ES2954590T3 - Reactor de cavitación y método de fabricación del mismo - Google Patents

Abstract

Se describe un reactor de cavitación (1) que puede obtenerse a partir de una bomba centrífuga. El reactor comprende un estator (2) y un rotor (3) que tiene al menos una etapa centrífuga (4) alojada en una cámara (21) del estator (2). Dos paredes (41, 42) de la etapa centrífuga (4) definen un espacio (43) entre ellas, que se divide en compartimentos (47) en comunicación fluida con la cámara (21) del estator (2) en la porción periférica (46) de la etapa centrífuga (4). La pared (41) de la etapa centrífuga (4) que está junto a la abertura de entrada (25) de la cámara (21) del estator (2) está cerrada en la porción central (45) de la etapa centrífuga (4). , para evitar de ese modo el flujo de fluido desde la abertura de entrada (25) a la porción periférica (46) de la etapa centrífuga (4) a través del espacio (43). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Reactor de cavitación y método de fabricación del mismo

Campo de la invención

La presente invención encuentra aplicación en el campo de los reactores de cavitación, que utilizan la cavitación para procesar fluidos, incluyendo, por ejemplo, mezclas de líquidos, mezclas de líquidos y sólidos o líquidos y gases, para mejorar la homogeneidad de los fluidos que salen del reactor, o para reducir el tamaño de las partículas sólidas o burbujas de gas dispersas en un líquido. En particular, la invención se refiere a un reactor de cavitación eficaz que tiene una construcción simplificada y a un método para fabricar dicho reactor.

Antecedentes de la técnica

La cavitación ocurre cuando un fluido que fluye en un conducto sufre cambios de presión significativos, por ejemplo, debido a cambios repentinos en la velocidad o dirección del fluido. En las ubicaciones de presión mínima del conducto, la presión de vapor de equilibrio del fluido puede exceder la presión interna del fluido, lo que conduce a la formación de burbujas de vapor, especialmente en las áreas en las que el líquido está expuesto a altas fuerzas de tracción. Cuando la presión del fluido aumenta nuevamente, por ejemplo, porque el fluido pasa más allá del punto de presión mínima cuando ingresa a una bomba, las burbujas implosionan, generando así calor y ondas de choque hidrodinámicas ultrasónicas, que probablemente causen daños importantes a las piezas de la bomba.

En este caso, la cavitación tiene un efecto destructivo y, por lo tanto, las bombas y los sistemas hidráulicos suelen diseñarse para evitar la formación de burbujas, manteniendo la presión del fluido siempre por encima de un valor umbral y evitando cambios bruscos de presión que expongan el fluido a tensiones dirigidas hacia áreas de mayor presión.

En otros contextos, la cavitación puede controlarse para utilizar las ondas de choque y el calor generado por las mismas en un fluido a procesar, sin causar daños al equipo en el que ocurre. Ciertos ejemplos de aplicaciones útiles de cavitación controlada incluyen mezcla, homogenización, calentamiento, pasteurización, flotación, emulsión, extracción, reacción y reducción de partículas o molecular, para fluidos tales como mezclas de diferentes líquidos, mezclas de líquidos y partículas sólidas, o mezclas de líquidos y gases. Para evitar daños en el equipo, la cavitación debe ocurrir lejos de las piezas del equipo, en medio del fluido.

Un ejemplo de cavitador o reactor de cavitación, se divulga en la solicitud de patente EP 3278868, del mismo solicitante. Este reactor comprende un estator y un rotor, estando alojado este último en una cavidad cilíndrica del estator. El fluido se introduce en la cavidad, es impulsado por el movimiento giratorio del rotor, fluye a su alrededor y es expulsado fuera de la cavidad. El rotor tiene forma troncocónica y en su superficie lateral se han formado orificios ciegos, que contribuyen a la formación e implosión de burbujas.

Otros reactores de cavitación de la técnica anterior incluyen rotores cilíndricos, que presentan además orificios ciegos en su superficie lateral. Se divulgan ejemplos de tales reactores en los documentos US 7.354.227, US 2009184056 y DE 2016182903.

Sumario de la invención

Un objeto de la presente invención es proporcionar un reactor de cavitación que tenga una construcción simplificada, permitiendo así una reducción de los costes de fabricación. Otro objeto de la invención es proporcionar un reactor de cavitación que tenga una alta eficiencia.

Estos y otros objetos se cumplen mediante un reactor de cavitación y un método para fabricar un reactor de cavitación como se define en cualquiera de las reivindicaciones adjuntas. En particular, el solicitante ha descubierto sorprendentemente que una bomba centrífuga conocida con impulsor cerrado puede modificarse a bajo coste para obtener un reactor de cavitación que puede emplearse de manera útil sin causar daños significativos a la bomba/reactor, o incluso sin causar ningún daño al mismo.

