaporicen con el fluido dieléctrico que va a recuperarse (NOVEC™ 7100).
En algunas variaciones, el dispositivo 202 de condensación puede incluir uno o más serpentines de condensación enfriados por fluido a través de los cuales puede hacerse fluir o bombear un fluido de enfriamiento (por ejemplo, agua, aceite, refrigerante, freón, amoniaco, etc.). En funcionamiento, una vez que el elemento 204 de calentamiento ha calentado el fluido 106 dieléctrico procesado (es decir, filtrado) hasta la temperatura de ebullición calibrada, el fluido dieléctrico en el tanque 203 de destilación, así como cualquier impureza/contaminante líquido cuyo punto de ebullición sea menor que el del fluido dieléctrico que va a recuperarse, se vaporiza. Otras impurezas/contaminantes líquidos cuyos puntos de ebullición superen la temperatura de ebullición calibrada permanecerán en estado líquido en el tanque 203 de destilación.
El fluido dieléctrico vaporizado sube a la parte superior del tanque 203 de destilación donde entra en contacto con la(s) superficie(s) exterior(es) del dispositivo 202 de condensación. El refrigerante que fluye o se bombea a través del dispositivo 202 de condensación hace que el vapor caliente entre en contacto con la(s) superficie(s) exterior(es) del dispositivo 202 de condensación (por ejemplo, los serpentines) para formar gotitas de fluido dieléctrico en los serpentines. Ventajosamente, el dispositivo 202 de condensación puede estar inclinado o configurado de otro modo para alimentar por gravedad las gotitas del fluido 107 dieléctrico procesado (condensado) a la tercera fase 104 (por ejemplo, a través de una salida 111 en el tanque 203 de destilación). La segunda fase 103 (de destilación) (ETAPA 3), por tanto, separa el fluido 107 dieléctrico procesado (condensado), que sale del tanque 203 de destilación a través de la salida 111, de fluidos menos volátiles y contaminantes, que permanecen en estado líquido o suspendido en la parte inferior del tanque 203 de destilación.
En algunas implementaciones, pueden incorporarse sensores en el tanque 203 de destilación y acoplarse operativamente a un sistema de alarma y/o un sistema de apagado automático, respectivamente, para alertar a los operarios de una posible condición peligrosa y/o apagar automáticamente el elemento 204 calentador cuando es inminente una posible condición peligrosa. Por ejemplo, puede producirse una sobrepresión si el fluido de condensación no fluye a través del dispositivo 202 de condensación mientras el elemento 204 de calentamiento continúa vaporizando el fluido 106 dieléctrico procesado (es decir, filtrado) en el tanque 203 de destilación. Dado que el fluido de condensación no fluye a través del dispositivo 202 de condensación, no hay condensación. Como resultado, la densidad del vapor continuará aumentando ya que no hay forma de eliminar el vapor calentado del tanque 203 de destilación.
Un dispositivo 125 de detección de presión puede ubicarse dentro del tanque 203 de destilación con la finalidad de detectar la presión dentro del tanque 203. Las señales generadas por los dispositivos 125 de detección de presión y representativas de la presión medida dentro del tanque 203 de destilación pueden transmitirse a un dispositivo 130 de procesamiento local o remoto. El dispositivo 130 de procesamiento puede incluir software, un algoritmo, un programa controlador y similares o puede programarse de otro modo para iniciar una alarma, por ejemplo, una alarma óptica, una alarma auditiva, una alarma háptica. o similar, para alertar al personal de una posible condición peligrosa y/o para generar una señal para provocar un apagado inmediato o retardado del tanque 203 de destilación cuando la señal recibida supera una presión máxima permisible para el tanque 203 de destilación.
En otro ejemplo, un dispositivo 135 de detección de nivel de líquido puede ubicarse dentro del tanque 203 de destilación con la finalidad de detectar el nivel de la porción líquida del fluido 106 dieléctrico procesado (filtrado) contenido dentro del tanque 203 de destilación. Las señales generadas por los dispositivos 135 de detección de nivel de líquido y representativas de la elevación de la porción líquida dentro del tanque 203 de destilación pueden transmitirse al dispositivo 130 de procesamiento. El dispositivo 130 de procesamiento puede incluir software, un algoritmo, un programa controlador y similares, o puede programarse de otro modo para iniciar una alarma, por ejemplo, una alarma óptica, una alarma auditiva, una alarma háptica, o similar, para alertar al personal de una posible condición peligrosa y/o para generar una señal para provocar un apagado inmediato o retardado del tanque 203 de destilación cuando la señal recibida está por debajo de un nivel de líquido mínimo permisible para el tanque 203 de destilación.
En una etapa siguiente, el fluido 107 dieléctrico procesado (condensado) sale (por ejemplo, fluye por alimentación por gravedad desde) la segunda fase 103 (por ejemplo, a través de la salida 111 del tanque 203 de destilación) y se introduce en una tercera fase 104 (por ejemplo, a través de una entrada 114 de un tanque 205 de circulación) (ETAPA 4) para filtración circular (ETAPA 5). En algunas implementaciones, la tercera fase 104 puede incluir el tanque 205 de circulación, una pluralidad de filtros 206, 207, 208 y un sistema 211 de bomba, que están acoplados por conexión de fluido entre sí en un sistema cerrado. La circulación y la filtración repetidas, o la filtración circular, del fluido 107 dieléctrico procesado (condensado) en la tercera fase 104 (ETAPA 5) purifica adicionalmente el fluido dieléctrico que va a recuperarse. De hecho, la filtración circular amplifica la absorción química de impurezas/contaminantes por el desecante en el filtro 206, aumentando la cantidad y la tasa de impurezas/contaminantes absorbidas.
