SEPARADORES PRESURIZADOS CENTRÍFUGOS Y MÉTODOS PARA CONTROLAR LOS MISMOS DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La presente invención está relacionada con un 5 sistema separador centrifugo para tratar agua que ha sido contaminada tanto con materiales orgánicos como inorgánicos. En una modalidad, la presente invención está relacionada con
• un recipiente de presión giratorio que separa sólidos y líquidos a una alta velocidad. En otra modalidad, la presente
10 invención está relacionada con un separador de liquido- liquido que responde a los disturbios de carga radical. La purificación del agua es una actividad muy
• antigua que ha sido buscada para lograr tanto agua potable como agua para uso industrial. Con el surgimiento de la
15 industrialización, la purificación del agua tomó una nueva importancia debido a que el uso del agua industrial generalmente implicaba descargar agua contaminada al ambiente. A medida que han aumentado los interese acerca del ambiente, el agua descargada al ambiente ha sido sometida a
20 estándares progresivamente más altos. De este modo se han hecho grandes esfuerzos para incrementar métodos para procesar agua para sustancialmente reducir tanto contaminantes en partículas co o disueltos. Un aspecto de la purificación del agua es que es
25 particularmente tardado y/o se necesita mucho equipo para la
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separación del liquido y los sólidos. Tradicionalmente, se han utilizado tanques de clarificación o tanques de sedimentación en donde un gran volumen de agua que contiene partículas se deja recibir en un estado quieto. Con la fuerza de gravedad actuando sobre la mezcla, las partículas, aún aquellas en el régimen de flujo Stokes, se separan del liquido. Una desventaja para utilizar los tanques de sedimentación es que tienen que ser extremadamente grandes para tener cualquier capacidad de flujo significativa. De este modo, su uso no se puede practicar en áreas urbanas de gran población donde la necesidad de tales sistemas de purificación de agua es con frecuencia muy grande. Consecuentemente, se han desarrollado tanques de sedimentación que permiten que un flujo continuo de liquido que contiene partícula entre en el centro del tanque de sedimentación, produciendo un liquido sobrenadante clarificado y un fango compactado. El fango compactado, que sale del fondo del tanque de sedimentación, tipicamente tiene un contenido de agua que se encuentra entre 10 y 30% del agua total que está siendo alimentada al tanque de sedimentación. Los tanques de sedimentación tradicionales han sido mejorados en esta última década con la venida del tanque de sedimentación de alta velocidad. El tanque de sedimentación de alta velocidad tiene un pozo de alimentación central que se extiende por debajo de la linea de fango del material de corriente de fondo. Por consiguiente, toda el agua que entra en el tanque de sedimentación debe pasar a través del fango que actúa como un medio de filtro. Al utilizar el fango como filtro, se incrementan las velocidades de separación de sólido-liquido, aunque sólo incrementalmente sobre aquellos de los tanques de sedimentación tradicionales. Adicionalmente, los tanques de sedimentación de alta velocidad también deben ser muy grandes y, consecuentemente, también deben de tener grandes huellas, haciendo que su uso sea impráctico en muchas situaciones. Lo que se necesita en la técnica es un sistema para clarificar un liquido que contiene partículas que solucionen los requerimientos de espacio y las lentas velocidades de separación de sólido-liquido experimentadas en la técnica anterior. Tales aparatos, sistemas y métodos se describen y reclaman aqui. Otro aspecto de las separaciones incluye sistemas de liquido-líquido tal como separar el aceite y el agua de un colector en un taller mecánico o en una estación de lavado para trenes o autobuses, etc. Otros sistemas de separación de liquido-líquido se utilizan en la industria alimenticia donde necesita separarse el aceite y el agua. Uno de los problemas en la técnica anterior es el efecto de los disturbios de carga tal como una sobrecorriente de aceite o agua en una operación de limpieza que altera el balance de la velocidad de alimentación de aceite/agua al separador. Aunque el separador está controlado para evitar que un componente entre en la corriente de salida equivocada, no se puede controlar una sobrecorriente catastrófica de un componente o el otro. Otro objetivo de los sistemas separadores de líquido-líquido es la separación entre dos líquidos inmiscibles con densidades que varían aproximadamente por 5% o menos. Debido a que las densidades son muy parecidas, la separación se hace incrementadamente difícil. Lo que se necesita en la técnica es un separador de líquido-líquido que solucione los problemas de la técnica anterior. La presente invención está relacionada con sistemas separadores, principalmente separadores de sólido-líquido y separadores de líquido-líquido, que incluyen un recipiente de presión. El recipiente de presión puede ser esférico o tener una configuración alternativa tal como un compuesto frustocónico. Los extremos del recipiente de presión se montan de modo que el recipiente puede girarse rápidamente alrededor de un eje rotacional o longitudinal que se extiende a través del recipiente. Un canal de entrada se configura en un extremo del recipiente a través del cual se bombea una mezcla de fluido en el recipiente de presión. Se proporciona un canal de salida en el extremo opuesto del recipiente a través del
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cual una porción seleccionada de la mezcla de fluido sale del recipiente . En una primera modalidad de la presente invención, el sistema separador incluye un clarificador o separador de 5 sólido-líquido. El separador de sólido-líquido está diseñado para separar materia en partículas de un líquido. En esta modalidad, una pluralidad de alabes se colocan dentro del
• recipiente de presión. Los alabes se proyectan radialmente hacia afuera del eje longitudinal en una alineación paralela
10 con el eje longitudinal. Por lo menos una porción de cada alabe se coloca adyacente a la pared del recipiente de modo que los alabes interactúan con la pared del recipiente para formar una pluralidad de canales de flujo discretos que se extienden longitudinalmente a través del recipiente. 15 Proyectándose radialmente hacia afuera del eje longitudinal en una alineación sustancialmente perpendicular con el eje longitudinal se encuentra una pluralidad de discos separados. Los discos se intersectan en los alabes para parcialmente bloquear los canales de flujo. Los discos
20 canalizan el flujo de fluido lejos del eje longitudinal del
• recipiente y a lo largo de la pared del recipiente. Los discos no se extienden hasta la pared exterior del recipiente de presión, sino que dejan una trayectoria de flujo entre el perímetro del disco y la pared del recipiente de presión. 25 Además de jugar un papel en canalizar el flujo de fluido, los discos y los alabes también proporcionan soporte estructural entre sí. Los discos y los alabes cada uno está configurado con ranuras correspondientes mediante las cuales cada alabe acopla cada disco, con esto facilitando el 5 ensamble y proporcionando un soporte estructural mutuo. De este modo, los discos y alabes actúan como apoyos entre si así como también como desviadores de flujo. En una modalidad, los pasajes de corriente de fondo se extienden entre los canales de flujo seleccionados en un
10 diámetro máximo que cubre el eje longitudinal. Los pasajes de corriente de fondo están configurados ya sea truncando el extremo de un alabe o proporcionando agujeros u otros
• orificios en o a lo largo del borde exterior de un alabe en un lugar deseado. Como se discutirá más adelante, los pasajes
15 de corriente de fondo permiten que el componente en partículas separado fluya entre los canales de flujo adyacentes para ser extraído del recipiente de presión. Colocado a lo largo del eje longitudinal del recipiente se encuentra un tubo de salida. El tubo de salida
20 tiene un extremo de entrada centralmente colocado dentro del
• recipiente y un extremo de salida de fluido acoplado con el exterior del recipiente. Proyectándose radialmente hacia afuera desde el eje longitudinal se encuentra una pluralidad de tubos de extracción. Cada tubo de extracción tiene un
25 primer extremo de fluido acoplado con el extremo de entrada del tubo de salida y un segundo extremo opuesto colocado a una distancia corta desde la pared del recipiente. El segundo extremo de cada tubo de extracción se coloca dentro de un canal de flujo correspondiente. En una modalidad, existe un 5 tubo de extracción para cada canal de flujo. En una modalidad alternativa, puede existir solo un tubo de extracción para dos o más canales de flujo. En esta última modalidad, los
• pasajes de corriente de fondo se utilizan para proporcionar comunicación de fluido entre los canales de flujo que no
10 tienen un tubo de extracción y canales de flujo en donde coloca un tubo de extracción. Durante la operación del separador de sólido- • líquido, un líquido que contiene materia en partículas se bombea bajo presión dentro del recipiente giratorio a través
15 del canal de entrada. A medida que el líquido entra al recipiente, el líquido es canalizado en uno de los canales de flujo definidos por los alabes radiales. La colocación del disco dentro de los canales de flujo fuerza el líquido a fluir radialmente hacia afuera hacia la pared del recipiente.
