ES3063008T3 - Suction device for a disc filter, and method for filtering liquids by means of a disc filter - Google Patents

Description

[0001] DESCRIPCIÓN

[0002] Dispositivo de aspiración para un filtro de disco y procedimiento para filtrar líquidos con un filtro de disco

[0003] La invención se refiere a un filtro de disco con un dispositivo de aspiración, en el que el dispositivo de aspiración presenta al menos una barra de aspiración por cuerpo de filtro en forma de disco y una ranura de aspiración configurada para aspirar las impurezas de la tela filtrante, así como una bomba de aspiración para aspirar las impurezas, y en el que la barra de aspiración puede moverse radialmente con respecto al eje de giro del filtro de disco y la distancia de la barra de aspiración con respecto a la tela filtrante puede ajustarse.

[0004] Los filtros de disco se utilizan, por ejemplo, en el tratamiento de aguas residuales. Se componen de uno o varios cuerpos de filtro en forma de disco que presentan un cuadro de soporte dotado de tela filtrante. Cada cuerpo de filtro en forma de disco puede estar compuesto por varios sectores que están dotado respectivamente de una tela filtrante en forma de saco.

[0005] La realización más sencilla de una tela filtrante es un tejido de una sola capa que puede retener partículas del agua gracias al efecto de tamizado de las mallas. Por regla general, las telas filtrantes están hechas de varias capas. Se componen de un tejido de soporte con un tamaño de malla relativamente grande y una capa filtrante activa. Esta capa filtrante activa presenta hilos y filamentos que están superpuestas de forma múltiple formando canales de flujo curvados de forma múltiple, en los que también las partículas sólidas que son más pequeñas que la sección transversal libre de los espacios intermedios entre los hilos son retenidas mecánicamente o por absorción en los hilos. Una capa filtrante activa de este tipo con efecto de filtración profunda generalmente se configura como fieltro de aguja o vellón de fibras aleatorias.

[0006] Resulta más ventajoso configurar la tela filtrante como una llamada tela de pelo, es decir, como un tejido mullido, felpa o terciopelo compuesto por un tejido de soporte de malla relativamente grande y un pelo de hilos de pelo tejido, por ejemplo, como ligamento en W. En el modo de filtración, los hilos de pelo se sitúan en el lado de flujo hacia la tela filtrante, y su longitud, rigidez y densidad están dimensionados de manera que los hilos de pelo se colocan en una posición aproximadamente paralela al tejido de soporte por el líquido entrante y por la acción mecánica del labio de aspiración durante el proceso de depuración, superponiéndose de esta manera en varias capas y formando un filtro de profundidad, formándose entre los hilos de pelo superpuestos numerosos canales de flujo estrechos, con ángulos y con múltiples curvas, en los que incluso las partículas sólidas cuyo tamaño es inferior a la anchura libre de los canales de flujo pueden retenerse en parte mecánicamente y en parte por absorción.

[0007] La resistencia al flujo de la tela filtrante es relativamente alta y aumenta rápidamente con la creciente obstrucción de los canales de flujo. Por lo tanto, la tela filtrante tiene que limpiarse a intervalos de tiempo relativamente cortos. Esto tiene lugar, por regla general, mediante lavado a contracorriente, es decir, haciendo pasar líquido como, por ejemplo, agua fresca o filtrado, a través de la tela filtrante en la dirección opuesta a la dirección de filtrado. El lavado a contracorriente puede realizarse en toda la superficie de la tela filtrante al mismo tiempo o solo en una zona parcial de la tela filtrante, que se desplaza gradualmente sobre su superficie.

[0008] Con el lavado a contracorriente de la tela de pelo, los hilos de pelo se exponen a un flujo de líquido orientado en sentido opuesto al tejido de soporte y, por lo tanto, se levantan con respecto al tejido de soporte y, a continuación, son en gran medida paralelos entre sí y a la dirección de flujo, mediante lo cual se aumenta fuertemente el volumen de la capa de pelo y se abren y rectifican los canales de flujo existentes entre los hilos de pelo. De este modo, por un lado se reduce la resistencia al flujo del líquido de lavado a contracorriente, de modo que este puede fluir a gran velocidad entre los hilos de pelo y, por otro lado, se liberan las partículas sólidas que antes estaban bloqueadas mecánicamente en los canales de flujo, de modo que pueden desprenderse y eliminarse por lavado por el líquido de lavado a contracorriente superando las fuerzas de absorción.

