ES2955402T3 - Filtro de ventilación y depósito de almacenamiento de líquido puro - Google Patents
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Abstract
Un filtro de ventilación (1), preferentemente para un tanque de almacenamiento de líquido puro, que comprende una carcasa cilíndrica (2), al menos un compartimento (A) para alojar material filtrante granular (3), dicho al menos un compartimento (A) definido entre un superficie periférica interior (4) de la carcasa (2) y un par de placas separadoras (5) espaciadas dispuestas en la carcasa (2) de manera que la separación de las placas separadoras (5) en la dirección axial de la carcasa (2)) se puede cambiar y fijar para aplicar una presión sobre el material filtrante granular (3) en al menos un compartimento (A). Una entrada de aire (6) y una salida de aire (7) están dispuestas respectivamente para permitir un flujo de aire a través del material de filtro granular (3) en al menos un compartimento (A). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Filtro de ventilación y depósito de almacenamiento de líquido puro
La presente invención se refiere a un filtro de ventilación, en particular para el uso con un tanque de almacenamiento de líquido puro, y a un tanque de almacenamiento de líquido puro provisto de un filtro de ventilación. El filtro de ventilación y el tanque de almacenamiento de líquido están especialmente diseñados para un tanque de almacenamiento de agua pura.
Antecedentes de la invención.
Los filtros de ventilación se utilizan comúnmente en los tanques de almacenamiento de líquidos para complementar el líquido dispensado desde el tanque por el aire ambiental y para mantener el líquido puro. El filtro de ventilación se utiliza para eliminar los contaminantes atmosféricos del aire ambiental, como compuestos orgánicos volátiles, dióxido de carbono y partículas que entran en el tanque de líquido puro a través del filtro de ventilación.
La capacidad de filtrado y el paso del filtro de ventilación se deben adaptar al volumen de líquido extraído del tanque. En los casos de tanques de agua pura para uso en laboratorio, que es un campo de aplicación preferido para la presente invención, las tasas de flujo de extracción pueden ser de hasta 30 l/min, en particular si el tanque está conectado a máquinas externas que requieren agua purificada, como una lavadora. Mientras que las pequeñas salidas de aire para tasas más bajas en el intervalo de 2 l/min requieren solo pequeñas cantidades de material de filtro del orden de los mililitros, las tasas de flujo más altas de hasta 10 l/min o más requieren cientos de mililitros de volumen del material de filtro, no necesariamente solo debido a la capacidad sola, sino también para la cinética de la adsorción que depende del material del filtro elegido.
La presente invención está especialmente diseñada para su uso en relación con el almacenamiento de agua ultrapura (UPW) que tiene una resistividad de 18,2 MQ*cm y un carbono orgánico total (TOC) por debajo de 5ppb y se produce puliendo agua pura. La producción de agua pura es un proceso de flujo más lento que el pulido para producir el agua ultrapura. Por lo tanto, en un sistema para producir agua ultrapura, el agua pura debe almacenarse o amortiguarse en un tanque. Este tanque está equipado con un filtro de ventilación de aire que purifica el aire que entra en el tanque. Cuanto mayor sea la tasa de flujo de agua ultrapura, mayor será la cinética de filtración del filtro de ventilación. Por lo tanto, las tasas de flujo más altos requieren un mayor volumen del filtro de ventilación.
Un tanque de almacenamiento de agua pura para uso en laboratorio se dimensiona típicamente con un volumen de alrededor de 20-100 l. Los filtros de ventilación para su uso en dicha aplicación utilizan particularmente una combinación de materiales de filtro, incluyendo carbón activado para filtrar sustancias orgánicas volátiles o disolventes, cal sodada para filtrar dióxido de carbono, y un filtro de membrana para filtrar bacterias, polvo o partículas similares. Para requisitos de menor pureza, solo se puede utilizar un filtro de membrana. La filtración de aire industrial utiliza tres mecanismos de retención de partículas: impacto inercial, intercepción y adsorción por difusión. Los mecanismos de eliminación dominantes pueden variar en función del tamaño de las partículas. La tasa de flujo del aire y el cambio de tasa de flujo a lo largo del tiempo también influyen en el mecanismo de eliminación eficaz y, por lo tanto, es específica para el campo de uso.
La adsorción química mediante cal sodada es la solución de última generación para la eliminación de CO2 en filtros de aire. Otras sustancias pueden ser eficaces dependiendo del campo de aplicación particular. Un reactivo químico alternativo utilizado en medios de eliminación de CO2 puede ser hidróxido de litio, pero la reacción de captura de CO2 es fundamentalmente diferente de la de la cal sodada.