20 En este lugar, el líquido se somete a la fuerza centrífuga
• máxima conocida por el recipiente giratorio. Como resultado de la fuerza centrífuga aplicada, la materia en partículas más pesada dentro del líquido fluye hacia el diámetro interior máximo y se colecta en este recipiente que cubre el
25 eje longitudinal. El líquido restante que se separa de la materia en partículas continua fluyendo hacia los extremos opuestos del recipiente. El liquido clarificado subsecuentemente sale del recipiente a través del canal de salida por medio de una válvula de liberación de presión. La materia en partículas, que típicamente está en la forma de una mezcla de fluido, se remueve del recipiente a través de tubos de extracción. Esto es, la materia en partículas se permite recolectar dentro del recipiente bajo la materia en partículas recolectada elevada por encima del segundo extremo de los tubos de extracción. En este punto, una válvula acoplada con el extremo de salida del tubo de salida se abre. Como resultado del diferencial de presión entre el interior del recipiente presurizado y el ambiente circundante, la materia en partículas es succionada en los tubos de extracción un después salen del recipiente a través del tubo de salida. El separador de sólidos-líquido también está configurado para consentir la liberación del separador de gases que puede introducirse en el recipiente de presión. Específicamente, se forma un orificio de gas pequeño en el extremo de entrada del tubo de salida para establecer una comunicación de fluido entre el tubo de salida y el recipiente. Además, se forma un canal de gas que se extiende desde el canal de entrada hasta el orificio de gas en el tubo de salida. El canal de gas está formado a lo largo del eje longitudinal del recipiente y se extiende entre lo-s alabes y a través de los discos. Durante la operación, el gas más ligero fluye hacia el centro del recipiente donde pasa dentro del canal de gas. Cuando la válvula se abre para facilitar la 5 remoción de la materia en partículas, el gas entra en el tubo de salida a través del orifico y sale con la materia en partículas. En una modalidad alternativa, el gas puede
• removerse de la corriente de alimentación antes de que entre en el separador de sólido-líquido pasando a corriente a
10 través de una válvula de aguja comercialmente disponible u otro dispositivo diseñado para remover gases de las corrientes de fluido. • El separador de sólido-liquido está particularmente bien adecuado para crear celdas de separación de sólido- 15 líquido sustancialmente quietas (canales de flujo) entre alabes adyacentes y contra la pared interior del recipiente giratorio. Como tal, se resiste un fenómeno de transporte de turbulencia y la emulsificación de los líquidos orgánicos, los líquidos inorgánicos y los sólidos suspendidos se evita.
20 El separador de sólidos-líquidos también tiene ventajas distintas sobre la técnica anterior porque significativamente reduce la cantidad de líquido que se descarga con el material en partículas sólido. En particular, el porciento de agua total alimentada al separador de sólidos-líquido que sale
25 como una porción del material en partículas sólido se mantiene a un minimo. En una segunda modalidad de la presente invención, el sistema separador incluye un separador de líquido-líquido. El separador de líquido-líquido está diseñado para separar 5 una mezcla de dos o más líquidos inmiscibles, tales como agua y aceite. El separador de liquido-líquido es sustancialmente idéntico al separador de sólido-líquido mencionado
• anteriormente. La distinción principal es que los discos tienen una pluralidad de perforaciones que se extienden a
10 través de los mismos. Las perforaciones permiten que los diferentes líquidos pasen directamente a través de discos en oposición a tener que viajar alrededor del borde de perímetro
• de los mismos. Opcionalmente, sin embargo, el disco más cercano al canal de entrada del recipiente puede ser sólido
15 para establecer un régimen de flujo que se dirige hacia la periferia del recipiente. En esta modalidad, los discos perforados principalmente funcionan para soportar los alabes. Durante la operación del separador de líquido- líquido, una mezcla de líquidos inmiscibles se bombea bajo
20 presión en el recipiente giratorio a través del canal de
• entrada. A medida que el líquido entra en el recipiente, el liquido es canalizado en uno de los canales de fluido definidos por los alabes radiales. La colocación de los primeros discos sólidos dentro de los canales de flujo fuerza
25 el líquido a fluir radialmente hacia afuera hacia la pared del recipiente. Como resultado de la fuerza centrifuga aplicada, el líquido más pesado fluye hacia el diámetro interno máximo del recipiente y se recolecta en el mismo el cual cubre el eje longitudinal. El líquido más ligero y 5 cualquier gas atrapado fluye hacia el centro del recipiente. Como resultado, se forma una linea de límite entre el líquido más pesado y el líquido más ligero. La línea de límite se
• controla selectivamente dentro de un rango definido desde el eje longitudinal. 10 Durante la remoción del recipiente, el líquido más ligero y el gas fluyen a través de los discos perforados y fuera del canal de salida a través de una pequeña válvula. Ya
• que el gas sale con el líquido más ligero, existe la necesidad de un orifico de gas que se comunica con el tubo de
15 salida. El líquido más pesado es extraído a través de los tubos de extracción y sale a través del tubo de salida por medio de una segunda válvula. El separador de líquido-líquido es operado bajo un sistema diferencial de presión inventivo que mantiene la
20 linea de límite, tal como una interfaz de aceite/agua, dentro de un rango preferido de distancias radiales desde el eje longitudinal del recipiente de presión. Específicamente, el sistema inventivo permite que el recipiente de presión maneje disturbios de carga catastrófica, tal como un cambio de una
25 mezcla de aceite/agua ya sea 100% aceite o 100% agua, mientras que mantiene la linea de límite dentro - del rango deseado. Estas y otras características de la presente invención se volverán más totalmente evidentes a partir de la siguiente descripción y reivindicaciones anexas, o podrán aprenderse mediante la práctica de la invención como se
• establece más adelante. BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Para que la forma en que las ventajas y objetos
10 antes mencionados y otros se obtengan, una descripción más particular de la invención brevemente descrita anteriormente
?, se presentará con referencia a una modalidad específica de la misma que se ilustra en los dibujos anexos. Entendiendo que estos dibujos representan solo las modalidades típicas de la
15 invención y por lo tanto no deben considerarse como limitantes de este alcance, la invención será descrita y explicada con detalle a través del uso de los dibujos anexos en los cuales: la Figura 1 es una vista general de diagrama de 20 bloque de un proceso que utiliza el separador de sólido- líquido de la presente invención; la Figura 2 es una vista en perspectiva de una modalidad del separador de sólido-líquido de la presente invención; 25 la Figura 3 es una vista en corte transversal de una modalidad del separador de sólido-líquido de la presente invención; las Figuras 4A-B son vistas en corte transversal tomadas a lo largo de las líneas 4A-4A y 4B-4B de la Figura 3 respectivamente; la Figura 5 es una vista en perspectiva de un ensamble parcial del interior del recipiente de una modalidad del separador de sólido-líquido de la presente invención, que revela una porción del ensamble de alabe y disco; la Figura 6 es una vista en perspectiva de un ensamble parcial del interior del recipiente del separador de sólido-líquido ilustrado en la Figura 3, revelando una porción más completa del ensamble de alabe y disco; las Figuras 7A, B y C son vistas en planta de las modalidades de alabe y una modalidad de alabe alternativa que puede ser utilizada en el separador de sólido-líquido de la presente invención; la Figura 8 es una vista en perspectiva de un ensamble parcial del interior del recipiente del separador sólido-líquido ilustrado en la Figura 3, revelando un ensamble de alabe y disco completada; la Figura 9 es una vista en corte transversal en elevación tomada a lo largo de la línea 9 de la Figura 3; la Figura 10 es una vista en corte transversal del separador de sólido-líquido ilustrado en la Figura 3 mostrando el separador de sólido-líquido en la