En algunas variaciones de la presente invención, el tanque 205 de circulación sirve como recipiente de preparación para contener y mezclar el fluido 107 dieléctrico procesado (condensado) entrante, así como fluido 210 dieléctrico filtrado adicional que se ha sometido a un filtrado adicional para retirar, por ejemplo, contaminantes sólidos de grano fino y muy fino; contaminantes líquidos miscibles, disueltos y parcialmente disueltos (por ejemplo, azeótropos, impurezas líquidas que tienen un punto de ebullición similar al punto de ebullición del fluido dieléctrico que se recupera, y similares); y contaminantes líquidos no disueltos (por ejemplo, aceite, agua, etc.). En algunas variaciones, pueden ubicarse uno o más dispositivos de detección en el tanque 205 de circulación para generar señales que pueden usarse para determinar si el líquido contenido en el tanque 205 de circulación requiere filtración adicional (ETAPA 5) o es lo suficientemente puro como para devolverse al sistema de enfriamiento por inmersión (ETAPA 6). Por ejemplo, en algunas implementaciones, pueden incorporarse uno o más sensores 140, 145 en el tanque 205 de circulación y acoplarse operativamente al dispositivo 130 de procesamiento, que puede incluir software, un algoritmo, un programa controlador y similares, o puede programarse de otro modo para controlar si el líquido en el tanque 205 de circulación sale del tanque 205 a través de una primera salida 115 que está acoplada por conexión de fluido a la segunda pluralidad de filtros 206, 207, 208 o sale del tanque 205 a través de una segunda salida 121 al sistema de enfriamiento por inmersión .
Por ejemplo, en algunas aplicaciones, un dispositivo 140 de detección de resistividad eléctrica puede ubicarse en el tanque 205 de circulación. La resistividad eléctrica proporciona una medida de la propensión del fluido a conducir corriente eléctrica, lo cual es indeseable. De hecho, para impedir o minimizar que el fluido dieléctrico transmita corriente eléctrica que pueda dañar los equipos electrónicos sumergidos que están enfriándose en el sistema de enfriamiento por inmersión, es deseable mantener una alta resistividad eléctrica en el fluido dieléctrico. Por consiguiente, en algunas implementaciones, cuando la resistividad eléctrica detectada o medida por el dispositivo 140 de detección de resistividad eléctrica es menor que una resistividad eléctrica mínima permisible o deseada, el dispositivo 130 de procesamiento puede programarse para generar señales para abrir la primera salida 115 y para cerrar la segunda salida 121, de modo que el fluido en el tanque 205 de circulación pueda someterse a filtración adicional dentro de la segunda pluralidad de filtros 206, 207, 208. Sin embargo, cuando la resistividad eléctrica detectada o medida por el dispositivo 140 de detección de resistividad eléctrica iguala o supera la resistividad eléctrica mínima permisible o deseada, el dispositivo 130 de procesamiento puede programarse (si la transmitancia óptica del líquido en el tanque 205 de circulación también es aceptable) para generar señales para cerrar la primera salida 115 y abrir la segunda salida 121, de manera que el fluido 105 dieléctrico limpio pueda regresar al sistema de enfriamiento por inmersión.
En algunas variaciones, el dispositivo 140 de detección de resistividad eléctrica puede adaptarse para detectar la resistividad eléctrica del líquido en el tanque 205 de circulación, generando y transmitiendo una señal acorde con la resistividad eléctrica medida al dispositivo 130 de procesamiento. Un dispositivo 140 de detección de resistividad eléctrica a modo de ejemplo puede incluir un elemento de prueba de continuidad/aislamiento digital, tal como el Modelo 3007A fabricado por Kyoritsu de Tokio, Japón.
En algunas aplicaciones, además de o como alternativa a un dispositivo 140 de detección de resistividad eléctrica, también puede ubicarse un dispositivo 145 de medición de transmitancia óptica en el tanque 205 de circulación. La transmitancia es una medida de la capacidad de un líquido para transmitir luz que, a su vez, proporciona indicios de la presencia o ausencia de materia particulada y/u otras impurezas/contaminantes sólidos o líquidos que hacen que el fluido en el tanque 205 de circulación parezca turbio u opaco. En algunas implementaciones, puede ser deseable una transmitancia mínima objetivo mayor de aproximadamente 2000 MΩ; sin embargo, un valor mínimo de transmitancia aceptable depende del tipo y las propiedades del fluido dieléctrico que está recuperándose.