El ingrediente principal y principal de la cal sodada es el hidróxido de calcio. Se agrega agua y una pequeña cantidad de hidróxido de sodio. EL CO2 contenido en el aire atmosférico reacciona indirectamente con Ca(OH)2 en una reacción exotérmica de dos pasos. El agua resultante que se encuentra originalmente en la cal sodada, así como el agua de subproducto, puede evaporarse y se pierde.
A medida que el material del filtro se utiliza, el filtro de ventilación para tales aplicaciones normalmente está en forma de un cartucho que está diseñado para permitir el intercambio y reemplazo simple y, si es necesario, repetido en el tanque.
Los diseños actuales de tanques de almacenamiento de agua pura para su uso en aplicaciones de laboratorio tienen el filtro de ventilación en forma de cartucho en la parte superior del tanque en una forma similar a una chimenea orientada verticalmente. Dado que los sistemas de purificación de agua y los tanques de almacenamiento de agua a menudo se instalan en espacios no utilizados en un laboratorio, como debajo de bancos de laboratorio y fregaderos de laboratorio, la integración impone límites a la altura del tanque. Además, una salida de aire similar a una chimenea en las soluciones actualmente conocidas reduce aún más el espacio disponible en la instalación. El diseño de ventilación en la parte superior requiere espacio de cabeza para el filtro de ventilación y espacio de servicio adicional para el reemplazo cuando el tanque está completamente confinado en muebles o debajo de un banco de laboratorio o fregadero.
Hay varios intentos para abordar la limitación de espacio y uno es el uso de un filtro de ventilación orientado
horizontalmente. En un diseño existente, el cartucho se conecta y se desconecta de un receptáculo dentro del cuerpo del tanque mediante un movimiento horizontal. Sin embargo, esta solución se realiza con varios inconvenientes. El cartucho del filtro de ventilación tiene un formato de gran diámetro y un cuerpo plano en orientación horizontal. Las salidas de aire que contienen medios de purificación distintos de un filtro deben estar completamente secas. Por lo tanto, el cuerpo del cartucho no se puede sumergir en el agua almacenada en el tanque. Por lo tanto, el nivel de agua debe estar claramente por debajo del nivel del cartucho de ventilación, lo que a cambio reduce el volumen disponible para almacenar el líquido en el tanque. Por lo tanto, la eficiencia de la utilidad del espacio es pobre.
Otra solución factible es la colocación de un filtro de ventilación en forma de una columna alargada de pequeño diámetro en la parte superior del tanque en una orientación horizontal. La instalación y el reemplazo se realizan mediante el movimiento horizontal del cartucho, de modo que no se requiere espacio adicional para el mantenimiento. Por otro lado, la cal sodada u otros medios granulares comúnmente utilizados como material de filtro en un filtro de diseño columnar para adsorber y eliminar el CO2 del aire requiere un empaquetamiento denso. El tiempo de contacto, es decir, la relación entre el volumen del medio y la tasa de flujo es un parámetro importante para un buen rendimiento de adsorción. Por ejemplo, un flujo de aire más lento en el cartucho de medios y un tiempo de contacto aire-medio más largo producen una mejor adsorción de CO2. Por otro lado, cuando se prevén dos columnas del mismo volumen de medios, la relación de diámetro y altura desempeña una función con respecto a la eficiencia. Si una columna estrecha y alta comparada con una columna ancha y corta con el mismo volumen se opera en las mismas condiciones, la velocidad lineal es más rápida. La velocidad más rápida genera menos límite de transferencia de masa que acelera el fenómeno de adsorción en cada partícula de medios granulares. La única desventaja es un aumento de la caída de presión.
El material granulado no embalado en una columna orientada horizontalmente crea un riesgo de flujo de derivación parcial o total que degrada drásticamente el rendimiento de adsorción. Se pueden crear vacíos parciales en uno o ambos extremos de la cama de medios, con la consecuencia de que, en la zona de vacío, el medio de purificación no se utiliza completamente. Se puede formar un vacío continuo cuando el llenado del medio no es perfecto. En este caso, se genera una derivación de flujo total en la columna. Naturalmente, el aire pasa a través de la ruta donde la restricción de flujo es mínima. Esta columna puede perder por completo su rendimiento esperado.