operación; la Figura 11 es una vista en corte transversal de una modalidad de un separador de líquido-líquido de la presente invención; la Figura 12 es una vista en perspectiva de un ensamble parcial del interior del recipiente del separador de líquido-líquido mostrado en la Figura 11, revelando una porción del ensamble de alabe y disco perforado; la Figura 13 es un diagrama de bloque que muestra una modalidad de un ensamble de válvula que controla el flujo de liquido hacia adentro y hacia afuera del separador de líquido-líquido; la Figura 14 es un diagrama de bloque que muestra otra modalidad de un ensamble de válvula que controla el flujo de líquido hacia adentro y hacia afuera del separador de liquido-líquido; la Figura 15 es una vista general del diagrama de bloque de un proceso de la presente invención que utiliza el separador de líquido-líquido junto con un hidrociclón; la Figura 16 es una vista en corte transversal de una modalidad alternativa del separador, en donde el recipiente de presión esférico ha sido reemplazado con un recipiente de presión frusto-cónico doble; y la Figura 17 es una vista en perspectiva de un ensamble parcial del interior del recipiente del separador mostrado en la Figura 16. La presente invención está relacionada con un sistema para clarificar agua que ha sido contaminada con materia en partículas, incluyendo contaminantes orgánicos e 5 inorgánicos. La presente invención también está relacionada con un sistema para separar líquidos inmiscibles tal como una mezcla de aceite/agua. Ahora se hace referencia a los dibujos en donde los números de referencia similares hacen referencia a estructuras u operaciones de unidad similares. Se entiende
10 que los dibujos son diagramáticos y/o esquemáticos y no necesariamente se dibujan a escala y son limitantes del espíritu y alcance de la presente invención. • La Figura 1 es una vista general del diagrama de bloque de un proceso que utiliza el separador de sólido- 15 líquido inventivo. Como se ilustra en la Figura 1, un separador 10 de sólido-líquido se conecta con una variedad de otros componentes de procesamiento. Una configuración puede incluir una corriente 12 de alimentación que incluye un flujo de material a ser tratado. La corriente 12 de alimentación
20 puede consistir de una variedad de composiciones, tales como
• agua, que incluye contaminantes como aceite, contaminantes bacterianos, metales minerales y metales disueltos, y sólidos coloidalmente suspendidos. La corriente 12 de alimentación puede originarse a partir de instalaciones industriales,
25 instalaciones de procesamiento de productos animales,
..__?__¿._¿_ai tratamiento de aguas negras, tratamiento de aguas municipales, la industria del petróleo, etc. La corriente 12 de alimentación suministra a la cámara 14 de compensación que actúa como un depósito de 5 retención para almacenar un gran contenido de flujo de entrada de agua. La cámara 14 de compensación puede incluir cualquier tanque de compensación comercialmente disponible, una represa de tierra u otro recipiente de contenimiento de líquido. De la cámara 14 de compensación, el fluido fluye por
10 una trayectoria 16 de flujo hacia un colador 18 de basura para eliminar las partículas más grandes que pudieran tapar el sistema. Saliendo del colador 18 de basura, el fluido
• fluye por una trayectoria 20 de flujo dentro de un separador 22 de aceite/agua que divide una corriente 24 de aceite de
15 una corriente 26 de agua. Mientras que una variedad de separadores de aceite/agua pueden emplearse, en una modalidad un separador de aceite/agua tal como aquellos separadores descritos en las patentes Norteamericanas nos. 5,387,342, 5,582,724 y 5,464,536 pueden emplearse, cuyas patentes se
20 incorporan en la presente por esta referencia por todo lo que
• describen. La corriente 26 de agua puede estar combinada con una corriente 28 de agua de filtro como una corriente 30 de suministro para un coagulador 32 electrostático. El
25 coagulador 32 electrostático opera para eléctricamente esterilizar el agua aniquilando cualquier organismo vivo, descomponiendo la suspensión coloidal de las impurezas, y combinando las impurezas para obtener un floculante. Tales sistemas se pueden obtener de Scott Powell Water Systems, 5 Inc. de Denver, Colorado. Una corriente 34 de efluente coagulada suministra a
A un depósito 36 de desarrollo que típicamente tiene un tiempo de residencia de aproximadamente uno a cinco minutos o más. Mientras que se encuentra en el depósito de desarrollo, el
10 tamaño de partículas del floculante aumenta. La corriente de desarrollo de efluente de depósito de desarrollo suministra al separador 10 de sólido-líquido de la presente invención.
• El separador 10 de sólido-líquido genera una corriente 40 de fondo que constituye la materia en partículas y el gas que ha
15 sido removido de la corriente 38 de efluente, y una corriente 42 de la superficie que constituye el agua clarificada u otro líquido. El agua clarificada en la corriente 42 de la superficie es descargada ya sea directamente o a través de un filtro 45 de poste al ambiente. La corriente 40 de fondo es
20 suministrada al filtro 46 del cual se generan una corriente 28 de agua de filtro y una costra 48 de lodo. En una modalidad, el gas y el aceite residual recolectado en la parte superior del depósito 36 de desarrollo puede directamente extraerse a través de la línea
25 49 al filtro 46. También se podrá apreciar que el separador
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22 de aceite/agua, el coagulador 32 electrostático, el depósito 36 de desarrollo, el separador 10 y el filtro 46 pueden cada uno operarse bajo una presión elevada, tal como mediante la aplicación de una bomba, para facilitar los 5 flujos deseados a través del sistema. La presión puede variar en uno o más de los componentes 22, 32, 36, 10 y 46 para controlar el flujo en las direcciones deseadas. • En la Figura 2, se ilustra una modalidad del separador 10 de sólido-liquido de la presente invención. El
10 separador 10 de sólido-líquido incluye un recipiente 60 de presión que es activado por un motor 62. Aunque el separador sólido-líquido de la presente invención puede fabricarse de
• diferentes tamaños, la modalidad representada está diseñada para procesar aproximadamente 40 litros/minuto. En tal
15 modalidad, se puede utilizar un motor eléctrico de 2.5 caballos de fuerza, de 3440 RPM. El recipiente 60 de presión de preferencia se monta dentro de una cubierta 64. La cubierta 64 simplemente proporciona un recubrimiento o alojamiento como un mecanismo
20 de seguridad para que la gente y los objetos no se acerquen al recipiente 60 de presión que está girando. En la modalidad ilustrada, se proporciona un ensamble 66 de estructura al cual se monta la cubierta 64 por medio de alabes 68 de montaje. Alguien con experiencia en la técnica, por supuesto,
25 apreciará que la cubierta 64 puede estar configurada y unida
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al ensamble 66 de estructura de diferentes maneras. El ensamble 66 de estructura está adicionalmente configurado para proporcionar soporte al motor 62 y la estructura de soporte que soporta el recipiente 60 de 5 presión. El separador 10 de sólido-liquido incluye un alojamiento 70 de entrada estático configurado para recibir una línea 72 de entrada. De igual manera, se proporciona un alojamiento 74 de salida estático en el extremo opuesto del recipiente 60 de presión al cual se fija una línea 76 de 10 salida de corriente de fondo y una línea 78 de salida de corriente de la superficie. Se utiliza una bomba 80 para recibir la corriente
• 38 de efluente y proporcionar la corriente 38 al separador 10 de sólido-liquido a través de la línea 72 de entrada. La
15 bomba 80 presuriza la corriente 38 de efluente en la línea 72 de entrada de modo que el separador 10 de sólido-líquido opere bajo tal presión. De este modo, la bomba 80 debe ser capaz de bombear la corriente 38 de efluente a la capacidad de velocidad de flujo del separador 10 de sólido-liquido fc 20 mientras que mantiene una presión deseada. En una modalidad, la bomba 80 mantiene la corriente 38 de efluente a una presión en un rango entre aproximadamente 2.07xl0Pa (3 psi) a aproximadamente 3.45xl0bPa (500 psi) con aproximadamente 1.03xl05Pa (15 psi) a aproximadamente 4.14xl05Pa (60 psi) que