El reactor de cavitación de la invención, como una bomba centrífuga, comprende un estator y un rotor, teniendo una plataforma centrífuga alojada en una cámara dentro del estator. El fluido puede entrar y salir de la cámara a través de la primera y segunda aberturas del estator. En particular, la primera abertura forma una guía para el flujo longitudinal del fluido, como las aberturas de entrada de fluido de las bombas conocidas. La plataforma centrífuga comprende dos paredes dispuestas transversalmente a la dirección del eje de giro del rotor. Se forma un espacio entre las dos paredes y se divide en compartimentos mediante tabiques separados circunferencialmente, que consisten, por ejemplo, en las palas de una bomba centrífuga. El espacio está en comunicación fluida con la cámara del estator, externo a la plataforma centrífuga, en una porción periférica de la plataforma centrífuga.

En las bombas centrífugas de la técnica anterior, se sabe que el fluido fluye a través del espacio, tras acceder al mismo por una abertura situada centralmente en una de las dos paredes que delimitan el espacio, en particular la pared que está más cerca de la primera abertura, a través de la que el fluido está diseñado para entrar y salir después del espacio en la porción periférica de la plataforma centrífuga. A diferencia de la técnica anterior, de acuerdo con la invención esta pared está cerrada en su porción central.

Por lo tanto, aunque todavía haya líquido presente en el espacio, no se ve obligado a entrar en el espacio para fluir entre la primera abertura y la segunda abertura del estator, sino que puede fluir, por ejemplo, alrededor de la plataforma centrífuga.

Ventajosamente, se obtiene una presión diferencial entre el fluido fuera del espacio, que tiene una velocidad de flujo en el estator ya que es impulsado de forma giratoria por la plataforma centrífuga, y el fluido dentro del espacio, que es estático con respecto de la plataforma centrífuga que lo contiene. Por lo tanto, el fluido está expuesto a una tensión que provoca la cavitación deseada. El solicitante también ha descubierto que la cavitación tiende a concentrarse en el espacio entre dos tabiques, lejos de los mismos, donde el fluido tiene una menor fricción, evitando así daños en la plataforma centrífuga.

En una realización preferida, los compartimentos del espacio se comunican entre sí en la porción central de la plataforma centrífuga. Por lo tanto, el fluido en esta región está expuesto a fuerzas de tracción opuestas dirigidas fuera de la plataforma centrífuga, lo que ayuda aún más a que se produzca cavitación lejos de las partes del reactor que se van a conservar.

Este reactor puede estar formado por una bomba centrífuga adecuada, utilizando construcciones bien establecidas y optimizadas en términos de costes de fabricación, cerrando la abertura central de acceso al espacio. Por supuesto, la capacidad de bombeo se reduce significativamente como resultado de dicho cambio, por lo que la aplicación principal se convierte en cavitación.

Cabe señalar que el reactor de cavitación de la invención se puede utilizar tanto con fluido que fluye desde la primera abertura que guía longitudinalmente hacia la segunda abertura, y con el fluido fluyendo de la segunda abertura a la primera abertura, a diferencia de las bombas centrífugas que sólo permiten un flujo unidireccional.

Breve descripción de las figuras

Las características y ventajas adicionales de la presente invención resultarán más claramente a partir de la siguiente descripción ilustrativa, no limitativa de un reactor de cavitación como se muestra en los dibujos adjuntos, en los que:

- la Figura 1 muestra una vista en sección lateral de un reactor de cavitación de acuerdo con una primera realización de la invención,

- la Figura 2 muestra una vista en sección lateral de un reactor de cavitación de acuerdo con otra realización de la invención,

- la Figura 3 muestra una vista en sección lateral de un reactor de cavitación de acuerdo con una realización adicional de la invención, y

- la Figura 4 muestra una vista frontal del reactor de cavitación de la Figura 3, en la que no se muestra un miembro de cierre del reactor.

Descripción detallada

Con referencia a las figuras adjuntas, un reactor de cavitación de acuerdo con una realización de la invención se designa generalmente con el número 1. El reactor 1 comprende un estator 2 y un rotor 3 conectado de forma giratoria al estator 2.

El estator 2 delimita una cámara 21 que recibe al menos parcialmente el rotor 3. En más detalle, la cámara 21 del estator 2 está delimitada por una pared frontal 22, una pared posterior 23 y una pared periférica 24 del estator 2. La pared frontal 22 y la pared posterior 23 están separadas en una dirección longitudinal X-X. La pared periférica 24 conecta la pared frontal 22 y la pared posterior 23, y está formada preferiblemente como una voluta centrífuga o cilíndrica.