Hay varias formas de empacar medios granulares o de partículas en una columna con ciertas soluciones industriales. Sin embargo, estas soluciones no son aplicables a los filtros de ventilación destinados a utilizarse con tanques de almacenamiento de agua pura. Una solución conocida se basa en el uso de una espuma para comprimir los medios granulares para evitar el empaquetamiento suelto y la generación de vacíos. La espuma en sí es porosa y se considera como un material suficientemente permeable para que el aire sea filtrado. Sin embargo, dependiendo de la forma de fabricación de espuma a base de plásticos o polímeros, los poros se generan por la inflación de gas o la inversión de fase del disolvente porógeno y la continuidad de los poros puede no estar bien desarrollada. Además, una espuma utilizada como dispositivo de compresión se deforma con la deformación de la estructura porosa. La compresión de la espuma tiende a cerrar los poros, lo que es una restricción adicional a la permeabilidad. Por último, en el caso de la compresión de espuma, la eficiencia de compresión puede perderse con el tiempo, ya que la espuma comprimida a menudo pierde su elasticidad.
Otra posible solución es el uso de un disco poroso que se presiona mecánicamente mediante el uso de un resorte u otro elemento de polarización. Sin embargo, la carga del resorte y la compresión de espuma dejan una tensión permanente en los medios granulares, a diferencia de otros medios granulares como las resinas de intercambio iónico y los carbonos activados esféricos, la cal sodada y los medios de eliminación de CO2 alternativos en formato granular son frágiles. La tensión en los medios granulares, posiblemente combinada con un choque mecánico durante el transporte, puede dañar los medios y generar partículas finas o polvo. Los daños en el material granular provocan la abrasión del material que afloja el empaquetamiento del material. Además, las partículas finas generadas crean restricciones de flujo adicionales ya que los medios granulares empaquetados con un tamaño de partícula más pequeño tienen una caída de presión más alta.
Una solución aún más factible es el uso de un disco poroso mantenido por fricción solo en un límite para retener y confinar un volumen de material granular en un contenedor cilíndrico. Las formas específicas de borde de disco, posibles combinadas con el uso de un material de sellado adicional, como las juntas tóricas de elastómero, permiten un buen ajuste a una superficie de pared interna de la columna, es decir, el contenedor. Sin embargo, la vibración y los golpes en el cartucho durante el transporte y la manipulación pueden mover dicho disco y el empaquetamiento del soporte puede aflojarse. Solo la fricción fuerte asegura la integridad de la fijación del disco con algún inconveniente que la fricción fuerte requiere una fuerza fuerte para insertar el disco en la columna. Dado que es difícil detectar la posición final de inserción del disco, la fuerza de inserción ya sea aplicada mecánica o manualmente, puede comprimir y dañar los medios de filtración frágiles. La inclinación o rotación de un disco de compresión de este tipo también es un posible defecto conocido. Para reducir el riesgo de esta deficiencia, el disco de compresión debe ser lo suficientemente grueso en dirección axial para evitar que se incline en la columna, lo que, sin embargo, sacrifica el volumen efectivo de los medios en la columna.
Finalmente, el empaquetamiento de material de filtro granular en una columna tiene otro aspecto de dificultades. Cuando se coloca un medio filtrante granular en un cartucho, columna o contenedor, no se garantiza la densidad de empaquetamiento prevista. En el caso de medios pequeños y esféricos, el llenado en caída libre en un contenedor puede producir inicialmente el volumen máximo de lecho, pero luego el volumen se reducirá cuando el contenedor se golpee
mecánicamente. Los medios de forma irregular o los medios de granulometría imperfectos pueden comportarse de forma opuesta: primero el llenado en caída libre toma el volumen mínimo de la cama y luego la agitación del contenedor afloja el empaquetamiento. Por lo tanto, dependiendo de la forma de llenado, el volumen o la dosis es variable.
US 2017/0028342 A1 revela un filtro para su uso con un contenedor sensible a la humedad, el filtro que comprende un conjunto de carcasa, al menos un primer material adsorbente dentro de la carcasa, al menos un segundo material adsorbente dentro de la carcasa, y una disposición laberíntica que se encuentra entre un primer puerto en la carcasa y el primer material adsorbente de tal manera que el gas viaja entre el primer puerto y el primer material adsorbente pasando a través de la disposición laberíntica.
US 2015/0075380 A1 divulga un filtro de carbón activado para el tanque de combustible que incluye una carcasa que incluye una primera pared infernal que divide un volumen infernal del mismo en al menos dos cámaras que se comunican entre sí, al menos una cámara de carbón activado que contiene el carbón activado capaz de atrapar hidrocarburos gaseosos, y una cámara de almacenamiento que forma un volumen de almacenamiento para un flujo de gas que entra a través de un orificio de entrada de la carcasa; y una segunda pared infernal que se extiende longitudinalmente para separar un orificio de purga de al menos uno de los orificios de entrada y un orificio de respiradero.