[0009] Se conocen dispositivos y procedimientos para el lavado a contracorriente de telas filtrantes.

[0010] El documento EP 2 752 229 A1 se refiere a un dispositivo de aspiración para filtros de fábrica. El dispositivo de aspiración presenta una placa de aspiración con una ranura de aspiración principal y una ranura de aspiración inferior separada paralelamente por una pared de separación. Los hilos de pelo se enderezan con retraso al pasar por la ranura de aspiración inferior y se balancean antes de enderezarse rápidamente en la ranura de aspiración principal. De esta manera, se mejora el efecto de lavado a contracorriente.

[0011] El documento WO 00/21638 describe un dispositivo de lavado a contracorriente para un filtro de tambor. El dispositivo de lavado a contracorriente tiene una boquilla de lavado a contracorriente colocada radialmente hacia fuera de los medios filtrantes para dirigir un flujo de líquido a alta presión radialmente hacia dentro contra la superficie exterior de los medios filtrantes, eliminando así los sedimentos que se han acumulado en la superficie radialmente interior de los mismos.

[0012] Por el documento AU 200021355 B2 se conoce un dispositivo de limpieza para el material filtrante de un filtro de disco giratorio o un filtro de tambor. El dispositivo de limpieza comprende al menos una boquilla pulverizadora adecuada para pulverizar líquido de limpieza sobre una parte de la tela filtrante en dirección opuesta a la dirección del filtro. Además, el aparato comprende un dispositivo de accionamiento para generar un movimiento de vaivén de la boquilla pulverizadora. El dispositivo de accionamiento tiene un acoplamiento que convierte el movimiento giratorio del tambor en el movimiento de vaivén de la boquilla de pulverización en una proporción tal que el movimiento giratorio del tambor y el movimiento de vaivén de la boquilla de pulverización están desfasados entre sí.

[0013] El documento AU 2008217733 B2 se refiere a un dispositivo para limpiar el material filtrante de un filtro de disco giratorio. El dispositivo presenta una rampa de enjuague en la que está dispuesta al menos una boquilla de pulverización, estando la boquilla de pulverización dispuesta para pulverizar un fluido de limpieza sobre la tela filtrante en dirección opuesta a la dirección del filtro, presentando la rampa de enjuague un dispositivo de accionamiento para mover la rampa de enjuague a lo largo de una dirección longitudinal del filtro durante la limpieza. En la rampa de lavado están dispuestas dos boquillas de pulverización en un plano sustancialmente perpendicular al eje de giro del filtro de disco giratorio. Las boquillas están dispuestas a ambos lados de un elemento filtrante en forma de disco y alineadas entre sí y con la tela filtrante en un lado del elemento filtrante en forma de disco.

[0014] El documento CA 2813927 A1 describe un dispositivo para limpiar una tela filtrante de un filtro de disco giratorio. El dispositivo tiene un tubo de lavado dispuesto entre dos elementos filtrantes paralelos contiguos del filtro de disco giratorio. Una multiplicidad de boquillas pulverizadoras están dispuestas por pares alrededor del tubo de lavado, encontrándose su respectiva salida a una distancia del respectivo elemento filtrante superior a la mitad de la distancia entre dos elementos filtrantes paralelos contiguos.

[0015] El documento US 2017/0165597 A1 describe un dispositivo de acuerdo con el preámbulo, que se usa en particular para filtros metálicos.

[0016] El documento DE 19811 255 A1 describe un procedimiento y un dispositivo para el lavado a contracorriente de un disco filtrante, en el que un flujo volumétrico de un agente limpiador líquido se hace pasar a través del elemento filtrante a limpiar en dirección opuesta a la dirección de flujo del disco filtrante.