El estator 2 tiene una primera abertura 25 y una segunda abertura 26 para que se introduzca un fluido en la cámara 21 y se expulse de la cámara 21. En particular, la primera abertura 25 puede actuar como una entrada de fluido y la segunda abertura 26 puede actuar como una salida de fluido o, a la inversa, la primera abertura 25 puede actuar como una salida de fluido y la segunda abertura 26 puede actuar como una entrada de fluido.

La primera abertura 25 tiene una porción de guía 27 cuya forma está destinada a guiar el flujo de fluido en la dirección longitudinal X-X. Por ejemplo, en las realizaciones de las figuras, la primera abertura 25 está formada en la pared frontal 22 del estator 2. En otras realizaciones, la primera abertura 25 puede tener un canal, no necesariamente recto, asociado con el mismo y que termina hacia el interior de la cámara 21, en la porción de guía 27.

En la realización que se muestra en las figuras, la segunda abertura 26 está formada en la pared periférica 24 del estator 2 para permitir que el fluido fluya en una dirección perpendicular a la dirección longitudinal X-X, por ejemplo, en una dirección radial R-R que se extiende alejándose de un eje central longitudinal del estator 2. No obstante, también se pueden proporcionar realizaciones en las que la segunda abertura 26 está formada en la pared posterior 23 del estator 2.

El rotor 3 comprende un eje impulsor 31 que se extiende principalmente en la dirección longitudinal X-X. El eje impulsor 31 está conectado al estator 2 y está adaptado para girar con respecto al estator 2 alrededor de un eje de giro A-A, que se extiende en la dirección longitudinal X-X y coincide preferiblemente con el eje central longitudinal del estator 2.

El eje impulsor 31 puede adaptarse para su conexión con un motor eléctrico (no mostrado), ya sea dentro o fuera de la cámara 21 del estator 2, para accionar de forma giratoria el rotor 3 con respecto al estator 2.

El rotor 3 comprende al menos una plataforma centrífuga 4 fijada al eje motor 31. Por lo tanto, la plataforma centrífuga 4 está adaptada para girar con respecto al estator 2 junto con el eje motor 31, alrededor del eje de giro A-A.

Como se explica más claramente a continuación, el rotor 3 puede comprender una pluralidad de plataformas centrífugas 4, fijadas al eje motor 31 y separadas en la dirección longitudinal X-X, como en las bombas centrífugas multiplataformas conocidas. En primer lugar se describirán las características de una única plataforma centrífuga 4, pero se entenderán aplicables a todas las etapas 4, a menos que se indique lo contrario. En particular, las siguientes características se aplican preferiblemente al menos a la plataforma centrífuga 4 que está más cercana a la primera abertura 25 del estator 2, es decir, la más cercana a la pared frontal 22 del estator 2.

La plataforma centrífuga 4 está alojada en la cámara 21 del estator 2 y está rodeada por la pared periférica 24 del estator 2. Por tanto, la cámara 21 del estator 2 tiene una región tubular 28 que rodea radialmente toda la plataforma centrífuga 4 y está definida entre la plataforma centrífuga 4 y la pared periférica 24 del estator 2. La región tubular 28 rodea también el eje de giro A-A y se extiende preferiblemente longitudinalmente desde la pared frontal 22 hasta la pared posterior 23 del estator 2.

La porción de guía 27 de la primera abertura 25 del estator 2 está orientada hacia la plataforma centrífuga 4 en la dirección longitudinal X-X y más en detalle el eje de giro A-A se extiende a través de la porción de guía 27.

La plataforma centrífuga 4 comprende una primera pared 41 y una segunda pared 42. La primera y segunda paredes 41, 42 están separadas en la dirección longitudinal X-X para definir un espacio 43 entre las mismas.

La primera pared 41 está próxima a la primera abertura 25 del estator 30 y la segunda pared 42 es distal a la primera abertura 25. En otras palabras, la primera pared 41 está dispuesta entre la segunda pared 42 y la primera abertura 25. En más detalle, cada una de la primera y segunda paredes 41, 42 tiene una superficie interior 41a, 42a y una superficie exterior 41b, 42b. Las superficies interiores 41a, 42a de la primera y segunda paredes 41, 42 están enfrentadas entre sí y orientadas hacia el espacio 43.

Por lo tanto, el espacio 43 es un rebaje formado en la plataforma centrífuga 4 entre la primera y segunda paredes 41, 42. En otras palabras, el espacio 43 está delimitado en la dirección longitudinal X-X por las superficies interiores 41a, 42a de la primera y segunda paredes 41,42. Asimismo, el espacio 43 se extiende radialmente hasta la región tubular 28 de la cámara 2.