US 2015/0273379 A1 divulga un filtro de ventilación que comprende una carcasa en una configuración sustancialmente horizontal.
US 2015/0151992 A1 divulga un filtro de ventilación que contiene materiales como cal sodada para absorber el dióxido de carbono del aire que pasa al depósito cuando el nivel de agua en el depósito disminuye.
Objeto de la invención.
La invención tiene como objetivo proporcionar un filtro de ventilación, preferible para un tanque de almacenamiento de líquido puro como un tanque de almacenamiento de agua pura, que permite un montaje de ahorro de espacio en el tanque, lo que reduce la posible variación de la eficiencia del filtro debido a los vacíos y/u otras variaciones del empaquetamiento y reduce el estrés en los medios como consecuencia de vibraciones o choques mecánicos durante el transporte o la manipulación. La invención también tiene como objetivo proporcionar un tanque de almacenamiento de líquido puro como un tanque de almacenamiento de agua pura que incluye un filtro de ventilación.
Solución
La presente invención proporciona un filtro de ventilación, preferiblemente para un tanque de almacenamiento de líquido puro, con las características de la reivindicación 1 y un tanque de almacenamiento de líquido puro con las características de la reivindicación 12. Las realizaciones preferidas se definen en las reivindicaciones dependientes.
Un filtro de ventilación de acuerdo con la invención, preferiblemente para un tanque de almacenamiento de líquido puro, comprende una carcasa cilíndrica, al menos un compartimento para acomodar material de filtro granular, dicho al menos un compartimiento definido entre una superficie periférica interna de la carcasa y un par de placas separadoras espaciadas dispuestas en la carcasa de tal manera que el espaciamiento de las placas separadoras en la dirección axial de la carcasa se puede cambiar y fijar para aplicar una presión sobre el material de filtro granular en al menos un compartimento, y una entrada de aire y una salida de aire dispuestas respectivamente para permitir un flujo de aire a través del material de filtro granular en al menos un compartimento; y además comprende un miembro de soporte y un mecanismo de bloqueo para permitir la fijación de al menos una de las placas separadoras en una pluralidad de posiciones definidas en la dirección axial de la carcasa en el miembro de soporte, en donde , el miembro de soporte comprende preferiblemente un eje central que se extiende en la dirección axial de la carcasa y que sostiene al menos una de las placas separadoras en ella; la(s) placa(s) separadora(s) tiene/tienen un buje apoyado en el eje para ser movible en la dirección axial; y el mecanismo de bloqueo comprende una o más protuberancias provistas en el buje y configuradas para ser acopladas con huecos plurales provistos en el eje para definir las posiciones de fijación axiales plurales para el buje.
Preferiblemente, al menos una de las placas separadoras comprende respectivamente un marco y una pantalla apoyada por el marco, en donde la pantalla está configurada para ser permeable al aire y retener el material filtrante granular. Preferiblemente, el marco comprende un borde circunferencial configurado para sellar de forma deslizante contra la superficie periférica interna de la carcasa.
Preferiblemente, las placas separadoras son idénticas.
Preferiblemente, al menos un compartimento aloja material de filtro granular, y el material de filtro granular comprende cal sodada, carbón activado, LiOH y/o zeolita.
Preferiblemente, el filtro de ventilación que comprende un compartimiento adicional aguas arriba y/o aguas abajo del al menos un compartimiento con respecto a la dirección del flujo de aire a través del filtro de ventilación desde la entrada a la salida.
Preferiblemente, la entrada y/o la salida se forman respectivamente en un miembro de la tapa, preferiblemente fijada de forma removible a la carcasa para cerrar una apertura final axial respectiva(s) de la misma.
La invención también proporciona un tanque de almacenamiento líquido puro, comprende un filtro de ventilación según la invención que tiene la salida comunicándose con el volumen interior del tanque y dispuesto en un lado superior del tanque de tal manera que la dirección axial de la carcasa cilíndrica del filtro de ventilación se extiende en una dirección horizontal sustancial.
Preferiblemente, el tanque de almacenamiento de líquido puro comprende un enlace para conectar el filtro de ventilación al tanque para permitir el movimiento pivotal del filtro de ventilación hacia y desde la orientación horizontal sustancial.