[0017] El documento EP 0413178 B1 se refiere a un filtro de disco para la depuración mecánica de aguas residuales tratadas biológicamente con discos filtrantes dispuestos en un tubo de soporte accionable, soportado de forma giratoria y cada uno con dos superficies filtrantes que se pueden aspirar. Un dispositivo de aspiración se extiende radialmente al tubo de soporte.

[0018] El documento EP 0 958 028 B1 divulga un procedimiento para filtrar líquidos utilizando una tela filtrante con un tejido de soporte y un pelo de hilos de pelo en el lado expuesto al líquido. El lavado a contracorriente se realiza mediante una barra de aspiración. Durante el lavado a contracorriente, los hilos de pelo en la zona de la ranura de aspiración se elevan hasta una posición que sobresale del tejido de soporte, en donde, antes de alcanzar la ranura de aspiración, los hilos de pelo son expuestos a una acción mecánica por una superficie de la barra de aspiración, que está orientada hacia ellos, lo que impide que se levanten.

[0019] El documento JP 6158 581 B2 describe un dispositivo filtrante con materiales filtrantes en forma de disco. Entre los elementos filtrantes está previsto un equipo de limpieza para el lavado a contracorriente.

[0020] El documento KR 101398838 B1 describe un filtro de disco con un equipo de aspiración que presenta una barra de aspiración con una ranura de aspiración que es desplazable en relación con el filtro de disco.

[0021] El documento WO 2026/030903 A1 describe un filtro para filtrar un flujo de líquido que presenta una disposición de filtro con un número de discos filtrantes dispuestos coaxialmente a lo largo de una trayectoria de flujo central dentro de un recipiente a presión.

[0022] La presente invención tiene el objetivo de optimizar los dispositivos de aspiración para filtros de disco.

[0023] El objetivo se consigue con un dispositivo de aspiración de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1, caracterizado por que la tela filtrante se compone de una tela de pelo y por que la anchura de la barra de aspiración es menor que el radio de los cuerpos de filtro en forma de disco, siendo desplazable la barra de aspiración desde una posición correspondiente al radio más pequeño del cuerpo de filtro en forma de disco hasta una posición correspondiente al radio más grande del cuerpo de filtro en forma de disco.

[0024] La anchura de la barra de aspiración es menor que el radio de los cuerpos de filtro en forma de disco. De manera especialmente preferente, la anchura de la barra de aspiración corresponde a un tercio del radio de los cuerpos de filtro en forma de disco. La barra de aspiración puede ser desplazada desde una posición que corresponde al radio más pequeño del cuerpo de filtro en forma de disco hasta una posición que corresponde al radio más grande del cuerpo de filtro en forma de disco. De este modo, la superficie completa de la tela filtrante del cuerpo de filtro en forma de disco puede ser barrida y lavada en contracorriente a través de la barra de aspiración. El desplazamiento de la barra de aspiración puede realizarse de forma continua desde la posición con el radio más pequeño hasta la posición con el radio más grande y viceversa. Alternativamente, el desplazamiento de la barra de aspiración puede realizarse de forma escalonada. Por ejemplo, la barra de aspiración puede desplazarse un paso en dirección radial a intervalos de tiempo o después de cada revolución del filtro de disco. La barra de aspiración puede estar sumergida en el agua en cualquier posición, lo que permite un lavado a contracorriente especialmente eficaz.

[0025] De manera especialmente ventajosa, el desplazamiento radial de la barra de aspiración posibilita una barra de aspiración más estrecha. Por la barra de aspiración más estrecha se reduce la superficie de la tela filtrante aspirada respectivamente por la barra de aspiración, lo que aumenta la capacidad de aspiración. En comparación con las disposiciones de varias barras de aspiración en una fila radialmente con respecto al eje de giro del filtro de disco, la ventaja del presente dispositivo de aspiración es que no se requieren válvulas adicionales para controlar las barras de aspiración individuales mediante la bomba de aspiración o una pluralidad de bombas de aspiración. Esto elimina la necesidad de piezas mecánicas propensas a averías, lo que reduce los costes de funcionamiento y mantenimiento del dispositivo de aspiración.