En algunas implementaciones, cuando la transmitancia óptica medida o detectada por el dispositivo 145 de medición de la transmitancia óptica es menor que una transmitancia óptica mínima permisible o deseada, el dispositivo 130 de procesamiento puede programarse para generar señales para abrir la primera salida 115 y cerrar la segunda salida 121, de modo que el fluido en el tanque 205 de circulación se someta a filtración adicional dentro de la segunda pluralidad de filtros 206, 207, 208. Sin embargo, si la transmitancia óptica medida o detectada por el dispositivo 145 de medición de transmitancia óptica es igual o supera la transmitancia óptica mínima permisible o deseada, el dispositivo 130 de procesamiento puede programarse (si la resistividad eléctrica del fluido en el tanque 205 de circulación también es aceptable) para generar señales para cerrar la primera salida 115 y abrir la segunda salida 121, de modo que ese fluido 105 dieléctrico limpio se devuelve al sistema de enfriamiento por inmersión. Un dispositivo 145 de medición de transmitancia óptica a modo de ejemplo puede incluir una fuente de luz en combinación con un medidor de flujo luminoso.
En algunas implementaciones, además de o como otra alternativa, podría usarse un dispositivo de detección basado en la espectroscopia infrarroja para determinar las propiedades del condensado circulante. La espectroscopia infrarroja aprovecha el hecho de que las moléculas absorben frecuencias que son características de su estructura. Estas absorciones se producen a frecuencias resonantes, es decir, la frecuencia de la radiación absorbida coincide con la frecuencia vibratoria. Las energías pueden verse afectadas por la forma de las superficies de energía potencial molecular, las masas de los átomos y/o el acoplamiento vibrónico asociado. Se sabe que los indicadores de interacción de la radiación infrarroja con la materia dependen de la composición química de la materia examinada. Por tanto, cuantos más contaminantes contenga el condensado circulante, más se diferenciará el espectro infrarrojo de un fluido dieléctrico puro.
Tal como se mencionó anteriormente, el dispositivo 140 de detección de resistividad eléctrica puede adaptarse para detectar la resistividad eléctrica del líquido en el tanque 205 de circulación, generando y transmitiendo una señal acorde con la resistividad eléctrica medida al dispositivo 130 de procesamiento, mientras que el dispositivo 145 de medición de transmitancia óptica puede estar adaptado para detectar la transmitancia de la luz a través del líquido en el tanque 205 de circulación, generando y transmitiendo una señal acorde con la transmitancia medida al dispositivo 130 de procesamiento. Cuando la resistividad eléctrica detectada o medida y/o la transmitancia óptica no satisfacen sus límites máximo y mínimo permisibles respectivos, el dispositivo 130 de procesamiento puede programarse para generar una señal para abrir la primera salida 115 y cerrar la segunda salida 121, de modo que el fluido en el tanque 205 de circulación se someta a circulación y filtración adicional dentro de la segunda pluralidad de filtros 206, 207, 208. En algunas realizaciones, el condensado 209 circulante puede filtrarse a través de una secuencia en serie que consiste en o consiste esencialmente en uno o más filtros con un desecante 206 (ETAPA 5A), uno o más filtros 207 de carbón mixto (ETAPA 5B), y uno o más filtros 208 de partículas mecánicos (ETAPA 5C). Una vez que el condensado 209 circulante ha pasado a través de la segunda pluralidad de filtros 206, 207, 208, el condensado 210 filtrado adicional puede devolverse, por ejemplo, bombeando, usando un sistema 211 de bomba, al tanque 205 de circulación para pruebas de resistividad eléctrica y transmitancia óptica.
La presencia de agua en el fluido 107 dieléctrico procesado (condensado) cuando entra en la tercera fase 104, en el condensado 209 circulante, y/o el condensado 210 filtrado adicionalmente afecta negativamente a la resistividad eléctrica de la mezcla. Por tanto, hacer circular y filtrar repetidamente el fluido 107 dieléctrico procesado (condensado), el condensado 209 circulante y/o el condensado 210 filtrado adicionalmente con un desecante permite que la mezcla alcance un valor objetivo de resistividad eléctrica. En algunas aplicaciones, el agua que no se eliminó durante el proceso de destilación o que se reintrodujo en el fluido 107 dieléctrico procesado (condensado) a través de la condensación del aire ambiental calentado puede separarse del condensado 209 circulante, por ejemplo, filtrando el condensado 209 circulante en uno o más filtros con un desecante 206 (ETAPA 5A). Por ejemplo, el condensado 209 circulante puede entrar y salir del/de los filtro(s) con un desecante 206, respectivamente, a través de una entrada 116 y una salida 117a, que está acoplada por conexión de fluido a la entrada 117b de uno o más filtros 207 de carbón mixto.