En lugar de ello, la superficie exterior 41b de la primera pared 41 está opuesta a la correspondiente superficie interior 41a y está orientada hacia la primera abertura 25 del estator 2. Del mismo modo, la superficie exterior 42b de la segunda pared 42 es opuesta a la superficie interior correspondiente 42a, pero está de espaldas a la primera abertura 25 del estator 2.

La primera y segunda paredes 41,42 están dispuestas transversalmente a la dirección longitudinal X-X y lo mismo se aplica a sus respectivas superficies interior y exterior 41a, 41b, 42a, 42b. Asimismo, la primera y segunda paredes 41, 42 sobresalen radialmente del eje motor 31. Por ejemplo, en las realizaciones ilustradas, la primera y segunda paredes 41,42 son paredes que se extienden radialmente. Por lo tanto, el rotor 3 es un rotor radial, de manera similar a lo que se conoce generalmente para los impulsores radiales de ciertas bombas centrífugas. En otras palabras, la primera y segunda paredes 41, 42 pueden tener forma de discos o anillos, con el eje de giro A-A en el centro, y pueden disponerse perpendicularmente a la dirección longitudinal X-X. En concecuencia, el espacio 43 se extiende principalmente sustancialmente en la dirección radial R-R.

La primera y segunda paredes 41, 42 no tienen necesariamente una forma plana como la que se muestra esquemáticamente en las figuras. Por lo tanto, en otras realizaciones, la primera y segunda paredes 41, 42 pueden tener también formas tridimensionales adaptadas para definir un rotor 3 cónico o en forma de embudo, como los impulsores cónicos de las bombas centrífugas conocidas. En otras palabras, en estas paredes una porción central, ubicada en una porción central 45 de la plataforma centrífuga 4 cerca del eje de giro A-A, se proyecta hacia la primera abertura 25 del estator 2 con respecto a una porción periférica de la pared, ubicada en una porción periférica 46 de la plataforma centrífuga 4 separada del eje de giro A-A.

La plataforma centrífuga 4 comprende una pluralidad de tabiques 44 dispuestos en el espacio 43. Los tabiques 44 pueden tener la forma de palas de una bomba centrífuga y, pueden por lo tanto, tener perfiles rectos o curvos, definiendo así ángulos agudos o graves con una dirección circunferencial C-C que se extiende alrededor del eje de giro A-A, orientado en la dirección de giro del rotor 3. No obstante, cabe señalar que el efecto de cavitación controlada se puede obtener en ambas direcciones posibles de giro del rotor 3 alrededor del eje de giro A-A.

Cada tabique 44 se extiende entre un extremo interior 44a, cerca del eje de giro A-A, y un extremo periférico 44b, separado del eje de giro A-A. Es más, los tabiques 44 están separados circunferencialmente alrededor del eje de giro A-A. Por lo tanto, los tabiques 44 dividen el espacio 43 en una pluralidad de compartimentos 47 que se extienden entre la porción central 45 de la plataforma centrífuga 4 y la porción periférica 46 de la plataforma centrífuga 4.

Los tabiques 44 están diseñadas para impulsar de forma giratoria el fluido en el espacio 43 cuando el eje impulsor 31 gira con respecto al estator 2. Esto creará una diferencia de presión entre el fluido en el espacio 43 en la porción central 45 de la plataforma centrífuga 4 y el fluido en la porción periférica 45 de la plataforma centrífuga 4. Esta diferencia de presión causada por las fuerzas de giro centrífuga tiende a hacer que el fluido fluya a través de los compartimentos 47 desde la porción central 45 hasta la porción periférica 46 de la plataforma centrífuga 4. En otras palabras, la presión en la porción central 45 es menor que la de la porción periférica 46.

El espacio 43, y particularmente los compartimentos 47, están en comunicación fluida con la región tubular 28 de la cámara 21 del estator 2 en la porción periférica 46 de la plataforma centrífuga 4. En otras palabras, un borde periférico libre de la primera pared 41 está separado de un borde periférico libre de la segunda pared 42, preferiblemente en la dirección longitudinal X-X. Por lo tanto, el fluido en la cámara 21 puede fluir dentro y fuera del espacio 43 entre los bordes periféricos libres de la primera y segunda paredes 41, 42.

En un aspecto de la invención, la primera pared 41 está cerrada en la porción central 45 de la plataforma centrífuga 4 impidiendo así el flujo de fluido entre la primera abertura 25 y la porción periférica 46 de la plataforma centrífuga 4 a través del espacio 47, concretamente a través de los compartimentos 47 del mismo. En más detalle, en la porción central 45 se evita la comunicación fluida entre la cámara 21 del estator 2, fuera de la plataforma centrífuga 4, y el espacio 43. Asimismo, en la realización preferida, el espacio 43 está en comunicación fluida con el resto de la cámara 21, concretamente con la región tubular 28 de la cámara 21, sólo en la porción periférica 46 de la plataforma centrífuga 4, entre los bordes periféricos libres de la primera y segunda paredes 41, 42.