[0026] Resulta particularmente ventajosa la configuración de la tela filtrante como tela de pelo. Durante el funcionamiento de filtración, los filamentos de pelo forman un filtro de profundidad con numerosos canales de flujo estrechos, con ángulos y con múltiples curvas, en los que incluso las partículas sólidas cuyo tamaño es inferior a la anchura libre de los canales de flujo pueden ser retenidas, en parte mecánicamente y en parte por absorción.

[0027] Durante el lavado a contracorriente, los canales de flujo se abren y se enderezan por el flujo de líquido orientado en sentido opuesto al tejido de soporte. De este modo, por un lado se reduce la resistencia al flujo del líquido de lavado a contracorriente, de modo que este puede fluir a gran velocidad entre los hilos de pelo y, por otro lado, se liberan las partículas sólidas que antes estaban bloqueadas mecánicamente en los canales de flujo, de modo que pueden desprenderse y eliminarse por lavado por el líquido de lavado a contracorriente superando las fuerzas de absorción. Por la menor anchura de la barra de aspiración y la mayor capacidad de aspiración resultante, se puede conseguir una mayor velocidad de lavado a contracorriente con la misma capacidad de bombeo, lo que aumenta el efecto de limpieza del lavado a contracorriente.

[0028] Ajustando la distancia entre la barra de aspiración y la tela filtrante, se puede optimizar el lavado a contracorriente en función de la tela filtrante que ha de ser limpiada y del líquido que ha de ser filtrado. Mediante el flujo de líquido, la tela filtrante es atraída por la barra de aspiración, por lo que se produce una cierta desviación de la tela filtrante. La distancia entre la barra de aspiración y la tela filtrante debe ser tal que la tela filtrante permanezca en contacto con toda la superficie de las ranuras de aspiración de la barra de aspiración.

[0029] Una realización preferente de la invención prevé que en el hueco entre respectivamente dos cuerpos de filtro en forma de disco está prevista una barra de aspiración respectivamente.

[0030] En este caso, la barra de aspiración presenta ranuras de aspiración para aspirar las dos telas filtrantes de los cuerpos de filtro en forma de disco. De esta manera, pueden aspirarse ventajosamente dos telas filtrantes al mismo tiempo con una sola barra de aspiración.

[0031] Una realización de la invención consiste en que la barra de aspiración es desplazable linealmente.

[0032] La barra de aspiración es desplazable linealmente en dirección radial al eje de giro del filtro de disco. En este caso, la barra de aspiración es desplazada desde la posición con el radio más pequeño de los cuerpos de filtro en forma de disco hasta la posición con el radio más grande de los cuerpos de filtro en forma de disco, a fin de aspirar toda la superficie de la tela filtrante de los cuerpos de filtro en forma de disco.

[0033] Otra realización de la invención consiste en que la barra de aspiración es desplazable con un movimiento pendular a través de un brazo de aspiración.

[0034] El brazo de aspiración puede estar hecho de un material rígido. La barra de aspiración está situada en un extremo del brazo de aspiración y se mueve mediante un movimiento pendular desde la posición con el radio más pequeño del cuerpo de filtro en forma de disco hasta la posición con el radio más grande del cuerpo de filtro en forma de disco. El brazo de aspiración es ventajosamente lo suficientemente largo para que la barra de aspiración se encuentre por debajo de la superficie del agua en cada punto del movimiento pendular.

[0035] Para ello, es conveniente que el dispositivo de aspiración presente en el punto de giro de las barras de aspiración un conducto colector que esté dispuesto paralelamente al eje de giro del filtro de disco.

[0036] A través del conducto colector, el agua para el lavado a contracorriente de la tela filtrante sale de las barras de aspiración. Pueden estar conectadas varias barras de aspiración al conducto colector. El conducto colector puede estar hecho de un material resistente a la torsión, de modo que el movimiento pendular se transmita a las barras de aspiración a través del conducto colector y el brazo de aspiración.

[0037] Es ventajoso que el conducto colector esté conectado a la bomba de aspiración a través de una conexión de manguera flexible.