En algunas variaciones, la absorción química (ETAPA 5A), por ejemplo, usando un filtro que contiene un desecante 206, puede usarse principalmente para retirar el agua restante que o bien no se retiró durante el proceso de destilación o bien se reintrodujo en el fluido 107 dieléctrico procesado (condensado) a través de la condensación de aire ambiental calentado. Si el fluido dieléctrico que va a recuperarse es NOVEC™ 7100, por ejemplo, es menos probable una mezcla de azeótropos y, por consiguiente, la necesidad de absorción química (ETAPA 5A) usando un filtro que contiene un desecante 206 para retirar el agua es un problema menor después de la destilación debido a la diferencia significativa entre los puntos de ebullición de NOVEC™ 7100 (61 °C) y el agua (100 °C). Por otro lado, si el fluido dieléctrico que va a recuperarse es NOVEC™ 7300, es más probable una mezcla de azeótropos y, por tanto, la necesidad de absorción química (ETAPA 5A) usando un filtro que contiene un desecante 206 para retirar el agua es un problema mayor después de la destilación debido a la proximidad de los puntos de ebullición de NOVEC™ 7300 (98 °C) y el agua (100 °C). Los expertos en la técnica pueden apreciar que la tasa de absorción del filtro desecante es proporcional al área superficial expuesta del desecante y al tiempo de exposición de las impurezas/contaminantes al desecante; por tanto, hacer circular repetidamente el condensado 209 circulante proporciona múltiples oportunidades para separar el agua del condensado 209 circulante. Ejemplos de filtros para este fin incluyen, con fines de ilustración y no de limitación, un tubo sellado, por ejemplo de acero, que contiene un desecante.
En el/los filtro(s) 207 de carbón mixto y el/los filtro(s) 208 de partículas mecánicos, los contaminantes sólidos no disueltos, los contaminantes sólidos de grano fino y muy fino y las partículas de metales pesados lo suficientemente ligeras como para transportarse en el vapor pueden separarse del condensado 209 circulante (ETAPA 5B y ETAPA 5C). Los filtros a modo de ejemplo para esta finalidad incluyen, con fines de ilustración y no de limitación, filtros de carbón activado, filtros de polímero de intercambio iónico, filtros cerámicos y combinaciones de los mismos. En algunas realizaciones, el condensado 209 circulante puede entrar y salir del/de los filtro(s) (207) de carbón mixto, respectivamente, a través de una entrada 117b y una salida 118a, que está acoplada por conexión de fluido a la entrada 118b de uno o más filtros 208 de partículas mecánicos. En algunas variaciones, los filtros 208 de partículas mecánicos pueden incluir una pluralidad de filtros mecánicos que están dispuestos en serie, de manera que un elemento de filtro que tiene un tamaño de poro más grande se ubica más cerca de una entrada 118b de los filtros 208 de partículas mecánicos y un elemento de filtro que tiene un tamaño de poro más pequeño se ubica más cerca de una salida 121 de los filtros 208 de partículas mecánicos, disminuyendo los tamaños de poro de cualquier filtro intermedio desde el tamaño de poro más grande en la entrada 118b hasta el tamaño de poro más pequeño en la salida 121. En funcionamiento, los filtros que tienen tamaños de poro más grandes están configurados para capturar y retener contaminantes sólidos de grano fino, pasando los contaminantes sólidos de grano muy fino. Los filtros que tienen tamaños de poro más pequeños están configurados para capturar estos contaminantes sólidos de grano muy fino.
Un condensado 210 filtrado adicional sale de los filtros 208 de partículas mecánicos, así como de la pluralidad de filtros 206, 207, 208, por ejemplo, a través de una salida 121, que está acoplada por conexión de fluido al tanque 205 de circulación. En algunas variaciones, puede ubicarse un dispositivo 211 de bomba entre la salida 121 de la pluralidad de filtros 206, 207, 208 y la entrada 120 del tanque 205 de circulación para bombear el condensado 209 circulante y el condensado 210 filtrado adicional a través de la tercera fase 104. Alternativamente, el dispositivo 211 de bomba puede estar ubicado entre la salida 115 del tanque 205 de circulación y la entrada 116 de la pluralidad de filtros 206, 207, 208.
El condensado 209 circulante y el condensado 210 filtrado adicional pueden circular a través del tanque 205 de circulación y la pluralidad de filtros 206, 207, 208 en la tercera fase 104 (ETAPA 5) tantas veces como sea necesario para devolver el fluido dieléctrico a una forma o estado puro o casi puro que satisface los requisitos de resistividad eléctrica y transmitancia óptica.
Con referencia a las figuras 1 y 3, se representa una segunda realización de un sistema 200' ilustrativo para recuperar un fluido dieléctrico usado para el enfriamiento por inmersión uno o más dispositivo(s) electrónico(s). En algunas implementaciones, el sistema 200' implementado puede incluir una primera fase 102', una segunda fase 103' y una tercera fase 104 tal como se describió anteriormente, sin embargo, con las modificaciones realizadas en la primera fase 102' y la segunda fase 103'. Por ejemplo, en una modificación, la primera fase 102' puede incluir una pluralidad de filtros 201, 306, 307, en lugar de sólo un filtro 201 de partículas mecánico tal como se describió anteriormente en relación con el primer sistema 200 implementado. En comparación con el sistema de filtración de la primera fase 102' modificada, el sistema de filtración de la primera fase 102 (no modificada) es más pequeño y más barato de preparar; sin embargo, puede requerir un mayor mantenimiento y tiempo de inactividad, por ejemplo, mantenimiento, cambio de filtros, etc. La primera fase 102 (no modificada) también sería una mejor elección si es probable que haya una gran cantidad de contaminantes sólidos de grano grueso a medio. La segunda fase 103', según la invención, incluye una pluralidad de tanques 203, 303 de destilación configurados en una configuración en serie. Ventajosamente, las múltiples etapas de destilación y los tanques 203, 303 proporcionan una retirada más efectiva de las impurezas/los contaminantes líquidos de punto de ebullición más alto.