Cabe señalar que, como en las bombas centrífugas de la técnica anterior, la segunda pared 42, está del mismo modo cerrada en la porción central 45 de la plataforma centrífuga 4 impidiendo así el flujo de fluido entre la segunda abertura 26 y la porción periférica 46 de la plataforma centrífuga 4 a través del espacio 47.

En ciertas realizaciones, la primera pared 41 está cerrada por un miembro de cierre 48 de la plataforma centrífuga 4, como se muestra, por ejemplo, en las Figuras 2-4. En más detalle, la primera pared 41 de la plataforma centrífuga 4 tiene una abertura central 49 en la porción central 45 de la plataforma centrífuga 4. El miembro de cierre 48 está fijado a las primeras paredes 41, preferiblemente, de manera amovible, para cerrar la abertura central 49.

Cuando esté libre de miembros de cierre 48, dicha abertura central 49 puede adaptarse para actuar como entrada de fluido para la plataforma centrífuga 4, como en las bombas centrífugas conocidas. Con una abertura central despejada 49, el fluido accedería a la cámara 21, por ejemplo, a través de la primera abertura 25, sería arrastrado hacia el espacio 43 a través de la abertura central 49 debido a la diferencia de presión antes mencionada, fluiría posteriormente en el espacio 43 hacia la porción periférica 46 de la plataforma centrífuga 4, y sería expulsado del espacio 43 hacia la región tubular 28 de la cámara 21 para alcanzar la segunda abertura 26.

Sin embargo, el miembro de cierre 48 ocluye esta trayectoria de fluido. En particular, el fluido no fluirá continuamente en dirección radial en el espacio 43, y solo se proporcionará una mezcla de fluido entre el interior del espacio 43 y la región tubular 28 de la cámara 21, fuera del espacio 43, en la porción periférica 46 de la plataforma centrífuga 4.

La realización con la abertura central 49 se puede obtener a partir de una bomba centrífuga conocida (no mostrada), en particular de una bomba centrífuga con impulsor (o rotor) cerrado, que puede exhibir sustancialmente todas las características descritas hasta ahora, excepto el hecho de que la primera pared 41 de la plataforma centrífuga 4 está cerrada en la porción central 45. Una vez que se haya proporcionado esta bomba, se fijará simplemente un miembro de cierre 48 a la primera pared 41 para cerrar su abertura central 49.

Como alternativa, como se muestra en la Figura 1, la primera pared 41 puede no tener aberturas centrales 49 y estar formada, por ejemplo, como un disco sólido o un embudo con la boca más pequeña cerrada. Esto puede considerarse equivalente a la formación de un miembro de cierre 48 de una sola pieza con la primera pared 41. Por lo tanto, esta realización no requiere que se realicen cambios en una bomba centrífuga conocida después de la fabricación, pero posiblemente requiera un cambio de diseño, antes de la fabricación, con costes aún bajos.

Cabe señalar que, puesto que la trayectoria de fluido convencional de las bombas centrífugas está cerrada, como se ha descrito anteriormente, debe proporcionarse un paso alternativo para el flujo de fluido entre la primera abertura 25 y la segunda abertura 26 de la cámara 21. Por lo tanto, en la realización preferida, la primera pared 41 de la plataforma centrífuga 4 está separada de la pared frontal 22 del estator 2. Asimismo, la porción periférica 46 de la plataforma centrífuga 4 está separada de la pared periférica 24 del estator 2. De todos modos se aceptan distancias relativamente pequeñas, siempre y cuando sean suficientes para el paso del fluido como se describe a continuación.

Esto permitirá que el fluido fluya entre la primera abertura 25 y la segunda abertura 26 alrededor de la plataforma centrífuga 4 a través de la región tubular 28. En más detalle, el fluido fluye a través de la primera abertura 25, fluye entre la primera pared 41 de la plataforma centrífuga 4 y la pared frontal 22 del estator 2, en una dirección sustancialmente radial R-R, fluye después hacia la región tubular 28, es decir, entre la porción periférica 46 de la plataforma centrífuga 4 y la pared periférica 24 del estator 4, en una dirección sustancialmente longitudinal X-X y preferiblemente con componentes circunferenciales debido a la giro del rotor 3, y finalmente fluye a través de la segunda abertura 26. Como alternativa, también se admite un flujo de fluido en las mismas partes del reactor de cavitación 1 en dirección opuesta a la anterior.

Esta trayectoria de flujo de fluido se ilustra esquemáticamente en las figuras mediante las flechas F. No obstante, se entenderá que se admite también una operación con el rotor 3 girando en dirección opuesta a la de las flechas F.