[0038] De este modo, incluso durante un giro del conducto colector, éste puede conectarse a la bomba de aspiración. Una realización de la invención consiste en que la barra de aspiración es desplazable a través de un accionamiento de posicionamiento que está desacoplado del motor de rotación del filtro de disco.

[0039] Ventajosamente, el desacoplamiento del accionamiento de posicionamiento del motor de rotación del filtro de disco evita que la barra de aspiración de desplace sobre la tela filtrante siempre con el mismo recorrido. El accionamiento de rotación, desacoplado del motor de rotación del filtro de disco, permite una adaptación flexible de la barra de aspiración al estado de funcionamiento del filtro de disco. Por ejemplo, la barra de aspiración puede desplazarse sobre la tela filtrante radialmente de forma continua o escalonada. Además, el movimiento radial de la barra de aspiración puede adaptarse al grado de suciedad del líquido que ha de ser depurado por el filtro de disco.

[0040] Una realización preferente de la invención consiste en que el accionamiento de posicionamiento se acciona hidráulicamente.

[0041] Otra realización de la invención consiste en que la barra de aspiración puede ser desplazada a una posición fuera del hueco entre los cuerpos de filtro en forma de disco.

[0042] Ventajosamente, las barras de aspiración pueden inspeccionarse en busca de daños, mantenerse, limpiarse o sustituirse más fácilmente desplazándolas hacia fuera del hueco entre los cuerpos de filtro en forma de disco.

[0043] Por último, la invención incluye un procedimiento para filtrar líquidos con un filtro de disco con un dispositivo de aspiración de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en el que el líquido a filtrar se hace pasar a través de una tela filtrante y en el que la tela filtrante se lava a contracorriente con el dispositivo de aspiración a intervalos de tiempo.

[0044] El dispositivo de aspiración de acuerdo con la invención puede tanto usarse en filtros de disco nuevos como adaptarse a filtros de disco existentes.

[0045] A continuación, se describe con más detalle un ejemplo de realización de la invención con la ayuda de un dibujo. Muestra

[0046] la figura 1 una vista en perspectiva de un dispositivo de aspiración de acuerdo con la invención en el estado montado en un filtro de disco.

[0047] La figura 1 muestra un dispositivo de aspiración 1 de acuerdo con la invención en un filtro de disco 2. El dispositivo de aspiración 1 se compone de varios cuerpos de filtro 3 en forma de disco, que presentan un cuadro de soporte dotado de una tela filtrante 10. Durante el funcionamiento, el filtro de disco 2 gira alrededor de su eje de giro. El filtro de disco se sumerge en una pila que contiene el líquido que ha de ser filtrado. El líquido que ha de ser filtrado pasa a través de la tela filtrante 10 desde fuera hacia adentro, durante lo que se filtran los sólidos del líquido. El agua filtrada puede extraerse del interior del filtro de disco, por ejemplo a través de una bomba.

[0048] El dispositivo de aspiración se compone de una barra de aspiración 4 para el lavado a contracorriente de la tela filtrante 10. Durante el lavado a contracorriente, la tela filtrante 10 se lava con un líquido, como por ejemplo agua fresca o filtrado, en dirección opuesta a la dirección de filtrado. De esta manera, pueden volver a soltarse las partículas sólidas retenidas en la tela filtrante 10.

[0049] La barra de aspiración 4 está conectada a un brazo de aspiración 5 rígido. A través del brazo de aspiración 5 puede moverse la barra de aspiración 4 con un movimiento pendular y puede evacuarse el líquido aspirado por la barra de aspiración 4. Por el movimiento pendular se desplaza la barra de aspiración 4 radialmente al eje de giro del filtro de disco 2. En la figura se muestran tres posiciones de la barra de aspiración a modo de ejemplo. Son la posición con el radio más pequeño del cuerpo de filtro en forma de disco 3, una posición intermedia y la posición con el radio más grande. La barra de aspiración 4 puede ser desplazada de forma continua o escalonada. Mediante el movimiento pendular de la barra de aspiración 4, toda la superficie de la tela filtrante 10 del cuerpo de filtro 3 en forma de disco puede lavarse a contracorriente. La longitud del brazo de aspiración 5 está diseñada de forma que, en cualquier posición del movimiento pendular, la barra de aspiración 4 se encuentre por debajo de la superficie del líquido. A excepción de las dos barras de aspiración 4 más externas, la barra de aspiración 4 está montada en el hueco entre los cuerpos de filtro 3 en forma de disco. Las barras de aspiración 4 en el hueco entre los cuerpos de filtro en forma de disco 3 tienen ranuras de aspiración para el lavado a contracorriente de las respectivas telas filtrantes 10 de los dos cuerpos de filtro en forma de disco 3.