En algunas realizaciones, cuando la primera fase modificada 102' incluye una pluralidad de filtros 201, 306, 307, los filtros pueden disponerse en serie con uno o más filtro(s) 201 de partículas 201 mecánico(s) para retirar los desechos y los contaminantes sólidos de grano grueso a medio (ETAPA 2A) tal como se describió anteriormente ubicado más cerca de una entrada 108 que puede acoplarse por conexión de fluido al tanque de enfriamiento por inmersión. Aguas abajo del/de los filtro(s) 201 de partículas mecánico(s) puede haber uno o más filtros con un desecante 306 para retirar el agua (ETAPA 2B). Aguas abajo del/de los filtro(s) con un desecante 306 puede haber uno o más filtros 307 de carbón mixto (ETAPA 2C) para retirar, por ejemplo, contaminantes sólidos no disueltos, contaminantes sólidos de grano fino y muy fino y partículas de metales pesados. La salida 123 del/de los filtro(s) 307 de carbón mixto puede estar en comunicación de fluido con la segunda fase 103'. Las ventajas de proporcionar una pluralidad de filtros 201, 306, 307 en la primera fase 102' incluyen, por ejemplo, disminuir el punto de ebullición de la mezcla, lo que reduce potencialmente el tiempo y la energía necesarios para destilar la mezcla y esa filtración previa adicional (antes de la destilación) puede permitir que el sistema 200' funcione durante más tiempo antes de que se necesite mantenimiento.
En algunas aplicaciones, una vez que el fluido 101 dieléctrico contaminado se ha filtrado a través del/de los filtro(s) 201 de partículas mecánico(s) (ETAPA 2A), las impurezas/los contaminantes líquidos, por ejemplo, agua, pueden separarse del fluido dieléctrico procesado (filtrado mecánicamente), por ejemplo, filtrando el fluido dieléctrico procesado (filtrado mecánicamente) en uno o más filtros con un desecante 306 (ETAPA 2B). Ventajosamente, la retirada de agua antes de la destilación puede disminuir el punto de ebullición de la mezcla y, por tanto, la energía y el tiempo necesarios para completar la destilación, dependiendo, por supuesto, del punto de ebullición del fluido dieléctrico que está recuperándose. En funcionamiento, el fluido dieléctrico procesado (filtrado mecánicamente) puede entrar y salir del/de los filtro(s) con un desecante 306, respectivamente, a través de una entrada 109b, que puede acoplarse por conexión de fluido a la salida 109a del/de los filtro(s) 201 de partículas mecánico(s), y una salida 122a, que puede acoplarse por conexión de fluido a la entrada 122b de uno o más filtro(s) 307 de carbón mixto(s).
En el/los filtro(s) 307 de carbón mixto(s), los contaminantes sólidos no disueltos, los contaminantes sólidos de grano fino y muy fino y las partículas de metales pesados pueden separarse del fluido dieléctrico procesado (desecado) (ETAPA 2C). En funcionamiento, el fluido dieléctrico procesado (desecado) puede entrar y salir del/de los filtro(s) 307 de carbón mixto(s), respectivamente, a través de la entrada 122b y una salida 123, que pueden acoplarse por conexión de fluido a la entrada 110 de la segunda fase 103'.
En una segunda modificación, la segunda fase 103' incluye múltiples tanques 203, 303 de destilación y, como resultado, múltiples procesos de destilación. Ventajosamente, los múltiples tanques 203, 303 de destilación y los múltiples procesos de destilación permiten una separación más eficaz del fluido dieléctrico que va a recuperarse de las impurezas/los contaminantes líquidos que tienen puntos de ebullición más altos que los del fluido dieléctrico que va a recuperarse. Por ejemplo, el punto de ebullición de NOVEC™ 7100 es de 61 °C, el punto de ebullición del agua es de 100 °C, los puntos de ebullición de diversos fundentes oscilan entre 100 °C y 130 °C, mientras que otras impurezas/contaminantes (por ejemplo, plastificantes, aceite, etc.) pueden tener puntos de ebullición incluso más altos. Como resultado, un fluido dieléctrico procesado (filtrado y desecado) que combina algunas porciones de estas impurezas con el fluido dieléctrico NOVEC™ 7100 en el primer tanque 203 de destilación puede tener una temperatura de ebullición de la mezcla de aproximadamente 65 °C. Si esta mezcla se calienta hasta una temperatura de 66 °C, el condensado 305 recogido en el segundo tanque 303 de destilación tendrá una mayor proporción del fluido dieléctrico NOVEC™ 7100 y menores proporciones de agua y otras impurezas/contaminantes líquidos y, como resultado, puede tener un punto de ebullición de 62 °C, en lugar de 65 °C. Si, en el segundo tanque 303 de destilación, la mezcla de condensado 305 se calienta hasta una temperatura de 63 °C, el fluido 107 dieléctrico de proceso (destilado) que fluye hacia la tercera fase 104 tendrá una proporción aún mayor de fluido dieléctrico NOVEC™ 7100 y menores proporciones de agua y otras impurezas/contaminantes.