En comparación con los filtros de ventilación de la técnica anterior, el filtro de ventilación de la invención ofrece una serie de ventajas:
- la estructura no crea ninguna caída de presión o sustancialmente ninguna para retener el material filtrante granular en el compartimento en comparación, por ejemplo, con el uso de una espuma;
- la integridad de los medios granulares que son frágiles se conserva como la presión sobre las perlas o partículas es más baja y se puede fijar en etapas definidas moviendo una o ambas placas separadoras a lo largo de la dirección axial del eje;
- la fijación espaciada de las placas separadoras en el eje rígido que forma una unidad autoportante evita el desplazamiento o la inclinación de las placas separadoras en la carcasa o el movimiento en relación con el material granular, lo que evita el riesgo de daños en el material granular frágil durante el transporte y la manipulación;
- se evita la formación de huecos en los extremos axiales o a través de la longitud del compartimento con el material granular incluso cuando el cartucho de filtro de ventilación se opera con su extensión axial en una orientación horizontal; - las placas separadoras pueden ser relativamente delgadas ya que su soporte se logra mediante el eje central, maximizando así la eficiencia del uso del espacio limitado en la carcasa para acomodar los medios de filtración;
- la cantidad de material granular llenado en el compartimento puede variar en función del número de posiciones de fijación de la placa(s) separadora(s) a lo largo de la longitud del eje, de este modo, se adaptan a diferentes procesos de llenado o tipos de material granular sin tener que modificar el diseño general del filtro de ventilación. En caso de que el material granular que se utilizará en el filtro de ventilación sea sustancialmente diferente con respecto al tamaño de partícula, la provisión de diferentes placas separadoras con diferentes tamaños de malla de pantalla es suficiente para acomodar el material; y
- la fabricación y el montaje del filtro de ventilación incluyendo el llenado del compartimento con el material granular es simple ya que no requiere una herramienta específica y el riesgo de que las placas separadoras estén inclinadas o mal montadas en la carcasa se reduce debido a la fijación en el eje central.
La presente invención se describirá en relación con la realización preferida por referencia al dibujo adjunto. En el dibujo: La Fig. 1 es una vista parcial en perspectiva del cartucho de filtro de ventilación de una realización preferida;
La Fig. 2 es una vista transversal del cartucho del filtro de ventilación de la Fig. 1;
La Fig. 3 es una vista de sección parcial del cartucho del filtro de ventilación de las Figuras 1 y 2; y.
Las Fig. 4A y 4B son vistas transversales de detalle ampliadas de las dos extremidades del eje con el mecanismo de bloqueo de la realización de las Figuras 1 a 3.
El filtro de ventilación 1 en forma de cartucho de filtro de ventilación de acuerdo con la realización preferida que se muestra en el dibujo está diseñado en particular para su uso con el tanque de almacenamiento de líquido puro, en particular un tanque de almacenamiento de agua pura para su uso en un entorno de laboratorio.
El filtro de ventilación o el cartucho del filtro de ventilación comprende una carcasa cilíndrica o un recipiente 2 que rodea al menos un compartimento A para alojar material de filtro granular o particular 3. Al menos un compartimiento A se define entre una superficie de pared periférica interna 4 de la carcasa cilíndrica 2 y un par de placas separadoras separadas 5 dispuestas en la carcasa 2 de tal manera que el espaciamiento de las placas separadoras 5 en la dirección axial de la carcasa se puede cambiar y fijar para aplicar una cierta presión sobre el material de filtro granular 3 en al menos un compartimento A y mantener una etapa de empaquetamiento determinada.
El filtro de ventilación 1 en forma de cartucho de filtro de ventilación tiene además una entrada de aire 6 y una salida de aire 7 respectivamente dispuestas en los extremos del filtro de ventilación 1 para permitir un flujo de aire a través del material de filtro granular 3 en al menos un compartimento A (o, opcionalmente, a través de otros compartimentos y medios filtrantes 5 como se describe a continuación). La entrada de aire 6 es típicamente para aire ambiental y la salida de aire 7 es para dirigir el aire filtrado al volumen interno del tanque de almacenamiento de líquido en el que está montado el filtro de ventilación.
La separación variable de las placas separadoras 5 en la carcasa 2 y la fijación de las placas separadoras 5 en sus respectivas posiciones axiales se consigue mediante 10 medios un elemento de soporte 8 y un mecanismo de bloqueo para permitir la fijación de al menos una de las dos placas separadoras 5 que delimitan al menos un compartimento A en una pluralidad de posiciones definidas en la dirección axial de la carcasa 2 en el miembro de soporte 8. En la comprensión
más amplia una de las placas separadoras 5 puede mantenerse en una posición fija e inamovible de 15 el miembro de soporte, mientras que solo la otra placa separadora 5 puede ser móvil y fijable en posiciones definidas plurales en la dirección axial para permitir el llenado del material de filtro granular 3 en el compartimento A y aplicando la presión definida sobre el material filtrante granular.