En la realización preferida, como se muestra en la Figura 2, los compartimentos 47 del espacio 43 están en comunicación fluida entre sí en la porción central 45 de la plataforma centrífuga 4. En otras palabras, los extremos interiores 44a de dos tabiques contiguos 44 definen un paso libre entre los mismos para el fluido, desde un compartimento 47 dispuesto entre los dos tabiques 44 hasta el resto de los compartimentos 44. Ventajosamente, el fluido en el espacio 43 en la porción central 45 de la plataforma centrífuga 4 está expuesto a fuerzas de tracción opuestas, generalmente referenciadas con las flechas de doble punta T, dirigidas hacia la porción periférica 46 de la plataforma centrífuga 4, que facilitan la cavitación.

En una realización alternativa, como se muestra en la Figura 3, la comunicación fluida entre los compartimentos 47 del espacio 43, en la porción central 45 de la plataforma centrífuga 4 se evita, por ejemplo, por el miembro de cierre 48. En otras palabras, el miembro de cierre 48 hace contacto con los extremos interiores 44a de los tabiques 44, y más en detalle el miembro de cierre 48 está conformado para ocluir el espacio entre los extremos interiores 44a de pares de tabiques contiguos 44. La cavitación se obtiene de todos modos debido a la diferencia de presión entre la porción central 45 y la porción periférica 46 de la plataforma centrífuga 4. En consecuencia, el fluido está expuesto a una fuerza de tracción unidireccional.

El solicitante ha descubierto que la operación del reactor de cavitación 1 requiere que el rotor 3 esté completamente sumergido en el fluido. En particular, es necesario asegurarse de que el aire debe ser expulsado por el espacio 43.

Para este fin, preferiblemente se proporcionan miembros reguladores de presión, que están configurados para mantener la presión del fluido en la cámara 21 por encima de un valor umbral que está adaptado para evitar la acumulación de aire en el espacio 43, especialmente en la porción central 45 de la plataforma centrífuga 4.

Sin embargo, un experto comprenderá rápidamente que la presión en el espacio 43 se ve fuertemente afectada por las condiciones de instalación del reactor de cavitación 1, en el contexto de un sistema hidráulico configurado para alimentar fluido al reactor 1 para su procesamiento y para recibir fluido procesado. Por lo tanto, la regulación de la presión puede llevarse a cabo mediante partes del sistema hidráulico que están fuera del reactor 1, por ejemplo, una o más bombas o válvulas del sistema hidráulico, o de otro modo, los miembros reguladores de presión pueden proporcionarse separados del reactor 1, o pueden omitirse también, dependiendo de las características estructurales y operativas del sistema hidráulico.

Como se ha explicado anteriormente, el rotor 3 puede comprender una o más plataformas centrífugas 4, fijadas al eje motor 31 y separadas en la dirección longitudinal X-X, como en las bombas centrífugas multiplataformas conocidas. Las plataformas centrífugas 4 pueden estar alojadas todas en la misma cámara 21 del estator 2, o en distintas cámaras 21 del estator 2.

Esto puede proporcionarse para que el fluido experimente una cavitación más fuerte, o con vistas a proporcionar un reactor de cavitación 1 que tenga también funciones de bombeo, además de capacidades de cavitación. En otras palabras, se puede adaptar un único dispositivo monolítico para realizar tareas de cavitación controlada y bombeo convencional al mismo tiempo.

En este momento, el rotor 3 comprende plataformas centrífugas 4 de dos tipos, es decir, al menos una primera plataforma centrífuga 4 para la cavitación, que incorpora las características comentadas hasta ahora, y al menos una segunda plataforma centrífuga para bombeo (no mostrada). Cada segunda plataforma centrífuga puede incluir algunas de las características establecidas anteriormente, pero no las características relativas al cierre de la primera pared 41.

En particular, para la segunda plataforma centrífuga, la primera pared 41 tiene una abertura central despejada 49 en la porción central 45 de la plataforma 4. Por tanto, la segunda plataforma centrífuga está configurada para bombear el fluido desde la abertura central despejada 49 a su porción periférica 46 a través de su espacio 43, a lo largo de los compartimentos 47. Por lo tanto, las plataformas centrífugas de bombeo se diferencian de las plataformas centrífugas de cavitación 4 en que tienen una abertura central clara 49 para que el fluido acceda al espacio 43 y en que no tienen su primera pared 41 cerrada por su propio diseño o debido a la provisión de un miembro de cierre 48 en la abertura central, no despejada 49.