Aunque la figura 3 muestra dos tanques 203, 303 de destilación, los expertos habituales en la técnica pueden apreciar que la segunda fase 103' puede incluir más de dos tanques 203, 303 de destilación y más de dos procesos de destilación. En una implementación que incluye los dos tanques 203, 303 de destilación representados, un primer condensado 305 producido por un primer proceso de destilación (ETAPA 3A) que calentó el fluido 106 dieléctrico procesado (filtrado y desecado) que fluye (o se bombea) desde el/los filtro(s) 307 de carbón mixto(s) a una primera temperatura calibrada puede someterse a un segundo proceso de destilación (ETAPA 3B) que calienta el primer condensado 305 a una segunda temperatura calibrada. Normalmente, la primera temperatura calibrada es más alta que la segunda temperatura calibrada y, para separar el fluido dieléctrico de impurezas/contaminantes líquidos que tienen puntos de ebullición más altos que el punto de ebullición del fluido dieléctrico que va a recuperarse, tanto la primera como la segunda temperatura calibrada superan el punto de ebullición del fluido dieléctrico que va a recuperarse.
En la parte pertinente, cada tanque 203, 303 de destilación puede incluir un elemento 204, 304 de calentamiento, por ejemplo, serpentines de calentamiento, ubicados en o cerca de las superficies inferiores respectivas de los tanques 203, 303 de destilación y un dispositivo 202, 302 de condensación ubicado en o cerca de las respectivas superficies superiores de los tanques 203, 303 de destilación. En algunas variaciones, el dispositivo 202, 302 de condensación puede incluir uno o más serpentines de condensación enfriados por fluido a través de los cuales puede fluir o bombearse un fluido de enfriamiento que tiene una capacidad calorífica específica relativamente alta (por ejemplo, agua, aceite, refrigerante, freón, amoniaco, etc.). En funcionamiento, una vez que cada elemento 204, 304 de calentamiento ha calentado el líquido contenido en el tanque 203, 303 de destilación hasta la temperatura calibrada apropiada, el fluido dieléctrico se vaporiza. El fluido dieléctrico vaporizado sube a la parte superior de los tanques 203, 303 de destilación donde el fluido dieléctrico vaporizado entra en contacto con la(s) superficie(s) exterior(es) de los dispositivos 202, 302 de condensación. El refrigerante que fluye o se bombea a través de los dispositivos 202, 302 de condensación hace que el vapor caliente en contacto con las superficies exteriores de los dispositivos 202, 302 de condensación (por ejemplo, los serpentines) forme gotitas en los serpentines. Ventajosamente, el primer dispositivo 202 de condensación puede estar inclinado o configurado de otro modo para alimentar por gravedad las gotitas del fluido 305 dieléctrico procesado (condensado) al segundo tanque 303 de destilación (por ejemplo, a través de una entrada 112), donde el fluido 305 dieléctrico procesado (condensado) se calienta a una segunda temperatura calibrada más baja. Por tanto, el primer proceso de destilación de la segunda fase 103' separa el fluido 305 dieléctrico procesado (condensado), que sale del primer tanque 203 de destilación a través de la salida 111, de fluidos menos volátiles y contaminantes, que permanecen en estado líquido o suspendido en la parte inferior del primer tanque 203 de destilación.
En algunas aplicaciones, el segundo dispositivo 302 de condensación también puede estar inclinado o configurarse de otro modo para alimentar por gravedad las gotitas del fluido 107 dieléctrico procesado (condensado) a la tercera fase 104 (por ejemplo, a través de una salida 113 en el segundo tanque 303 de destilación). Por tanto, la segunda fase 103' separa el fluido 107 dieléctrico procesado (condensado), que sale del segundo tanque 303 de destilación a través de la salida 113, de fluidos menos volátiles y contaminantes, que permanecen en estado líquido o suspendido en las partes inferiores de los tanques de destilación primero 203 y segundo.
En algunas implementaciones, también pueden incorporarse sensores en el segundo tanque 303 de destilación y acoplarse operativamente a un sistema de alarma y/o un sistema de apagado automático, respectivamente, para alertar a los operarios de una posible condición peligrosa y/o apagar automáticamente el elemento 304 calentador cuando es inminente una posible condición peligrosa. Por ejemplo, puede producirse una sobrepresión si el fluido de condensación no fluye a través del dispositivo 302 de condensación mientras el elemento 304 de calentamiento continúa vaporizando el condensado 305 en el segundo tanque 303 de destilación. Dado que el fluido de condensación no fluye a través del dispositivo 302 de condensación, no hay condensación. Como resultado, la densidad del vapor continuará aumentando ya que no hay forma de eliminar el vapor calentado del segundo tanque 303 de destilación.
Un dispositivo 125 de detección de presión puede ubicarse dentro del segundo tanque 303 de destilación con la finalidad de detectar la presión dentro del segundo tanque 303 de destilación. Las señales generadas por los dispositivos 125 de detección de presión y representativas de la presión medida dentro del segundo tanque 303 de destilación pueden transmitirse a un dispositivo 130 de procesamiento local o remoto. El dispositivo 130 de procesamiento puede incluir software, un algoritmo, un programa controlador y similares o puede programarse de otro modo para iniciar una alarma, por ejemplo, una alarma óptica, una alarma auditiva, una alarma háptica, o similar, para alertar al personal de una posible condición peligrosa y/o para generar una señal para provocar un apagado inmediato o retardado del segundo tanque 303 de destilación cuando la señal recibida supera una presión máxima permisible para el segundo tanque 303 de destilación.