25 es más preferido. La bomba 80 también produce velocidades de flujo en un rango de entre aproximadamente 3 litros/minuto a aproximadamente 1,000 litros/minuto. Cualquier bomba 80 comercialmente disponible que pueda crear las presiones antes mencionadas y las velocidades de flujo deseadas funcionará para el propósito deseado. Como se ilustra en la Figura 3, el recipiente 60 de presión se monta para girar alrededor del eje 90 rotacional que también coincide con el eje longitudinal del separador 10 de sólido-líquido. El recipiente 60 de presión incluye una pared 92 periférica que tiene una superficie 93 interior que limita una cámara 95. En la modalidad representada, la cámara 95 está en la forma de una esfera, aunque también se pueden utilizar otras configuraciones. Debido a que el recipiente 60 se monta para girar alrededor del eje 90, el recipiente 60 de presión generalmente incluirá una geometría que comprende un cuerpo de rotación alrededor del eje 90. Adicionalmente, es deseable, aunque no se requiere, que las paredes del recipiente 60 de presión se inclinen radialmente hacia afuera hacia un ecuador 97 teniendo un diámetro máximo que cubre el eje 90 longitudinal. De este modo, aunque el recipiente de presión con paredes 92 esféricas es una modalidad deseada debido a sus cualidades de soporte de presión eficientes, otros recipientes con paredes curvas como aquellos teniendo una forma ovalada, elíptica o simétricamente irregular pueden emplearse. Adicionalmente,
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configuraciones de línea recta tales como dos conos truncados con sus extremos anchos unidos pueden utilizarse. De igual manera, un recipiente que tiene una configuración cilindrica en los bordes y un centro que está formado por los conos 5 truncados conectados entre sí puede utilizarse. Aún en otras modalidades, el recipiente 60 no necesita tener paredes inclinadas hacia afuera. Por ejemplo, el recipiente 60 puede
• ser cilindrico o tener un corte transversal poligonal. El recipiente 60 de presión puede estar hecho de
10 una variedad de materiales que incluyen acero inoxidable, plástico, estructuras enrolladas de filamentos y otros materiales convencionales. En una modalidad, el recipiente 60
• de presión es capaz de soportar presiones en un rango de entre aproximadamente 6.90xlO~Pa (1 psi) a aproximadamente
15 3.45xl06Pa (500 psi) con aproximadamente 6.90xl04Pa (10 psi) a aproximadamente 6.904xl05Pa (100 psi) que es más preferida. En la modalidad representada, el recipiente 60 de presión está hecho de acero inoxidable y tiene dos mitades para facilitar su fabricación y construcción. Las dos mitades se
20 aseguran entre sí por soldadura, tornillos u otros métodos
• convencionales de modo que la unión se forma en el ecuador 97 del recipiente 60. Como se ilustra en la Figura 3, el separador 10 de sólido-liquido incluye un eje 94 motriz en su extremo 96 de
25 entrada que se monta de manera rígida al recipiente 60. El eje 94 motriz está configurado para acoplar el motor 62 (Figura 2) como se conoce en la técnica. El eje 94 motriz se monta dentro de un eje 98 hueco que se asegura dentro del collar 100 de montaje de entrada. El collar 100 de montaje de 5 entrada, a su vez, se asegura al recipiente 60 dentro de una pluralidad de tornillos 102 de montaje, en una manera conocida por alguien con experiencia en la técnica. • El eje 94 motriz, el eje 98 hueco, y el collar 100 de montaje de entrada de este modo se aseguran de manera 10 rigida entre sí y al recipiente 60 por medio de cualquiera de aquellos métodos conocidos en la técnica como soldadura o el uso de tornillos, como tornillos 102 de montaje que acoplan
• una pestaña 104 de montaje de entrada. Estos componentes comprenden un ensamble de accionamiento que se fija 15 rígidamente al recipiente 60 y, consecuentemente, gira con el recipiente 60. El ensamble de accionamiento está configurado para acoplar el alojamiento 70 de entrada. El alojamiento 70 de entrada soporta el ensamble de accionamiento con un ensamble A, 20 106 de balero de entrada el cual, en esta modalidad, acopla el collar 100 de montaje de entrada. El ensamble 106 de balero de entrada es un ensamble de balero sellado que descansa en un cojinete tal como se reconocerá por alguien con experiencia en la técnica. 25 El alojamiento 70 de entrada está configurado con
4 • -?frtifffi una entrada 114 de corriente de alimentación .que está configurada para recibir la línea 72 de entrada (Figura 2) por medio de cualquiera de los métodos de unión conocidos en la técnica para proporcionar comunicación de fluido. Como se ilustra haciendo referencia a las Figuras 3 y 4A, el alojamiento 70 de entrada está adicionalmente configurado con una cavidad 108 de conector anular que rodea el eje 98 hueco. El eje 98 hueco incluye una pluralidad de puertos 110 de acceso. Se proporcionan los sellos 112 de bomba mecánicos entre el eje 98 hueco y el alojamiento 70 de entrada en cada lado de la cavidad 108 de colector para con esto proporcionar un sello de fluido mientras que se permite el movimiento rotacional relativo entre el alojamiento 70 estático de entrada y el eje 98 hueco. Los sellos de bomba mecánicos tal como están disponibles a partir de A.W. Chesterton Co . of Stoneham, Massachusetts funcionan para el propósito deseado. Aún haciendo referencia a la Figura 3, se ilustra y describe la estructura de soporte para el recipiente 60 en el extremo 120 de salida. Al igual que en el extremo 96 de entrada, el recipiente 60 y el extremo 120 de salida está de igual manera configurado con una pestaña 122 de montaje de salida. Un collar 124 de montaje de salida se fija en la pestaña 122 de montaje de salida con un número de tornillos 102. El collar 124 de montaje de salida está soportado en un alojamiento 74 de salida por medio de un ensamble 126 de baleros de salida. El alojamiento 74 de salida y el collar 124 de montaje de salida cada uno están configurados con un interior hueco para recibir un tubo 128 de salida de corriente de 5 fondo teniendo un canal 130 de remoción dentro del mismo. Como se ilustra en la Figura 4B, el interior hueco del alojamiento 74 de salida y el collar 124 de montaje de salida
• y el tubo 128 de salida están configurados de modo que se define un canal 132 de efluente entre los mismos. El canal 10 132 de efluente se extiende exteriormente del tubo 128 de salida y está en comunicación de fluido con una salida 134 de corriente de la superficie configurada en el alojamiento 74
• de salida. Haciendo referencia una vez más a la Figura 3, la salida 134 de corriente de la superficie incluye una válvula 15 136 de liberación de presión para mantener una presión dentro del recipiente 60. La válvula 136 de liberación de presión puede ser una válvula de cierre fallido cargado por muelle de una sola vía, en donde la fuerza del resorte debe ser sobrepasada por una presión de fluido suficiente para forzar 20 que se abra la válvula. • Un extremo 129 de salida del tubo 128 de salida está sobreajustado con un sello 138 de bomba mecánico. El extremo opuesto del sello 138 de bomba mecánico se fija rígidamente dentro de un paso circular configurado en el 25 extremo interior del alojamiento 74 de salida. De este modo,
^ímfe-w-^i?i el sello 138 de bomba mecánico actúa como una barrera de fluido entre el canal 130 de remoción y el canal 132 de efluente y permite el movimiento rotacional relativo entre el tubo 128 de salida y el alojamiento 74 de salida. El extremo 5 de salida del alojamiento 74 de salida está adicionalmente configurado con un orificio 140 de salida que acopla la línea 76 de salida de corriente de fondo. La línea 76 de salida de
• corriente de fondo es accesada a través de una válvula 148 de salida de corriente de fondo que puede ser una válvula
10 solenoide o estándar, tal como una válvula de flotador que se puede obtener comercialmente. El tubo 128 de salida también tiene un extremo 131
• de entrada. En una modalidad, un obturador 162 es recibido dentro de la abertura en el extremo 131 de entrada. Un
15 orificio 164 de salida de gas se extiende a través del obturador 162 para establecer la comunicación de fluido entre el centro de la cámara 95 y el canal 130 que se extiende a través del tubo 128 de salida. El orificio 164 de salida de gas típicamente tiene un diámetro en un rango entre
20 aproximadamente 0.05 cm (0.02 pulgadas) a aproximadamente 1.3 cm (0.05 pulgadas) con aproximadamente 0.05 cm (0.02 pulgadas) a aproximadamente 0.3 cm (0.125 pulgadas) que es más preferido. En una modalidad alternativa, el extremo 131 de entrada puede simplemente formarse con un orificio