Preferiblemente, las plataformas centrífugas de bombeo están dispuestas aguas arriba de las plataformas centrífugas de cavitación 4, para que se proporcione una presión máxima de fluido en las plataformas de cavitación. En otras palabras, la primera plataforma centrífuga 4 es distal a la primera abertura 25 del estator 2, y la segunda plataforma centrífuga está próxima a la primera abertura 25 del estator 2, es decir, la primera plataforma centrífuga 4 está dispuesta entre la segunda plataforma centrífuga y la primera abertura 25 del estator 2.

Obviamente, un experto en la materia puede prever una serie de cambios equivalentes a las variantes descritas anteriormente, sin apartarse del alcance definido por las reivindicaciones adjuntas.

Claims (12)

REIVINDICACIONES

1. Un reactor de cavitación (1), que comprende:

- un estátor (2), que delimita una cámara (21), teniendo el estator (2) una primera y una segunda abertura (25, 26) para que un fluido sea introducido y expulsado de la cámara (21), y

- un rotor (3) que comprende un eje impulsor (31), conectado al estator (2) y que puede girar con respecto al estator (2) alrededor de un eje de giro (A-A) que se extiende en una dirección longitudinal (X-X), comprendiendo el rotor (3) una plataforma centrífuga (4) fijada al eje motor (31) y alojada en la cámara (21) del estator (2), teniendo la primera abertura (25) del estator (2) una porción de entrada (27) orientada hacia la plataforma centrífuga (4) en la dirección longitudinal (X-X) y conformada para guiar longitudinalmente el flujo de fluido,

en donde:

- la plataforma centrífuga (4) comprende una primera pared (41) proximal a la primera abertura (25) del estator (2) y una segunda pared (42) distal a la primera abertura (25) del estator (2), estando la primera y segunda paredes (41, 42) dispuestas transversalmente a la dirección longitudinal (X-X), y estando separadas en la dirección longitudinal (X-X) para definir un espacio (43) entre las mismas, en donde cada una de la primera y segunda paredes (41, 42) tiene una superficie interior, enfrentándose las superficies interiores de la primera y segunda paredes (41,42) entre sí y orientadas hacia el espacio (43), estando el espacio (43) en la dirección longitudinal (X­ X) delimitado por las superficies interiores de la primera y segunda paredes (41, 42), siendo el espacio (43) un espacio formado en la plataforma centrífuga (4) entre la primera y la segunda pared (41,42),

- la plataforma centrífuga (4) comprende una pluralidad de tabiques (44) en el espacio (43) que están separados circunferencialmente alrededor del eje de giro (A-A), dividiendo los tabiques (44) el espacio (43) en una pluralidad de compartimentos (47) que se extienden entre una porción central (45) de la plataforma centrífuga (4), más cerca del eje de giro (A-A), y una porción periférica (46) de la plataforma centrífuga (4), más lejos del eje de giro (A-A), estando los compartimentos (47) en comunicación fluida con la cámara (21) del estator (2) en la porción periférica (46) de la plataforma centrífuga (4),

caracterizado por que:

la primera pared (41) está cerrada en la porción central (45) de la plataforma centrífuga (4) impidiendo así el flujo de fluido entre la primera abertura (25) del estator (2) y la porción periférica (46) de la plataforma centrífuga (4) a través de los compartimentos (47) del espacio (43).

2. Un dispositivo de cavitación (1) de acuerdo con la reivindicación 1, en donde:

- la cámara (21) tiene una región tubular que rodea radialmente toda la plataforma centrífuga (4), y

- el espacio (43) está en comunicación fluida con la región tubular de la cámara (21) del estator (2) en la porción periférica (46) de la plataforma centrífuga (4).

3. Un reactor de cavitación (1) de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, en donde el espacio (43) se extiende principalmente sustancialmente en una dirección radial (R-R) que se extiende alejándose de un eje central longitudinal del estator (2).

4. Un reactor de cavitación (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde la primera pared (41) de la plataforma centrífuga (4) tiene una abertura central (49) en la porción central (45) de la plataforma centrífuga (4), comprendiendo la plataforma centrífuga (4) un miembro de cierre (48) fijado a la primera pared (41) para cerrar la abertura central (49).

5. Un reactor de cavitación (1) de acuerdo con la reivindicación 4, en donde el miembro de cierre (48) se conforma para evitar la comunicación fluida entre los compartimentos (47) del espacio (43) en la porción central (45) de la plataforma centrífuga (4).

6. Un reactor de cavitación (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde los compartimentos (47) del espacio (43) están en comunicación fluida entre sí en la porción central (45) de la plataforma centrífuga (4).

7. Un reactor de cavitación (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en donde los tabiques (44) se conforman para provocar la giro del fluido en el espacio (43) cuando el eje impulsor (31) gira con respecto al estator (2), creando así una diferencia de presión entre el fluido en el espacio (43) en la porción central (45) de la plataforma centrífuga (4) y el fluido en la porción periférica (46) de la plataforma centrífuga (4).

