MX2012011509A - Dispositivo para la gasificacion de liquidos. - Google Patents

Dispositivo para la gasificacion de liquidos.

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Abstract

La invención se refiere a un dispositivo para la gasificación de líquidos, en particular para la aeración de aguas residuales y similares, que comprende un elemento de alojamiento inferior (1), el cual tiene un área de abertura sustancialmente redonda y un puerto de entrada de gas (24), un elemento de alojamiento superior en forma de disco (10), que corresponde con el área de abertura, para cubrir el área de abertura, teniendo el elemento de alojamiento superior un lado superior (O) con la cara opuesta al elemento de alojamiento inferior (1), y siendo provistas varias aberturas de paso de gas (13) en la proximidad de un borde periférico del elemento de alojamiento superior (10), pasando a través del lado superior (O), y una membrana de gasificación perforada (19) que cubre el lado superior (O) del elemento de alojamiento superior (10).

Description

DISPOSITIVO PARA LA GASIFICACIÓN DE LÍQUIDOS La invención se refiere a un dispositivo para la gasificación de líquidos, en particular para la aeración de aguas residuales y similares.
El documento EP 0 549 518 Al describe un dispositivo para la gasificación de un líquido con burbujas finas. En este, una placa de soporte comprende al menos una abertura de salida de gas. Una membrana de gasificación con una perforación fina está conectada firmemente en la región del borde con la placa de soporte. Además, una abertura de la abertura de salida de gas está provista de una válvula unidireccional de membrana la cual evita que el líquido penetre en la abertura de salida de gas. Para la gasificación de un líquido, por ejemplo, se aplica aire a presión a través de la abertura de salida de gas y entre la placa de soporte y la membrana de gasificación. Como resultado, la membrana de gasificación es levantada de la placa de soporte y forma una superficie convexa hacia el exterior. El aire pasa a través de la perforación y forma burbujas de aire finas en el líquido a ser gasificado. Si una presión hidrostática alta actúa sobre dicho dispositivo conocido, por ejemplo una columna de 4 a 8 metros de agua, la membrana de gasificación es levantada de la placa de soporte sólo en la región de la abertura de salida de gas 52-832-12 situada debajo de la misma. La salida de gas tiene lugar sólo en esta región limitada. La eficacia del dispositivo conocido es altamente limitada, particularmente en el caso de presión hidrostática alta.
Otro dispositivo de gasificación es conocido a -partir del documento DE 94 15 775 Ul . En este, dos ranuras radiales son provistas como aberturas de salida de gas en una estructura de soporte en forma de placa. Una membrana de gasificación no tiene perforación en la región que está por encima de las aberturas de salida de gas. Esto incrementa la eficacia del dispositivo de gasificación en el caso de presión hidrostática alta. Sin embargo, también aquí, las regiones de la membrana de gasificación situadas lejos de la abertura de salida de gas son oprimidas por la presión hidrostática contra la estructura de soporte. Desventa osamente, en estas regiones no pasa gas a través de la perforación de la membrana de gasificación ni hacia el líquido a ser gasificado.
Un objetivo de la invención es eliminar los inconvenientes de acuerdo con la técnica anterior. En particular, se propone un dispositivo que posibilita la gasificación efectiva de un líquido incluso a presión hidrostática alta. De acuerdo con otro objetivo de la invención, el dispositivo deberá ser tan robusto y confiable como sea posible. 52-832-12 Este objetivo se consigue mediante las características de la reivindicación 1. De las características de las reivindicaciones 2 a 13 se derivan modalidades convenientes de la invención.
De acuerdo con la invención, se propone un dispositivo para la gasificación de líquidos, en particular para la aeración de aguas residuales y similares, que comprende : un elemento de alojamiento inferior, el cual tiene un área de abertura sustancialmente redonda y un puerto de entrada de gas, un elemento de alojamiento superior en forma de disco, que corresponde con el área de abertura, para cubrir el área de abertura, en donde el elemento de alojamiento superior tiene un lado superior con la cara opuesta al elemento de alojamiento inferior, y en donde una pluralidad de aberturas de paso de gas son provistas en la proximidad de un borde periférico del elemento de alojamiento superior, pasando dichas aberturas de paso de gas a través del lado superior, y una membrana de gasificación perforada que cubre el lado superior del elemento de alojamiento superior.