En otro ejemplo, puede ubicarse un dispositivo 135 de detección de nivel de líquido dentro del segundo tanque 303 de destilación con la finalidad de detectar el nivel de la porción líquida del condensado 305 contenido dentro del segundo tanque 303 de destilación. Las señales generadas por los dispositivos 135 de detección de nivel de líquido y representativas de la elevación de la porción líquida dentro del segundo tanque 303 de destilación pueden transmitirse al dispositivo 130 de procesamiento. El dispositivo 130 de procesamiento puede incluir software, un algoritmo, un programa controlador y similares, o puede ser programarse de otro modo para iniciar una alarma, por ejemplo, una alarma óptica, una alarma auditiva, una alarma háptica o similar para alertar al personal de una posible condición peligrosa y/o para generar una señal para provocar un apagado inmediato o retardado del segundo tanque 303 de destilación cuando la señal recibida cae por debajo de un nivel de líquido mínimo permisible para el segundo tanque 303 de destilación.
En una etapa siguiente, el fluido 107 dieléctrico procesado (condensado) sale (por ejemplo, fluye por alimentación por gravedad desde) la segunda fase 103' (por ejemplo, a través de la salida 113 del segundo tanque 303 de destilación) y se introduce en la tercera fase 104 (por ejemplo, a través de una entrada 114 en un tanque 205 de circulación) (ETAPA 4), tal como se describió anteriormente. En algunas implementaciones, la tercera fase 104 puede incluir el tanque 205 de circulación, una pluralidad de filtros 206, 207, 208 y un sistema 211 de bomba, que están acoplados por conexión de fluido entre sí en un sistema cerrado, tal como se describió anteriormente. Al hacer circular repetidamente el fluido 107 dieléctrico procesado (condensado) en la tercera fase 104 a través de los filtros 206, 207, 208, aumentan la absorción química de impurezas/contaminantes por el desecante en el filtro 206 y la tasa de absorción.
Cualquiera de los sistemas 200, 200' implementados descritos anteriormente en el presente documento puede ser un sistema independiente o, ventajosamente, tal como se representa en la figura 4, puede integrarse en o incluirse con un sistema 401 de enfriamiento por inmersión, de modo que las entradas 108 de las primeras fases 102, 102' y las salidas 121 de las terceras fases 104 estén en comunicación de fluido con el sistema 401 de enfriamiento por inmersión. Preferiblemente, integrar o incluir cualquiera de los sistemas 200, 200' en o con un sistema 401 de enfriamiento por inmersión es factible, económico y práctico cuando hay un caudal constante de entrada y salida del sistema 200, 200'. Por ejemplo, siempre que la tasa de salida del fluido 105 dieléctrico recuperado que sale de la tercera fase 104 sea igual a (o supere) la tasa de entrada del fluido 101 dieléctrico contaminado en la primera fase 102, cualquiera de los sistemas 200, 200' puede integrarse en o incluirse con, de manera efectiva, un sistema 401 de enfriamiento por inmersión. Sin embargo, puede no ser económico acoplar los sistemas 200, 200' al sistema 401 de enfriamiento por inmersión si la tasa de salida del fluido 105 dieléctrico recuperado que sale de la tercera fase 104 supera en gran medida o más que ligeramente la tasa de entrada del fluido 101 dieléctrico contaminado en la primera fase 102. En cambio, si la tasa de salida del fluido 105 dieléctrico recuperado que sale de la tercera fase 104 es menor que la tasa de entrada del fluido 101 dieléctrico contaminado en la primera fase 102, entonces los sistemas 200, 200' pueden no integrarse en o incluirse con, de manera efectiva, un sistema 401 de enfriamiento por inmersión.
Alternativamente, en algunas aplicaciones, el sistema 401 de enfriamiento por inmersión puede incluir un tanque de compensación para almacenar fluidos dieléctricos contaminados en exceso, de modo que el fluido 101 dieléctrico contaminado solo pueda fluir hacia la primera fase 102, 102' a través del sistema 402 de bomba si el nivel de líquido del tanque de compensación del sistema 401 de enfriamiento por inmersión supera un determinado umbral predefinido. En algunas aplicaciones alternativas, la tercera fase 104 puede incluir un tanque de compensación para almacenar fluidos dieléctricos limpios, de manera que el fluido 105 dieléctrico limpio sólo puede fluir hacia el sistema de enfriamiento por inmersión a través del sistema 403 de bomba si el nivel de líquido del tanque de compensación de la tercera la fase 104 supera un determinado umbral predefinido.
En algunas aplicaciones, pueden incorporarse uno o más sistemas 402, 403 de bomba en los conductos entre los sistemas 200, 200' implementados y el sistema 401 de enfriamiento por inmersión. Por ejemplo, tal como se muestra en la figura 4, puede instalarse un primer sistema 402 de bomba entre el sistema 401 de enfriamiento por inmersión y las entradas 108 de las primeras fases 102, 102' para entregar (es decir, bombear) fluido 101 dieléctrico contaminado a las primeras fases 102, 102', mientras que puede instalarse un segundo sistema 403 de bomba entre el sistema 401 de enfriamiento por inmersión y las salidas 121 de la tercera fase 104 para entregar (es decir, bombear) fluido 105 dieléctrico recuperado al sistema 401 de enfriamiento por inmersión.