8. Un reactor de cavitación (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en donde:

- la cámara (21) del estator (2) está delimitada por una pared frontal (22) en la que está formada la primera abertura (25), una pared posterior (23) separada de la pared frontal (22) en la dirección longitudinal (X-X), y una pared periférica (24) que conecta la pared frontal (22) y la pared posterior (23) entre sí y rodea la plataforma centrífuga (4),

- la primera pared (41) de la plataforma centrífuga (4) está separada de la pared frontal (22) del estator (2), y la porción periférica (46) de la plataforma centrífuga (4) está separada de la pared periférica (24) del estator (2), para permitir de ese modo que el fluido fluya entre la primera abertura (25) y la segunda abertura (26) alrededor de la plataforma centrífuga (4).

9. Un reactor de cavitación (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en donde el rotor (3) comprende una pluralidad de plataformas centrífugas (4) fijadas al eje motor (31) y separadas entre sí en la dirección longitudinal (X-X), estando la primera pared (41) de al menos una primera plataforma centrífuga (4) cerrada en su porción central (45) para evitar el flujo de fluido entre la primera abertura (25) del estator (2) y la porción periférica relativa ( 46) a través de los compartimentos (47) del espacio relativo (43), teniendo al menos una segunda plataforma centrífuga una abertura central despejada (49) en la porción central (45), estando la segunda plataforma centrífuga (4) configurada para bombear el fluido de la abertura central despejada (49) a la porción periférica relativa (46) a través de los compartimentos del espacio (43).

10. Un reactor de cavitación (1) de acuerdo con la reivindicación 9, en donde la primera plataforma centrífuga (4) es distal a la primera abertura (25) del estator (2), y la segunda plataforma centrífuga es proximal a la primera abertura (25) del estator (2).

11. Un reactor de cavitación (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, que comprende medios reguladores de presión, que están configurados para mantener la presión del fluido en la cámara (21) por encima de un valor umbral que está adaptado para evitar la acumulación de aire en el espacio (43).

12. Un método de fabricar un reactor de cavitación (1) de acuerdo con la reivindicación 4, que incluye las etapas de:

- proporcionar una bomba centrífuga que comprende:

- un estátor (2), que delimita una cámara (21), teniendo el estator (2) una primera abertura para que se introduzca un fluido en la cámara (21) y una segunda abertura (26) para que el fluido se expulse de la cámara (21), y

- un rotor (3) que comprende un eje impulsor (31), conectado al estator (2) y que puede girar con respecto al estator (2) alrededor de un eje de giro (A-A) que se extiende en una dirección longitudinal (X-X), comprendiendo el rotor (3) una plataforma centrífuga (4) fijada al eje motor (31) y alojada en la cámara (21) del estator (2), teniendo la primera abertura (25) del estator (2) una porción de entrada (27) orientada hacia la plataforma centrífuga (4) en la dirección longitudinal (X-X) y conformada para guiar longitudinalmente el flujo de fluido, en donde:

- la plataforma centrífuga (4) comprende una primera pared (41) y una segunda pared (42), dispuestas transversalmente a la dirección longitudinal (X-X) y separadas en la dirección longitudinal (X-X) para definir un espacio (43) entre las mismas, en donde cada una de la primera y segunda paredes (41, 42) tiene una superficie interior, enfrentándose las superficies interiores de la primera y segunda paredes (41, 42) entre sí y orientadas hacia el espacio (43), estando el espacio (43) en la dirección longitudinal (X-X) delimitado por las superficies interiores de la primera y segunda paredes (41, 42), siendo el espacio (43) un espacio formado en la plataforma centrífuga (4) entre la primera y la segunda pared (41, 42), estando la primera pared (41) colocada entre la segunda pared (42) y la primera abertura (25) del estator (2),

- la plataforma centrífuga (4) comprende una pluralidad de tabiques (44) en el espacio (43) que están separados circunferencialmente alrededor del eje de giro (A-A), dividiendo los tabiques (44) el espacio (43) en una pluralidad de compartimentos (47) que se extienden entre una porción central (45) de la plataforma centrífuga (4), más cerca del eje de giro (A-A), y una porción periférica (46) de la plataforma centrífuga (4), más lejos del eje de giro (A-A), estando los compartimentos (47) en comunicación fluida con la cámara (21) del estator (2) en la porción periférica (46) de la plataforma centrífuga (4),

- la primera pared (41) de la plataforma centrífuga (4) tiene una abertura central (49) en la porción central (45) de la plataforma centrífuga (4), y

- fijar un miembro de cierre (48) a la primera pared (41) para cerrar la abertura central (49).