[0050] Las barras de aspiración 4 están conectadas al conducto colector 6 a través del brazo de aspiración 5. A través del conducto colector 6 se evacua el líquido aspirado. El conducto colector 6 es resistente a la torsión y es girado por el accionamiento de posicionamiento 7. Por el giro del conducto colector 6, a través de los brazos de aspiración 5 son desplazadas las barras de aspiración 4 con un movimiento pendular. El conducto colector está conectado a la bomba de aspiración 9 a través de una conexión de manguera 8 flexible.

Claims (10)

1. REIVINDICACIONES

1. Filtro de disco (2) con un dispositivo de aspiración (1), en el que el dispositivo de aspiración (1) presenta al menos una barra de aspiración (4) por cada cuerpo de filtro (3) en forma de disco y una ranura de aspiración configurada para aspirar las impurezas de la tela filtrante (10), así como una bomba de aspiración (9) para aspirar las impurezas, y en el que la barra de aspiración (4) puede desplazarse radialmente con respecto al eje de giro del filtro de disco (2) y la distancia de la barra de aspiración (4) con respecto a la tela filtrante (10) puede ajustarse, caracterizado por que la tela filtrante (10) se compone de una tela de pelo y por que la anchura de la barra de aspiración (4) es menor que el radio de los cuerpos de filtro (3) en forma de disco, pudiendo desplazarse la barra de aspiración (4) desde una posición correspondiente al radio más pequeño del cuerpo de filtro (3) en forma de disco hasta una posición correspondiente al radio más grande del cuerpo de filtro (3) en forma de disco.

2. Filtro de disco (2) con un dispositivo de aspiración (1) de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que en el hueco entre cada dos cuerpos de filtro (3) en forma de disco está prevista una barra de aspiración (4).

3. Filtro de disco (2) con un dispositivo de aspiración (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la barra de aspiración (4) se puede desplazar linealmente.

4. Filtro de disco (2) con un dispositivo de aspiración (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que la barra de aspiración (4) puede ser desplazado a través de un brazo de aspiración (5) con un movimiento pendular.

5. Filtro de disco (2) con un dispositivo de aspiración (1) de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizado por que el dispositivo de aspiración (1) presenta en el punto de giro de las barras de aspiración (4) un conducto colector (6) que está dispuesto en paralelo al eje de giro del filtro de disco (2).

6. Filtro de disco (2) con un dispositivo de aspiración (1) de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizado por que el conducto colector (6) está conectado a la bomba de aspiración (9) a través de una conexión de manguera (8) flexible.

7. Filtro de disco (2) con un dispositivo de aspiración (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la barra de aspiración (4) se puede desplazar a través de un accionamiento de posicionamiento (7) desacoplado del motor de rotación del filtro de disco (2).

8. Filtro de disco (2) con un dispositivo de aspiración (1) de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizado por que el accionamiento de posicionamiento (7) es accionado hidráulicamente.

9. Filtro de disco (2) con un dispositivo de aspiración (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la barra de aspiración (4) se puede desplazar a una posición fuera del hueco entre los cuerpos de filtro (3) en forma de disco.

10. Procedimiento para filtrar líquidos con un filtro de disco (2) con un dispositivo de aspiración (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en el que el líquido a filtrar se hace pasar a través de una tela filtrante (10) y en el que la tela filtrante (10) se lava a contracorriente con el dispositivo de aspiración a intervalos de tiempo.