Las múltiples fases de filtración y destilación de la presente invención pueden lograr un nivel de pureza comparable al fluido dieléctrico recién preparado de fábrica, por ejemplo, en su forma pura o estado puro, tal como lo demuestran las mediciones de resistividad eléctrica y transmitancia óptica tomadas en el tanque 205 de circulación antes de que el fluido 105 dieléctrico recuperado se libere para regresar al sistema 401 de enfriamiento por inmersión.

Claims (14)

REIVINDICACIONES
1. Método de recuperación de un fluido dieléctrico usado para el enfriamiento por inmersión de al menos un dispositivo electrónico, comprendiendo el método:
filtrar el fluido dieléctrico para retirar un primer grupo de contaminantes sólidos;
destilar el fluido dieléctrico filtrado en al menos un tanque de destilación (103') para producir un fluido dieléctrico vaporizado;
separar el fluido dieléctrico vaporizado de los contaminantes menos volátiles, en el que el fluido dieléctrico vaporizado se introduce como condensado en un tanque de circulación (205);
hacer circular el condensado bombeando el condensado a través del tanque de circulación (205) a través de al menos un filtro (206, 207, 208);
filtrar el condensado circulante usando al menos un filtro (206, 207, 208) dispuesto para retirar un segundo grupo de contaminantes; y
devolver el condensado filtrado al tanque de circulación (205),
en el que el al menos un tanque de destilación comprende un primer tanque de destilación (203) en comunicación de fluido con un segundo tanque de destilación (303) y producir y separar el fluido dieléctrico vaporizado comprende:
calentar el fluido dieléctrico en el primer tanque de destilación (203) hasta una primera temperatura calibrada para vaporizar el fluido dieléctrico;
recoger el condensado del fluido dieléctrico vaporizado en el segundo tanque de destilación (303); y calentar el condensado recogido en el segundo tanque de destilación (303) hasta una segunda temperatura calibrada para vaporizar el condensado recogido.
2. Método según la reivindicación 1, en el que filtrar el dieléctrico líquido para retirar el primer grupo comprende introducir el fluido dieléctrico en un proceso de filtración mecánica.
3. Método según la reivindicación 2, en el que el proceso de filtración mecánica comprende filtrar el fluido dieléctrico a través de una pluralidad de filtros (201) de partículas mecánicos de tamaño de poro de filtro decreciente.
4. Método según la reivindicación 3, en el que el proceso de filtración mecánica comprende filtrar el fluido dieléctrico a través de la pluralidad de filtros (201) de partículas mecánicos dispuestos en serie desde el tamaño de poro más grande hasta el tamaño de poro más pequeño.
5. Método según la reivindicación 1, en el que filtrar el fluido dieléctrico para retirar el primer grupo comprende introducir el fluido dieléctrico en un filtro con un desecante (306).
6. Método según la reivindicación 1, en el que filtrar el fluido dieléctrico para retirar el primer grupo comprende introducir el dieléctrico líquido en un filtro (307) de carbón mixto.
7. Método según la reivindicación 1, en el que la segunda temperatura calibrada es menor que la primera temperatura calibrada.
8. Método según la reivindicación 1, en el que condensar comprende proporcionar, dentro del al menos un tanque (203, 303) de destilación, al menos un serpentín (202, 302) de condensación enfriado por fluido sobre el que se condensa el fluido dieléctrico vaporizado.
9. Método según la reivindicación 8, en el que recoger el condensado comprende alimentar por gravedad el condensado desde una superficie del serpentín (202, 302) de condensación enfriado por fluido al tanque de circulación.
10. Método según la reivindicación 1, en el que filtrar el condensado circulante comprende filtrar el condensado circulante a través de al menos un filtro (207) con un desecante y/o filtrar el condensado circulante comprende filtrar el condensado circulante a través de al menos un filtro (208) de carbón mixto.
11. Método según la reivindicación 1, en el que filtrar el condensado circulante comprende filtrar el condensado circulante a través de al menos un filtro (206) de partículas mecánico.
12. Método según la reivindicación 11, en el que filtrar el condensado circulante comprende filtrar el condensado circulante a través de una pluralidad de filtros (206) de partículas mecánicos de tamaño de poro de filtro decreciente.
13. Método según la reivindicación 12, en el que filtrar el condensado circulante comprende filtrar el condensado circulante a través de la pluralidad de filtros (206) de partículas mecánicos dispuestos en serie desde el tamaño de poro más grande hasta el tamaño de poro más pequeño.
14. Método según la reivindicación 1, que comprende además interrumpir la destilación si la presión en cualquiera del al menos un tanque de destilación supera una presión permisible y/o que comprende además interrumpir la destilación si el nivel del fluido dieléctrico filtrado en cualquiera del al menos un tanque de destilación es menor que un nivel de fluido permisible mínimo y/o que comprende además interrumpir la circulación del condensado a través del tanque de circulación cuando se mide al menos una de una resistividad eléctrica deseada, una espectroscopía infrarroja deseada o una transmitancia óptica deseada en el condensado circulante.
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