En la realización preferida, las placas separadoras 5 comprenden respectivamente un 20 marco 13 y una pantalla 16 soportada por el marco 13. La pantalla 16 está diseñada para ser permeable al aire y para retener el material de filtro granular 3 en el compartimento. El marco 13 preferible comprende un hm circunferencial o borde 15 configurado para sellar deslizablemente contra la superficie de pared preferirla interior 4 de la carcasa 2. Un dispositivo de sellado adicional que incluye una junta tórica, 25 material de sellado elástico o sello laberíntico puede proporcionarse en la interfaz entre el hm circunferencial 15 y la superficie de la pared 4 de la carcasa 2. Las placas separadoras 5 (es decir, al menos la de las placas que se puede mover) tienen respectivamente un buje central 11 conectado al hm periférico 15 mediante una disposición de tirantes o radios 14 que están diseñados para 30 maximizar el caudal de aire a través de la pantalla 16 y proporcionar suficiente rigidez y estabilidad de la placa separadora 5. Las placas separadoras pueden ser diferentes o preferiblemente idénticas.
El miembro de soporte 8 comprende preferiblemente un eje central 9 que se extiende en la dirección axial de la carcasa 2 y que sostiene al menos una o ambas placas separadoras 5 sobre la misma. El soporte de las placas separadoras 5 en el eje central 9 es por medio del buje central 11 y el buje 11 es 5 montado fijamente en el eje central en una sola posición, que puede ser el caso de una de las placas separadoras, o se puede mover en la dirección axial del eje 9 (que puede ser el caso de una o ambas placas separadoras dependiendo del diseño del filtro de ventilación).
La fijación de las placas separadoras móviles 5 se realiza mediante un 10 mecanismo de bloqueo que, en caso de la realización preferida mostrada en la figura 4, comprende protuberancias 12 formadas sobre o adyacentes al diámetro central del buje 11 y configuradas para acoplarse con huecos plurales 10 proporcionados sobre partes axiales del eje 9 para definir las posiciones de fijación axiales plurales para el buje.
Las protuberancias 12 y los huecos 10 que definen el mecanismo de bloqueo de las placas separadoras en el eje 9 se pueden formar respectivamente como muescas circulares separadas en paralelo a lo largo de la dirección axial del eje 9 como se muestra en la Figura 4A/B o puede estar en la forma de rosca en espiral u otros mecanismos de bloqueo mecánicos a lo largo de una parte de la longitud axial del eje. El mecanismo de bloqueo en forma de protuberancias/huecos en forma de muescas es ventajoso ya que el movimiento y la fijación de la(s) placa(s) separadora(s) móvil(es) 5 en las posiciones definidas plurales se pueden lograr solo por un movimiento axial sin requerir rotación de la(s) placa(s) separadora(s) 5 que podría moler, desgastar o dañar el material granular.
Otra solución para el mecanismo de bloqueo sería proporcionar un mecanismo de bloqueo que se acopla con las partes axiales del eje, mientras que el buje 11 no está fijado directamente al eje, es decir, en forma de una tuerca o abrazadera colocada fuera del compartimento A y acoplando una rosca de otras características de acoplamiento 30 para presionar el buje en la dirección axial. Cuanto más fino sea el espaciamiento axial de las posiciones de bloqueo del mecanismo de bloqueo, más fino será el ajuste de la compresión o compactación del material granular en el compartimiento A. Un mecanismo roscado, por ejemplo, proporciona un número ilimitado de posiciones de bloqueo dentro del intervalo móvil roscado.
El eje 9 puede tener un asiento 20 (ver la Fig. 4B) para definir una posición final axial para el buje 11. Del mismo modo, la superficie de la pared periférica interna de la 5 carcasa 2 también puede tener un asiento 21 (ver la Fig. 2) para una de las placas separadoras que, por lo tanto, puede ser la que no se puede mover axialmente a lo largo del eje 9.