25 restringido que se comunica con el canal 130, con esto evitando la necesidad del obturador 162. Aún haciendo referencia a la Figura 3, el tubo 128 de salida se extiende al centro del recipiente 60. El separador 10 de sólido-líquido también incluye una pluralidad 5 de tubos 160 de extracción de corriente de fondo radiales. Cada tubo 160 de extracción tiene un primer extremo 161 y un segundo extremo 163 opuesto. Cada primer extremo 161 está en comunicación de fluido con el tubo de salida 128 en el extremo de entrada 131 del mismo. Extendiéndose a través de
10 cada tubo 160 de extracción se encuentra un canal que tiene un diámetro en un rango de aproximadamente 0.15 cm (0.06 pulgadas) a aproximadamente 5 cm (2.0 pulgadas) con aproximadamente 0.3 cm (0.125 pulgadas) a aproximadamente 1.3 cm (0.05 pulgadas) que es más preferible. En una modalidad,
15 se emplean ocho tubos 160 de extracción, cada uno separado 45 grados del tubo adyacente. En las modalidades alternativas, cualquier número de tubos 160 de extracción puede utilizarse. En una modalidad, un número típico de tubos 160 de extracción varía de aproximadamente 2 a aproximadamente 144 siendo más
20 preferido aproximadamente de 4 a 24 aproximadamente. P En aún otra modalidad, los tubos 160 de extracción no necesitan proyectarse radialmente hacia fuera del tubo 128 de salida de modo que los tubos 160 de extracción están perpendiculares al tubo 128 de salida. En su lugar, los tubos
25 160 de extracción pueden proyectarse hacia fuera desde el
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tubo 128 de salida en una orientación angulada. Por ejemplo, en una modalidad, el ángulo interior entre cada tubo 160 de extracción y el tubo 128 de salida puede estar en un rango de entre aproximadamente 90° a aproximadamente 160°. En las 5 modalidades donde el ángulo interior es mayor a 90°, el tubo 128 de salida puede ser más corto de modo que el extremo 131 de entrada del tubo 128 de salida se acopla con el primer
• extremo 161 de cada tubo 160 de extracción. Los tubos 160 de extracción cada uno se extienden
10 hacia fuera una distancia igual del eje 90 longitudinal del separador de sólido-liquido cada tubo 160 de extracción tiene una abertura 166 en su segundo extremo 163 para recibir la
• materia en partícula separada. Durante la operación, los tubos 160 de extracción como se explicará más adelante,
15 ayudan a definir una linea de límite entre la materia en particular recolectada del liquido clarificado. De este modo, la longitud de los tubos 160 de extracción se fija para proporcionar una línea de límite predeterminada dentro del recipiente 60. En una modalidad en donde el recipiente 60
20 tiene un diámetro interno máximo de 48.26 cm (19 pulgadas) en el ecuador 97, los tubos 160 de extracción están configurados para dejar un espacio de 0.65 cm (0.25 pulgadas) entre la abertura 166 en los tubos 160 en la pared 92 del recipiente 60. En las modalidades alternativas, incluyendo aquellas de
25 recipientes con diferentes tamaños, el espacio entre la abertura 166 en los tubos 160 de extracción y la pared 92 del recipiente 60 está típicamente en el rango de entre aproximadamente 0.3 cm (0.125 pulgadas) a aproximadamente 5 cm (2 pulgadas) con aproximadamente 0.25 pulgadas (0.6 cm) a aproximadamente 2.5 cm (1 pulgada) que es más preferido. El recipiente 60 también está configurado con una pluralidad de alabes y discos para canalizar el flujo de fluido a través del recipiente 60. Una modalidad del separador 10 de sólido-liquido incluye un disco 170 de centro, colocado en el centro del recipiente 60 y orientado perpendicular al eje 90 longitudinal, como se ilustra en la Figura 3. El disco 170 de centro está configurado con un orificio central que se ajusta sobre el obturador 162. El disco 170 de centro se extiende en una configuración circular radialmente hacia fuera del obturador 162. El borde 172 exterior del disco 170 es circular (siguiendo la curvatura del recipiente 60) y está configurado para proporcionar un pasaje 174 de flujo axial entre el borde 172 del disco 170 y la pared 92 del recipiente 60. El pasaje 174 de flujo se extiende anularmente alrededor del eje 90. El borde 172 exterior está típicamente aunque no necesariamente colocado radialmente hacia dentro de la abertura 166 de los tubos 160 de extracción. En una modalidad, la distancia entre el borde 172 del disco 170 y la pared 92 del recipiente 60 está en un rango de entre aproximadamente 1.3 cm (0.5 pulgadas) a aproximadamente 10 cm (4 pulgadas) con aproximadamente 2 cm (0.8 pulgadas) a aproximadamente 3 cm (1.2 pulgadas) que es más preferido. La modalidad representada también incluye cuatro discos 176, 178, 202 y 204 adicionales. Los discos 176 y 202 se colocan en el lado de entrada del recipiente 60 con los discos 178 y 204 colocados en el lado de salida. Los discos 176, 178, 202, y 204 se utilizan en parte para facilitar el ensamble del separador 10 de sólido-líquido y para proporcionar un soporte estructural durante la operación del mismo. Alternativamente, el separador 10 de sólido-líquido puede ensamblarse con menos o más números discos de ensamble. También se podrá imaginar que el separador 10 de sólido-líquido inventivo puede estar construido sin discos asegurando los alabes, como se discutirá más adelante, directamente al tubo 128 de salida y/o la pared 92 del recipiente 60. Como se ilustra en las Figuras 5 y 6, los discos 176 y 202 incluyen orificios 180 centrales que permiten que el gas se recolecte en el centro del recipiente 60 sea extraído. Los discos 178 y 204 están configurados de igual manera con orificios 182 centrales ligeramente mayores que el diámetro exterior del tubo 128 de salida, con esto acomodando el pasaje a través de los mismos del tubo 128 de su flujo. Las muescas 210 en forma de V pueden formarse, cortándose por medio de láser, en el borde 172 exterior del disco 170. Estas muescas en forma de V minimizan el disturbio de la materia de partículas recolectada a medida que el agua clarificada fluya alrededor del disco 170. En una modalidad, estas muescas 210 5 en forma de V se cortan en el borde 172 del disco 170 que tienen una anchura en un rango entre aproximadamente 0.25 cm (0.1 pulgadas) a aproximadamente 2.5 cm (1 pulgada) y una
• profundidad en un rango de entre aproximadamente 0.25 cm (0.1 pulgadas) a aproximadamente 2.5 cm (1 pulgada). El número de
10 muescas 210 en forma de V que se cortan en el disco 170 central de centro entre cada par de alabes 184 tipicamente está en un rango de entre aproximadamente tres muescas a aproximadamente 8 muescas. Alternativamente, el número y tamaño de estas muescas 210 en forma de V puede incrementarse
15 o reducirse. Haciendo referencia ahora a la Figura 5, el separador 10 de sólido-líquido también incluye una pluralidad de alabes 184 radiales. Cada alabe 184 tiene un borde 186 interior que es generalmente paralelo con el eje 90
20 longitudinal y un borde 188 exterior que generalmente sigue la curvatura del recipiente 60. De este modo, en la configuración ilustrada aquí, en donde se emplea un recipiente 60 esférico, el borde 188 exterior de los alabes 184 y tiene una configuración semicircular. 25 En la modalidad ilustrada en la figura 8, se utilizan dos tipos de alabes 184: alabes 212, recortados y alabe 214 no recortados. Como se representa en la Figura 7A cada alabe 212 recortado incluye un borde 186 interior sustancialmente plano y un borde 188 exterior opuesto. El 5 borde 188 exterior incluye una porción 187 lateral sustancialmente plana ortogonalmente proyectándose desde cada extremo del borde 186 interior, una porción 186 de punta
• sustancialmente plana centralmente dispuesta colocada sustancialmente en paralelo al borde 186 interior, y una
10 porción 191 de hombro curva que se extiende desde cada porción 187 lateral hacia los extremos opuestos de la porción 189 de punta. • Como se ilustra en la Figura 7B, cada alabe 214 no recortado incluye un borde 186 interior sustancialmente plano
15 y un borde 188 exterior opuesto. El borde 188 exterior incluye una porción 187 lateral sustancialmente plana ortogonalmente proyectándose desde cada extremo del borde 186 interior y una porción 193 de cara curva extendiéndose entre cada porción 187 lateral. Una muesca 194 semicircular
20 centralmente colocada se forma en la porción 193 de cara. • Un alabe 215 alternativo se ilustra en la Figura 7C. El alabe 215 tiene sustancialmente la misma configuración que el alabe 214 no recortado excepto que la muesca 194 es reemplazada con orificios 196 que se extienden a través del
25 alabe 215.