El elemento de alojamiento superior está formado sustancialmente a partir de una placa portadora en forma de disco, cuyo lado superior está cubierto por la membrana de gasificación perforada. La membrana de gasificación perforada se acopla convenientemente alrededor de un borde periférico de la placa portadora. Al proporcionar las aberturas de paso de gas en la proximidad del borde periférico se garantiza que, incluso a presión hidrostática alta, la membrana de gasificación se despegue completamente del lado superior de la placa portadora, y que el gas pase a través de las perforaciones de la membrana de gasificación. Además, el dispositivo propuesto tiene la ventaja de que incluso a una presión de aire relativamente baja, las burbujas de aire escapan a través de la membrana de gasificación. Con respecto a la cantidad de aire a ser utilizado para la gasificación, el dispositivo puede ser controlado dentro de un rango amplio. En un rango de control inferior, el dispositivo puede incluso ser operado con una pequeña cantidad de aire.
El término "en la proximidad del borde periférico del elemento de alojamiento superior" ha de entenderse como un área anular sobre el lado superior la cual se extiende desde el borde periférico hasta aproximadamente 0.5 veces, preferiblemente 0.7 veces, el radio del elemento de alojamiento superior. Ventajosamente, las aberturas de paso de gas pueden ser formadas como rendijas las cuales están dispuestas a la misma distancia radial desde un punto central del elemento de alojamiento superior y se extienden 52-832-12 en secciones a lo largo de un círculo imaginario que se encuentra dentro del área anular.
De acuerdo con una modalidad ventajosa de la invención, el elemento de alojamiento inferior tiene un fondo que, al menos en secciones, está configurado en forma de embudo y sobre el cual es moldeada una pieza de conexión conformada a manera de un filete para conectar rígidamente el elemento de alojamiento inferior a una línea de suministro de gas. Convenientemente, la pieza de conexión está configurada en forma de un conducto semicilíndrico, en cuyos dos bordes pueden ser formados rebordes que se proyectan hacia el exterior. Además, puede ser provista una contrapieza correspondiente a la pieza de conexión la cual tiene sustancialmente la forma de un conducto, en cuyos bordes son formados recesos opuestos en forma de ranura. Esto sustancialmente permite conectar rígidamente la pieza de conexión con una línea de suministro de gas y encajar la misma a la contrapieza. Para establecer una conexión no rígida, por ejemplo, dichos rebordes y recesos en forma de ranura correspondientes a los mismos pueden ser dispuestos oblicuamente de manera que al incrementar la profundidad de inserción de los rebordes en los recesos en forma de ranura, actúe una fuerza elástica creciente que fuerce la pieza de conexión y la contrapieza contra la línea de suministro de gas. 52-832-12 El fondo puede comprender una sección curvada con una curvatura que corresponde con el filete y protruye hacia el área de abertura. Convenientemente, el puerto de entrada de gas pasa centralmente a través del fondo. Además, el puerto de entrada de gas pasa convenientemente a través de la pieza de conexión. Asi, al conectar el elemento de alojamiento inferior, el puerto de entrada de gas puede ser conectado inmediatamente a una abertura de suministro de gas en la linea de suministro de gas. Esto simplifica el ensamblaje del dispositivo de acuerdo con la invención en la linea de suministro de gas.
De acuerdo con otra modalidad de la invención, una abertura de puerto de entrada de gas de cara al interior del alojamiento del elemento de alojamiento inferior está provista de una válvula unidireccional, preferiblemente una válvula unidireccional de membrana. En particular, una válvula unidireccional de membrana puede ser producida de una manera sencilla y rentable. Por ejemplo, en el caso de daño a la membrana de gasificación, proporcionar una válvula unidireccional evita que el liquido penetre en el puerto de entrada de gas.
De acuerdo con una modalidad adicional, es provisto que una estructura de soporte cilindrica se extienda desde un lado inferior del elemento de alojamiento superior cuyo lado inferior se opone al lado superior. La 52-832-12 estructura de soporte cilindrica, que está conectada ventajosamente de manera central en el lado inferior, comprende ventajosamente una pluralidad de aberturas que permiten que el qas penetre al interior del alojamiento. Convenientemente, las aberturas están configuradas en forma de ranuras que se extienden axialmente.
Desde la estructura de soporte cilindrica, tiras o costillas pueden extenderse radialmente hacia el borde periférico. Tales costillas que, convenientemente, son moldeadas sobre el lado inferior de la placa de soporte, incrementan la estabilidad del dispositivo. En particular, se evita la deformación indeseada de la placa portadora debida a la influencia de la presión hidrostática alta.
En cada caso, entre dos costillas adyacentes puede ser provista una abertura de salida de gas. Convenientemente, la abertura de salida de gas tiene forma de rendija y se extiende adyacente al borde periférico en la placa portadora desde una costilla hasta la siguiente costilla adyacente.