El material de filtro granular 3 rellenado en al menos un compartimento A puede ser cal sodada otro material de filtro granular adecuado en función de la finalidad del filtro como se describe anteriormente y como se conoce en la técnica La forma de 10 el medio filtrante puede ser, por ejemplo, partículas granulares irregulares, partículas esféricas o no esféricas. El material de filtro adecuado para la absorción de CO2 es, por ejemplo, LiOH o cal sodada. Para la absorción de moléculas orgánicas se pueden seleccionar materiales de filtro adecuados de carbón activado granular o zeolita y combinaciones de los mismos.
El filtro de ventilación o el cartucho de filtro de ventilación 1 según la invención pueden comprender un compartimiento adicional B aguas arriba del al menos un compartimiento A que contiene el material del filtro granular 3 y/o un compartimiento adicional C aguas abajo del al menos un compartimiento A con respecto a la dirección del flujo del aire a través del filtro de ventilación 1 desde la entrada 6 a la 20 salida 7 (ver la Fig. 2). El compartimento aguas arriba B puede contener un filtro para filtrar sustancias orgánicas e inorgánicas volátiles o disolventes o partículas, y el compartimento aguas abajo C puede contener un filtro para filtrar bacterias, polvo y otras partículas.
En la realización preferida, como se muestra en las figuras 2 y 3, la entrada 6 y la 25 salida 7 se forman respectivamente en miembros de tapa o extremos separados o cubiertas 17, 18. El compartimento C aguas abajo en la realización preferida está integrado en el volumen interior de la carcasa 2. El compartimento B aguas arriba se recibe en el miembro de la tapa 17. Esto es ventajoso ya que los compartimentos se pueden abrir y son fácilmente accesibles para la sustitución del filtro y facilita el montaje.
Se puede proporcionar un miembro de la tapa o una tapa 19 con una abertura de comunicación para el aire para cerrar parte de un extremo axial de la carcasa 2 en el lado de la placa separadora móvil 5, como se muestra en la Fig. 2. Los miembros de la tapa 17, 18 y el miembro de la tapa adicional o cubierta 19, si se proporciona, se fijan preferiblemente no removibles a la carcasa 2 para cerrar los extremos axiales respectivamente de los mismos, por vibración o soldadura térmica o ultrasónica.
La entrada 6 en esta realización está en la forma de una pluralidad de agujeros largos axialmente extendidos formados en el miembro de la tapa 17 en una superficie circunferencial exterior del mismo (ver la Fig. 1 y 3). Esta disposición es preferible, ya que no requiere más espacio en el extremo axial del miembro de la tapa en el estado montado en un tanque. Sin embargo, la entrada 6 puede estar formada en una variedad de configuraciones determinadas solo por el requisito de introducir una cantidad suficiente de aire en el filtro de ventilación y permitir que el aire pase a través de los compartimentos en orden secuencial.
La salida 7 en este caso se forma en el miembro de la tapa 18 y se proporciona en forma de un buje o puerto central. Como se muestra en la Fig. 3 una superficie periférica exterior del puerto está provista de una característica tipo rosca 23 para permitir un acoplamiento/desacoplamiento simple del cartucho con un soporte de acoplamiento o receptáculo en un tanque. Otros medios de conexión en forma de bayoneta o por medio de un miembro de bloqueo separado son factibles.
Dado que el eje 9 soporta las placas separadoras en un espacio axial fijo, el efecto de sellado en el hm periférico exterior de las placas separadoras 5 con respecto a la pared periférica interior 4 de la carcasa 2 no tiene por qué ser muy apretado ya que las fuerzas impartidas en las placas separadoras nacen principalmente por el eje central 9.
Aunque un solo eje central 9 se utiliza en la realización preferida, una pluralidad de ejes, preferiblemente distribuidos igualmente alrededor de la circunferencia son posibles, en particular, en relación con el mecanismo de bloqueo con la muesca que permite el movimiento y la fijación de las placas separadoras a lo largo de la dirección axial en una pluralidad de posiciones definidas sin un movimiento de rotación de las mismas.
El filtro de ventilación tiene la forma de un cartucho autoportante que se puede montar y quitar fácilmente de un para reducir el requisito de espacio de cabeza para el filtro de ventilación por encima del tanque, el cartucho de filtro de ventilación de la invención se puede montar en una posición en la parte superior del tanque de tal manera que la dirección axial de la carcasa ciíndrica del filtro de ventilación se extiende en una orientación sustancialmente horizontal. En esta orientación, el filtro de ventilación puede montarse y sustituirse mediante un movimiento horizontal desde la parte delantera.