Tales orificios 196 típicamente tienen un diámetro en un rango entre aproximadamente 0.5 pulgadas (1.3 cm) a aproximadamente 3.8 cm (1.5 pulgadas) . Los alabes 184 están colocados dentro de la cámara 5 95 del recipiente 60 perpendicularmente a los discos 170, 176, 178, 202 y 204 como se ilustra mejor en las Figuras 5 y 6. Cada disco está proporcionado con una ranura 198 que
• corresponde a cada alabe 184. Las ranuras 200, que corresponden a cada disco 170, 176, 178, 202 y 204 también
10 están configuradas en cada alabe 184. Los alabes 184 y los discos 170, 176, 178, 202 y 204 en una modalidad están formados de acero inoxidable pero también pueden estar formados de plástico, compuestos y otros materiales suficientemente resistentes. Las ranuras 198 y 200 pueden
15 estar formadas utilizando cualquier método convencional tal como por corte por láser. Las ranuras 198 y 200 están configuradas para permitir que los alabes y los discos se acoplen entre sí en una relación de acoplamiento de ajuste deslizante. De este modo, las ranuras 198 configuradas en los
20 discos 170, 176, 178, 202 y 204 tienen una anchura por lo menos tan grande como el espesor de los alabes 184. De igual manera, las ranuras 200 configuradas en los alabes 184, tienen una anchura por lo menos tan grande como el espesor de los discos 170, 176, 178, 202 y 204 que corresponden a estas
25 ranuras.
El ensamble de alabe y disco dentro del recipiente 60 de este modo se ensambla como se ilustra en la Figura 5 colocando los discos 204 y 178 de salida sobre el tubo 128 de salida. El disco 170 de centro como se puede ver en la Figura 6 entonces se coloca alrededor del obturador 162 y algunos alabes 184 se acoplan en sus ranuras correspondientes en los discos 170 y 178 mientras que simultáneamente acoplan los discos con las ranuras correspondientes en los alabes 184. Cuando un alabe 184 de este modo se coloca para entrar en acoplamiento con un disco, virtualmente, todo el movimiento relativo entre el disco y el alabe se prohibe. Los discos 176 y 202 de entrada entonces se colocan en un acoplamiento con las ranuras 200 y los alabes 184. Con los cinco discos 170, 176, 178, 202 y 204 ahora en posición, los alabes restantes se instalan deslizándolos radialmente en su posición, hasta que la configuración interior del recipiente 60 se completa como se ilustra en la Figura 8. Las ranuras 198 y 200 son simplemente una manera de asegurar los alabes y los discos entre sí. En modalidades alternativas, los alabes y los discos pueden soldarse, sujetarse con pinzas, moldearse integralmente, o de otra manera asegurarse juntas utilizando método convencionales. En la modalidad representada, 24 alabes 184 se utilizan en recipiente 60, como se ilustra en las Figuras 8 y 9. En modalidades alternativas, el número de alabes 184 está típicamente en un rango entre aproximadamente 8 a aproximadamente 144 siendo más preferido aproximadamente 12 a aproximadamente 48. Como mejor se representan en las Figuras 3, 8 y 9 los alabes 184 ensamblados se proyectan radialmente 5 hacia fuera del eje 90 longitudinal en una alineación sustancialmente paralela con el eje 90 longitudinal. Cada borde 186 interior se separa del centro eje 90 longitudinal
• de modo que un canal 219, representado en la Figura 3, se forma el cual se extiende desde el extremo 96 de entrada 10 hacia el orificio 164 de escape de gas. El canal 219 tiene un diámetro típicamente en un rango entre aproximadamente 0.6 cm (0.25 pulgadas) a aproximadamente 5 cm (2 pulgadas) con
• aproximadamente 0.6 cm (0.25 pulgadas) a aproximadamente 1 pulgada (2.5 cm) que es más preferido. Como se ilustra en las 15 Figuras 7A y 7B, el borde 186 interior de cada alabe 184 se corta para evitar la interferencia con el tubo 128 de salida y el obturador 162 de escape de gas. Para acomodar los ocho tubos 160 de extracción radiales, los alabes 212 recortados se modifican con una 20 muesca 216 central como se ilustra en la Figura 5. La muesca
• 216 está dimensionada para permitir cierto grado de intersección de los alabes 212 recortados con los tubos 160 de extracción, como se ilustra en la Figura 9. De este modo, en la modalidad representada, se utilizan 16 alabes 212 25 recortados como se modifican con una muesca 216n en
. ^???MAM combinación con ocho alabes 214 no recortados que no han sido modificados de este modo. En una modalidad alternativa, se aprecia que los alabes 184 no necesitan proyectarse radialmente hacia fuera 5 en alineación con el eje 90 longitudinal. En su lugar, el borde 186 interior de cada alabe 184 puede estar desplazado de la alienación del eje 90 longitudinal y aún retenerse en su posición por medio de los discos. Con los alabes y los discos ensamblados alrededor
10 del tubo 128 de salida como se ilustra en la Figura 8, el ensamble interno se encuentra dentro de la cámara 95 del recipiente 60. En una modalidad, el recipiente 60 está
• compuesto de dos mitades que se aseguran entre sí, tal como por soldadura o tornillos con un sello como una junta o un
15 anillo en forma de o colocado entre las mismas. Al cubrir el ensamble interno de la Figura 8 dentro de la pared 92 del recipiente 60, los alabes y discos se bloquean entre sí en un acoplamiento relativo y no es necesario la soldadura para sujetarlo. 20 Específicamente, como se representa en la Figura
• 10, las porciones 187 laterales planas de cada alabe 184 se colocan adyacentes a las pestañas 104 y 122 de montaje. Las porciones 188 de hombro curvas de los alabes 212 recortados se colocan adyacentes a la pared 92. De igual manera, la
25 porción 193 de cara curva de los alabes 214 no recortados también se colocan adyacente a la pared 92. Las porciones 187 laterales, las porciones 188 de hombro, y la porción 193 de cara de los alabes 184 puede directamente desviarse contra el recipiente 60. Alternativamente, un espacio pequeño, 5 típicamente menor de aproximadamente 0.635 cm (1/4 de pulgada) , puede formarse entre el recipiente 60 y las porciones 187, 188 y 193. Como se ilustra en la Figura 9, la
• colocación de los alabes 184 adyacente a la pared 92 da como resultado en la formación de una pluralidad de canales 218 de
10 flujo discreto a través del recipiente 60 a lo largo del eje longitudinal. Cada canal 218 de flujo, sin embargo, es bloqueado parcialmente por la intersección de los diferentes
• discos 170, 176, 178, 202 y 204. Como resultado de los discos, se requiere que el fluido que viaja a través de los
15 canales 218 de flujo fluya alrededor del borde exterior de los discos. Regresando a la Figura 10, se forma un pasaje 190 de corriente de fondo entre la porción 189 de punta plana de los alabes 214 recortados y la pared 92. El pasaje 190 de
20 corriente de fondo permite que el fluido fluya entre los
• canales 218 de flujo discreto en el ecuador 97. En una modalidad, el espacio máximo entre la porción 189 de punta plana del alabe 214 recortado y la pared 92 está en un rango de entre aproximadamente 0.3 cm (0.125 pulgadas) a