De acuerdo con una modalidad adicional particularmente ventajosa de la invención, las costillas están configuradas de tal manera que son sostenidas rígidamente en secciones sobre la sección curvada cuando el elemento de alojamiento superior está conectado al elemento de alojamiento inferior. Por lo tanto, puede mejorarse 52-832-12 adicionalmente la estabilidad de la placa portadora contra la acción de la presión hidrostática alta.
De acuerdo con una modalidad adicional particularmente ventajosa de la invención, las costillas están configuradas de tal manera que cuando el elemento de alojamiento superior está conectado al elemento de alojamiento inferior, estos pueden ser sostenidos rígidamente por la sección curvada en dos direcciones perpendiculares entre sí. Esto significa que un borde inferior de las costillas está configurado de tal manera que el elemento de alojamiento superior puede ser conectado rígidamente en dos posiciones de ensamblaje sobre el elemento de alojamiento inferior, en particular en la sección curvada del fondo. Esto facilita aún más el ensamblaje del dispositivo.
De acuerdo con una modalidad adicional, un anillo roscado que se acopla sobre el borde del elemento de alojamiento superior es provisto para sujetar el elemento de alojamiento superior al elemento de alojamiento inferior. Con el anillo roscado propuesto, el elemento de alojamiento superior es forzado contra el elemento de alojamiento inferior. La conexión propuesta de los elementos de alojamiento por medio del anillo roscado es desmontable. En consecuencia, por ejemplo, una membrana de gasificación defectuosa puede ser reemplazada. 52-832-12 Una modalidad ejemplar de la invención se ilustra con más detalle en lo sucesivo por medio de los dibujos. En las figuras: la Figura 1 muestra una vista en despiece en corte parcialmente abierto de un dispositivo, la Figura 2 muestra una vista en perspectiva en sección a través del dispositivo de acuerdo con la Figura 1, en el estado ensamblado, la Figura 3 muestra una vista adicional en perspectiva en sección de acuerdo con la Figura 2, la Figura 4 muestra una vista inferior en perspectiva del elemento de alojamiento superior, y la Figura 5 muestra una vista lateral de acuerdo con la Figura 4.
En las Figuras 1 a 3, un elemento de alojamiento inferior 1 hecho ventajosamente de plástico moldeado por inyección tiene una primera pared periférica cilindrica 2 con una rosca externa 3 formada sobre la misma. Una sección de fondo 4 en forma de embudo, la cual es penetrada por una sección inferior curvada 5, se extiende desde la primera pared periférica 2. La sección inferior curvada 5 es parte integral de una pieza de conexión 6, la cual está moldeada sobre el fondo y está configurada en la forma de un semicilindro .
Como se muestra particularmente en la Figura 2, la pieza de conexión 6 tiene dos rebordes 7 que se 52-832-12 extienden hacia afuera los cuales corren oblicuamente con respecto a un eje de la pieza de conexión 6. Una contrapieza, designada con el número de referencia 8, está configurada en la forma de un semicilindro que se expande y tiene un receso en forma de ranura 9 en ambos de sus bordes. El receso en forma de ranura 9 está formado de manera que corresponde con los rebordes 7 para que la contrapieza 8 pueda ser conectada a la pieza de conexión 6 deslizándola sobre la misma.
Un elemento de alojamiento superior 10, hecho ventajosamente de plástico moldeado por inyección, es construido en la forma de un disco y tiene una segunda pared periférica cilindrica 11. Un diámetro externo de la segunda pared periférica 11 es más pequeño que un diámetro interno de la primera pared periférica 2 para que el elemento de alojamiento superior 10 pueda ser insertado en el elemento de alojamiento inferior 1. Un lado superior O del elemento de alojamiento superior 10 es formado para ser sustancialmente plano. Adyacente a la segunda pared periférica 11, un disco portador 12 que forma el lado superior O tiene aberturas de paso de gas en forma de rendija 13.
Como se muestra en particular en las Figuras 4 y 5, tiras de refuerzo o costillas 14 se extienden desde la segunda pared periférica 11 en la dirección radial sobre un lado inferior U del disco portador 12. 52-832-12 Una altura de las costillas 14 moldeadas sobre el disco portador 12 aumenta en secciones desde un borde periférico, formado por la segunda pared periférica 11, del elemento de alojamiento superior 10 hacia el centro de este último. El centro del lado inferior U está rodeado por una estructura de soporte cilindrica 15 la cual se extiende desde el disco portador 12. Las costillas 14 están unidas a la estructura de soporte cilindrica 15. La estructura de soporte cilindrica 15 tiene una multiplicidad de ranuras axiales 16 las cuales se extienden entre las costillas 14 hasta la proximidad del disco portador 12.