En una realización preferida (no se muestra) el tanque de almacenamiento de líquido puro diseñado para su uso con el cartucho de filtro de la invención puede estar provisto de un miembro de enlace para conectar el cartucho de filtro de ventilación al tanque a fin de permitir un movimiento pivotal del filtro de ventilación hacia y desde la orientación horizontal, es decir, desde una orientación de trabajo horizontal a una orientación sustancialmente vertical para facilitar la sustitución del cartucho del filtro de ventilación y/o permitir el funcionamiento en dicha orientación recta o vertical. El miembro de enlace puede proporcionar una comunicación directa entre la salida 7 para el aire filtrado del cartucho del filtro de ventilación y el volumen interior del tanque, pero puede combinarse funcionalmente con una válvula o un interruptor que se abre una vez que el cartucho del filtro de ventilación se gira en una orientación de trabajo particular. Esto permite cambiar o sustituir el cartucho del filtro en la posición cerrada de la válvula sin el riesgo de contaminar el volumen interior del tanque durante la sustitución del cartucho del filtro de ventilación. receptáculo o soporte correspondiente en el tanque.
Claims (19)
1. Un filtro de ventilación (1), preferiblemente para un tanque de almacenamiento de líquido puro, que comprende: una carcasa cilíndrica
(2);
al menos un compartimento (A) para alojar material filtrante granular
(3), Dicho al menos un compartimiento (A) definido entre una superficie periférica interna
(4) de la carcasa (2) y un par de placas separadoras espaciadas (5) dispuestas en la carcasa (2) de tal manera que el espaciamiento de las placas separadoras
(5) en la dirección axial de la carcasa (2) se puede cambiar y fijar para aplicar presión sobre el material filtrante granular (3) en al menos un compartimento (A); una entrada de aire
(6) y una salida de aire
(7) dispuestas respectivamente para permitir un flujo de aire a través del material filtrante granular (3) en al menos un compartimento (A); y un miembro de soporte (8) y un mecanismo de bloqueo (10,12) que permita la fijación de al menos una de las placas separadoras (5) en una pluralidad de posiciones definidas en la dirección axial de la carcasa (2) en el miembro de soporte (8),
en donde el miembro de soporte
(8) comprende preferiblemente un eje central (9) que se extiende en la dirección axial de la carcasa (2) y sostiene al menos una de las placas separadoras (5) sobre el mismo;
las placas separadoras (5) tienen un buje (11) apoyado en el eje
(9) para poder moverse en la dirección axial; y el mecanismo de bloqueo consta de una o más
protuberancias
(10) en el buje
(11) y configurado para acoplarse con huecos plurales (12) proporcionan en 25 el eje (9) para definir las posiciones de fijación axiales plurales para el buje (11).
2. El filtro de ventilación (1) de la reivindicación 1, en donde al menos una de las placas separadoras (5) comprende respectivamente un marco (13) y una pantalla (16) apoyada por el marco (13), en donde la pantalla (16) está configurada para ser permeable al aire y para retener el material filtrante granular (3).
3. El filtro de ventilación (1) de la reivindicación 2, en donde el marco (13) comprende un borde circunferencial (15) configurado para sellar deslizadamente contra la superficie periférica interior (4) de la carcasa (2).
4. El filtro de ventilación (1) de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde las placas separadoras (5) son idénticas.
5. El filtro de ventilación (1) de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde al menos un compartimento (A) aloja material filtrante granular (3) y el material filtrante granular (3) comprende cal sodada, carbón activado, LiOH y/o zeolita.
6. El filtro de ventilación (1) de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en donde un compartimento adicional (B;C) aguas arriba y/o aguas abajo del al menos un compartimento (A) con respecto a la dirección del flujo de aire a través del filtro de ventilación (1) desde la entrada (6) a la salida (7).
7. El filtro de ventilación (1) de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en donde la entrada (6) y/o la salida (7) está/están formados respectivamente sobre un miembro de tapa (17; 18) preferiblemente no removible fijado a la carcasa (2) para cerrar una abertura(s) de extremo axial respectiva(s) de la misma.
8. Un tanque de almacenamiento de líquido puro, que comprende un filtro de ventilación (1) de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7 que tiene la salida (7) comunicándose con el volumen interior del tanque y dispuesto en un lado superior del tanque de tal manera que la dirección axial de la carcasa cilíndrica (2) del filtro de ventilación (1) se extiende en una dirección horizontal sustancial.
9. El tanque de almacenamiento de líquido puro de la reivindicación 8, que comprende un enlace para conectar el filtro de ventilación (1) al tanque con el fin de permitir el movimiento pivotal del filtro de ventilación (1) dentro y desde la orientación horizontal sustancial.
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