25 aproximadamente 5 cm (2 pulgadas) con aproximadamente 0.6 cm (0.25 pulgadas) a aproximadamente 2.5 cm (1 pulgadas) que es más preferido. En una modalidad, la porción 189 de punta plana de cada alabe 184 se coloca radialmente hacia dentro desde la abertura 166 de cada tubo 160 de extracción correspondiente. Por supuesto se podrá conceptualizar que los alabes 184 pueden estar formados de varias configuraciones para facilitar el pasaje 190 de corriente de fondo entre los canales 218 de flujo. Por ejemplo, los alabes 212 recortados pueden reemplazarse con alabes 215 alternativos. En esta modalidad, los orificios 196 facilitan el pasaje 190 de corriente de fondo. Aún en otras modalidades, las muescas, ranuras, orificios depresiones y similares pueden formarse en un alabe 184 para facilitar el pasaje 190 de corriente de fondo. La muesca 194 (Figura 7B) formada en los alabes 214 no recortados está diseñada para realizar dos funciones. Primera, en una modalidad donde se forma la unión en el ecuador 97, tal como cuando una muesca o pestaña 194 interior proporciona espacios para recibir la unión. La muesca 194 también funciona para permitir por lo menos cierto flujo entre los canales 218 de flujo separados por los alabes 214 no recortados. El flujo de fluido a través de la muesca 194 de este modo ayuda a asegurar que las capas de límite y las velocidades de flujo sean iguales en cada canal 218 de flujo.
^..a-^-t Una vez que el ensamble interno es encerrado dentro del recipiente 60, los collares 100, 124 de montaje de entrada y salida, los ensambles de balero y los alojamientos ensamblados como se describe anteriormente se atornillan o de 5 otra manera se aseguran al recipiente 60 utilizando métodos convencionales conocidos por aquellos expertos en la técnica. En operación, como se ilustra en la Figura 2, la
• rotación del recipiente 60 inicia encendiendo el motor 62. El motor 62 típicamente provoca que el recipiente 60 gire con
10 una velocidad rotacional en un rango de aproximadamente 600 rotaciones/minuto a aproximadamente 10,000 rotaciones/minuto con aproximadamente 1,200 rotaciones/minuto a aproximadamente
• 3,600 rotaciones/minuto que es más preferido. Una corriente 38 recibida por una bomba 80 que bombea la corriente 38 en el
15 separador 10 de sólido-líquido a través de la línea 72 de entrada. La corriente 38 de preferencia es presurizada por la bomba 80 de modo que la presión es mantenida dentro del recipiente 60 durante la operación del separador 10 de sólido-líquido. Una modalidad del separador 10 de sólido- 20 líquido opera bajo una presión en un rango de entre
• aproximadamente 1.03xl04Pa (15 psi) a aproximadamente 4.13xlO°Pa (600 psi) con aproximadamente 5.17xl05Pa (75 psi) a aproximadamente 8.61xl05Pa (125 psi) que es más preferido. La corriente 38 puede incluir virtualmente cualquier liquido que
25 halla sido contaminado con un componente en partículas teniendo una densidad mayor que el líquido. Para la mayoría de las aplicaciones, sin embargo, el líquido será agua. De este modo, aunque el agua es denominada en la presente como el líquido que es clarificado, se deberá entender que el 5 separador 10 de sólido-líquido de la presente invención puede utilizarse para clarificar una variedad de líquidos. Como se ilustra en la Figura 10, la corriente 38 de
• entrada entra en el separador 10 de sólido-líquido a través de la entrada 114 de corriente de alimentación. A medida que
10 la corriente 38 de alimentación alcanza el eje 98 hueco giratorio, es forzada a través de los puertos 110 de acceso (véase también Figura 4) dentro del eje 98 hueco donde la
• corriente es acelerada a la misma velocidad rotacional que el recipiente 60. El flujo a través de eje 98 hueco giratorio
15 procede en la dirección de la flecha A. Al alcanzar la entrada del recipiente 60 adyacente a la pestaña 108 de montaje de entrada, la fuerza centrífuga impuesta debido a la rotación del recipiente 60 empuja la corriente radialmente hacia fuera hacia la pared 92 del recipiente 60. A medida que
20 la corriente entra en el recipiente 60, entra en uno de los
• canales 218 de flujo (Figura 9) y procede a llenar el recipiente 60. Los canales 218 de flujo ayudan a eliminar el efecto Coriolis. Esto es, si los alabes 184 fueron removidos,
25 a medida que el fluido entra en el recipiente 60, el fluido formaría un remolino. Tal remolino produce un flujo turbulento que suspende partículas dentro del fluido. Como se discutirá más adelante, el separador 10 de sólido-liquido inventivo opera colocando la materia en partículas contra la 5 pared 92 recipiente 60 de donde se remueve subsecuentemente. Al pasar el fluido a través de los canales 218 de flujo discretos, el remolino de fluido se elimina sustancialmente,
• el fluido viaja en un flujo sustancialmente laminar en donde el fluido gira a la misma velocidad que el recipiente 60. 10 Como resultado, el potencial para asentar las partículas dentro del líquido se maximiza. A medida que la corriente 38 entra en el
• recipiente, es forzado alrededor del disco 176 a lo largo de la dirección de las flechas B. Dentro del recipiente 60, la
15 corriente se somete a las tremendas fuerzas centrífugas impuestas sobre el mismo debido a la rotación del recipiente 60. De este modo, el componente más denso de la corriente fluye radialmente hacia fuera mientras que el componente menos denso fluye radialmente hacia dentro o permanece en la
20 parte superior. Debido a que las fuerzas centrifugas están
• presentes en el separador de sólido-liquido, un promedio de aproximadamente 500 g' s a aproximadamente 2,000 g' s en esta modalidad, ocurre sustancialmente una clarificación completa del fluido y un bajo contenido de líquido de partículas más
25 densas ocurre en segundos. El separador 10 de sólido-líquido de la presente invención puede de este modo lograr en segundo la cantidad de separación que lograría un separador de depósito estático en horas. En la corriente 38, la materia en partículas es 5 forzada por la rotación del recipiente 60 para acumularse contra la pared 92 en el ecuador 97. El material en partículas acumulado se identifica como corriente 224 de
• fondo. Una línea 228 de límite se define entre la corriente 224 de fondo y el agua 226 clarificada radialmente hacia
10 dentro colocada del mismo. La corriente 224 de fondo se deja acumular y la línea 228 de límite se eleva hasta que la línea 228 de límite se localiza radialmente hacia dentro de la
• abertura 166 de los tubos 160 de extracción (una condición ilustrada en la Figura 10) . La corriente 224 de fondo se
15 extrae subsecuentemente del recipiente 60 de presión a través de los tubos 160 de extracción como se describirá más adelante . El agua que fluye alrededor del borde del disco 170 a través del pasaje 174 de flujo axial puede agitar la
20 corriente 224 de fondo que se ha desarrollado en el ecuador
• 97 o radio de mayor dimensión del recipiente 60 a presión. Esta agitación, causada por los efectos de remolino, trabaja en oposición al propósito del separador de sólido-líquido. Por lo tanto, las muescas tales como las muescas 210 en forma
25 de v previamente mencionadas con respecto a la Figura 6 pueden cortarse en el perímetro exterior del disca 170. Las muescas minimizan la agitación reduciendo la fuerza del flujo de agua alrededor del disco 170, con esto reduciendo los efectos de remolino. De este modo, las muescas 210 en forma 5 de v mantienen la capa de límite 228 entre la corriente 224 de fondo y el agua 226 clarificada. Además de funcionar para soportar los alabes 184, los diferentes discos, particularmente el disco 170, funciona para ayudar a la remoción del material en partículas. Esto 10 es, todo el fluido que entra en el recipiente 60 debe de fluir ya sea hacia o alrededor del borde exterior del disco 170 antes de que pueda salir el recipiente 60. Al forzar todo