Al menos una porción de las costillas 14 tiene en cada caso un borde de soporte 17 en la proximidad de la estructura de soporte cilindrica 15. La altura y la inclinación del borde de soporte 17 están adaptadas de tal manera que en el estado ensamblado, al menos una porción de las costillas 14 es sostenida por la sección inferior curvada 5. De manera similar, bordes superiores 18, también conformados en la forma de secciones de arco circulares, de la estructura de soporte cilindrica 15 también están formados de tal manera que, en el estado ensamblado, son sostenidos rígidamente por la sección inferior curvada 5.
Aunque no se muestra en las figuras, también es posible que los bordes de soporte 17 de las costillas 14 estén configurados de tal manera que puedan ser sostenidos 52-832-12 en dos posiciones de instalación, difiriendo por ejemplo en 90°, en cada caso sobre la sección inferior curvada 5.
El número de referencia 19 designa una membrana de gasificación que está hecha, por ejemplo, de hule de silicón y que está configurada de manera que corresponde con el lado superior O y con la segunda pared periférica 11. Una sección de borde circunferencial de la membrana de gasificación 19 abraza en el estado ensamblado a la segunda pared periférica 11 de tal manera que el elemento de alojamiento superior 10 insertado en el elemento de alojamiento inferior 1 es sostenido a través de la sección de borde de la membrana de gasificación 19 sobre un reborde de soporte 20 moldeado en el elemento de alojamiento inferior 1. A través de este se logra un sello hermético de un alojamiento formado por los elementos de alojamiento superior 10 e inferior 1.
Para sujetar el elemento de alojamiento superior 10 junto con la membrana de gasificación 19 unida al mismo, se proporciona un anillo roscado 21, la pared interna del cual tiene una rosca interna 22 que corresponde con la rosca externa 3. Un anillo intermedio 23 aplica una fuerza de sujeción ejercida por el anillo roscado 21 de manera uniforme a la membrana de gasificación 19 y forma al mismo tiempo una superficie de deslizamiento al apretar el anillo roscado 21. 52-832-12 La sección inferior curvada 5 del elemento de alojamiento inferior 1 es penetrada por un puerto de entrada de gas 24, en donde es provista, en el extremo del puerto de entrada de cara a la parte interna del alojamiento, una membrana unidireccional 25 que tiene una placa de membrana 26 y una membrana de válvula perforada 27 unida a la misma.
La función del dispositivo es la siguiente: Para el ensamblaje en una línea de suministro de gas (no mostrada en las figuras) provista de una abertura de suministro de gas, el dispositivo previamente ensamblado con la pieza de conexión 6 es colocado sobre la línea de suministro de gas de tal manera que el puerto de entrada de gas 24 penetra a través de la abertura de suministro de gas (no mostrada aquí) . Posteriormente, la contrapieza 8 es conectada a la pieza de conexión 6 y por lo tanto el dispositivo es sujetado a manera de abrazadera a la línea de suministro de gas.
El aire alimentado a presión a través de la línea de suministro de gas fluye a través del puerto de entrada de gas 24 y de la válvula unidireccional de membrana 25 y llega a la estructura de soporte cilindrica 15, y desde allí fluye a través de las ranuras axiales 16 en una cámara de suministro de gas formada entre la costillas 14. Desde ahí, el aire alimentado es comprimido a través de las 52-832-12 aberturas de paso de gas 13 y contra la membrana de gasificación perforada 19. El aire penetra las perforaciones provistas en la membrana de gasificación 19 y penetra en la forma de burbujas finas en un liquido que rodea al dispositivo.
Al comprimir el aire a través de las aberturas de paso de gas 13 dispuestas radialmente hacia afuera en la placa portadora 12 y contra la membrana de gasificación 19, la membrana de gasificación 19 se infla comenzando desde el borde periférico hasta la totalidad de su área. Toda el área de la membrana de gasificación 19 es utilizada para generar burbujas de gas.
Una presión hidrostática que actúa durante el suministro interrumpido de gas sobre el elemento de alojamiento superior 10 es aplicada a través de la estructura de soporte cilindrica 15 y de las costillas 14 con los bordes de soporte 17 provistos en las mismas, en particular contra la sección curvada 5 del fondo del elemento de alojamiento inferior 1.
LISTA DE REFERENCIAS 1 elemento de alojamiento inferior 2 primera pared periférica 3 rosca externa 4 sección de fondo en forma de embudo 52-832-12 5 sección inferior curvada 6 pieza de conexión 7 reborde 8 contrapieza 9 receso en forma de ranura 10 elemento de alojamiento superior 11 segunda pared periférica 12 disco portador 13 abertura de paso de gas 14 costilla 15 estructura de soporte cilindrica 16 ranura axial 17 borde de soporte 18 borde superior 19 membrana de gasificación 20 reborde de soporte 21 anillo roscado 22 rosca interna 23 anillo intermedio 24 puerto de entrada de gas 25 válvula unidireccional de membrana 26 placa de membrana 27 válvula de membrana 0 lado superior U lado inferior

Claims (13)

RE IVIND I CAC I ONE S
1. Un dispositivo para gasificar líquidos, en particular para la aeración de aguas residuales y similares, que comprende un elemento de alojamiento inferior (1) el cual tiene un área de abertura sustancialmente redonda y un puerto de entrada de gas (24), un elemento de alojamiento superior (10) en forma de disco, el cual corresponde con el área de abertura, para cubrir el área de abertura, en donde el elemento de alojamiento superior (10) tiene una placa portadora en forma de disco (12) con un lado superior (O) el cual queda de cara opuesta al elemento de alojamiento inferior (1) y el cual está formado para ser sustancialmente plano, y en donde una pluralidad de aberturas de paso de gas (13) son provistas en la proximidad de un borde periférico del elemento de alojamiento superior (10), pasando dichas aberturas de paso de gas (13) a través de la placa portadora ( 12) , y una membrana de gasificación perforada (19) que cubre el lado superior (O) del elemento de alojamiento superior (10) de modo que el gas es comprimido a través de las aberturas de paso de gas (13) dispuestas radialmente hacia afuera en la placa portadora (12) y es comprimido contra la membrana de gasificación (19), por lo cual la 52-832-12 membrana de gasificación (19) se infla comenzando desde el borde periférico hasta la totalidad de su área.
2. El dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el elemento de alojamiento inferior (1) tiene un fondo (4) el cual, al menos en secciones, está conformado a manera de embudo, y sobre el cual una pieza de conexión (6) conformada a manera de un filete es moldeada para conectar rígidamente el elemento de alojamiento inferior (1) con una línea de suministro de gas.
3. El dispositivo de acuerdo con la reivindicación 2, en donde el fondo (4) tiene una sección curvada (5) con una curvatura que corresponde con el filete y protruye hacia el área de abertura.
4. El dispositivo de acuerdo con la reivindicación 2 o la reivindicación 3, en donde el puerto de entrada de gas (24) pasa centralmente a través del fondo .
5. El dispositivo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 2 a 4, en donde el puerto de entrada de gas (24) pasa a través de la pieza de conexión (6) .
6. El dispositivo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde una abertura del puerto de entrada de gas (24), cuya abertura queda de cara al interior del alojamiento del elemento de alojamiento 52-832-12 inferior (1), está provista de una válvula unidireccional, preferiblemente una válvula unidireccional de membrana (25) .
7. El dispositivo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde una estructura de soporte cilindrica (15) se extiende desde un lado inferior (U) del elemento de alojamiento superior (10) cuyo lado inferior (U) se opone al lado superior (O) .
8. El dispositivo de acuerdo con la reivindicación 7, en donde la estructura de soporte cilindrica (15) es sostenida por la sección curvada (5) del fondo cuando el elemento de alojamiento superior (10) está conectado al elemento de alojamiento inferior (1).
9. El dispositivo de acuerdo con la reivindicación 7 o con la reivindicación 8, en donde las costillas (14) se extienden radialmente desde la estructura de soporte cilindrica (15) hacia el borde periférico (11).
10. El dispositivo de acuerdo con la reivindicación 9, en donde entre dos costillas adyacentes (14), en cada caso es provista una abertura de paso de gas (13) .
11. El dispositivo de acuerdo con la reivindicación 9 o con la reivindicación 10, en donde las costillas (14) están configuradas de tal manera que son sostenidas rígidamente en secciones sobre la sección 52-832-12 curvada (5) cuando el elemento de alojamiento superior (10) está conectado al elemento de alojamiento inferior (1).
12. El dispositivo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 9 a 11, en donde las costillas (14) están configuradas de tal manera que cuando el elemento de alojamiento superior (10) está conectado al elemento de alojamiento inferior (1), estos pueden ser sostenidos rígidamente por la sección curvada (5) en dos direcciones que son perpendiculares entre sí.
13. El dispositivo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde un anillo roscado (21) acoplándose sobre el borde del elemento de alojamiento superior (10) es provisto para la sujeción del elemento de alojamiento superior (10) al elemento de alojamiento inferior (1) . 52-832-12
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