• el fluido a que fluya hacia el borde exterior del disco 170 en el ecuador 97, todo el fluido es sometido a la mayor 15 fuerza centrífuga producida por la rotación del recipiente 60, con esto asegurando que la más alta concentración de partículas sea movida del fluido entrante. Además, al colocar los discos 176 y 178 doblados opuestos del disco 170, el fluido fluye radialmente hacia dentro y hacia fuera a medida 20 que se mueve entre los discos. Este movimiento radial del
• fluido incrementa el tiempo de retención del fluido dentro del recipiente, con esto sometiendo al fluido a la fuerza centrífuga del recipiente durante un periodo de tiempo más largo. Como resultado, se remueve una mayor porción de la 25 materia en partículas. En una modalidad alternativa, sin
ñ' *Sb,,,i¡!á¿ embargo, el separador de sólido-liquido inventivo puede operarse sin el uso de discos, particularmente el disco 170. Debido a que los gases pueden encontrarse ocasionalmente en la corriente 38 de entrada, una capa 230 de 5 gas puede formarse alrededor del eje 90 en el lado de entrada del recipiente 60. El disco 170 efectivamente funciona como una barrera entre el lado de entrada y el lado de salida del recipiente 60. De este modo, los gases encontrados dentro de la corriente de entrada generalmente se encontrarán solamente
10 en el lado de entrada del recipiente 60 debido a que probablemente serán separados antes de que el líquido pase a través del pasaje 174 del flujo axial. A medida que la corriente 38 de entrada continúa fluyendo dentro del recipiente 60, el líquido pasa a través
15 del pasaje 174 de flujo dentro del lado de salida del recipiente 60. El líquido o el agua 226 rellena el lado de salida del recipiente 60 y enseguida fluye fuera del canal 132 de efluente. El agua 226 clarificada subsecuentemente sale del separador 10 de sólido-líquido a través de la salida
20 134 de corriente de la superficie y la válvula 136 de liberación de presión. La válvula 136 de liberación de presión sólo se abre cuando una contrapresión en la salida 134 de corriente de la superficie sobrepasa la fuerza del resorte de la válvula, con esto asegurando que se mantenga
25 una presión predeterminada dentro del recipiente 60. En una
É-tíi?-iM--as-ii-^*^^^-a' modalidad alternativa, la válvula 136 de liberación de presión puede reemplazarse con otros sistemas de operación que realice la misma función. Por ejemplo, la válvula 136 de liberación puede reemplazarse con una válvula electrónicamente operada y un detector de presión. La válvula se abre electrónicamente cuando el detector de presión detecta una presión predeterminada dentro del recipiente 60. La línea 228 de límite se mantiene a un nivel deseado periódicamente abriendo la válvula 148 permitiendo la corriente 224 de fondo a ser extraída a través de los tubos 160 de extracción. Cuando la válvula 148 se abre, se crea un gradiente de presión entre el interior del recipiente 60 y la línea 76 de salida de corriente de fondo. El flujo del componente en partículas separadas (corriente 224 de fondo) procederá desde el ambiente de más alta presión dentro del recipiente 60 hasta el ambiente de más baja presión a través de los tubos 160 de extracción. Esta diferencial de presión puede crearse por diferentes maneras, tal como operando el recipiente 60 a una presión ambiental e imponiendo una presión negativa en los tubos 160 de extracción, o, como se representa actualmente, operando el recipiente 60 ba o presión e imponiendo los tubos 160 de extracción a una presión casi ambiental. Al reconocer que ocho tubos 160 de extracción sólo se extienden dentro de ocho de los canales 218 de flujo (Figura 9), la linea 228 de límite cae en estos canales 218 de flujo a medida que se extrae la corriente 224 de fondo. A medida que la línea 228 de límite en estos canales 218 de flujo cae, la corriente 224 de fondo de los canales 218 de 5 flujo adyacentes fluyen a través del pasaje 190 de corriente de fondo para mantener la linea 228 de límite a un nivel generalmente constante a través de la circunferencia del
• recipiente 60. En una modalidad alternativa, se puede conceptualizar que un tubo 160 de extracción puede
10 alimentarse a cada canal 218 de flujo discreto. En esta modalidad, no es necesario tener un pasaje 190 de flujo entre los canales 218 de flujo. • Cuando la válvula 148 de salida de corriente de fondo se abre, cualquier gas que se ha acumulado dentro del
15 recipiente 60 para formar una tapa 230 de gas inmediatamente empezará a escapar a través del orificio 164 del obturador 162 que está en comunicación de fluido con el canal 130 de remoción. De este modo, el orificio 164 de preferencia tendrá una dimensión tal que cualquier acumulación de gas anticipado
20 pueda removerse a través de la abertura periódica de la
• válvula 148. El orificio 164, sin embargo, deberá ser suficientemente pequeño para permitir una succión suficiente en los tubos 160 de extracción para remover la corriente 224 de fondo. De este modo, el tamaño del orificio 164 depende en
25 parte de la consistencia y naturaleza del flujo de fluido. En una modalidad, el orificio 164 tiene un diámetro roscado de aproximadamente 1 cm (0.375 pulgadas). Este orificio de 1 cm (0.375 pulgadas) esta roscada para permitir un inserto con el cual el diámetro del orificio puede reducirse o aún 5 totalmente ocluirse, dependiendo del inserto seleccionado. Un inserto puede roscarse dentro del orificio 164 aún después de la construcción del recipiente 60 de presión debido a que el orificio 164 permanece accesible a través del orificio 140 de salida y el canal 130 de remoción. La naturaleza ajustable de
10 este diámetro de orificio permite que el orificio 164 pueda hacerse a la medida para diferentes flujos de fluido mientras que se utiliza el mismo separador 10 de sólido-líquido. • En una modalidad de la presente invención, el recipiente 60 esférico tiene un diámetro interno de
15 aproximadamente 48 cm (19 pulgadas) y es capaz de procesar aproximadamente 38 litros de agua cada minuto. Se proporciona un tiempo de residencia de aproximadamente 1.5 minutos en el separador 10 de sólido-líquido mientras que se somete el agua a un promedio de aproximadamente 700 g de fuerza. Esto es
20 aproximadamente el equivalente de 2 horas de tiempo de
• residencia en un clarificador estático teniendo la misma capacidad. El separador de sólido-líquido de la presente invención es capaz de clarificar agua para remover por lo menos 99% de los sólidos. En modalidades alternativas, la
25 presente invención conceptualiza que los recipientes típicos pueden formarse teniendo un diámetro interno máximo en un rango de entre aproximadamente 15 cm (6 pulgadas) a aproximadamente 300 cm (120 pulgadas) con aproximadamente 30 cm (12 pulgadas) a aproximadamente 150 cm (60 pulgadas) que es más preferido. Tales recipientes pueden estar diseñados para procesar fluido a una velocidad en un rango de aproximadamente 0 litros/minuto o aproximadamente 4,000 litros/minuto con aproximadamente 1 litro/minuto a aproximadamente 1,000 litros/minuto que es más preferido. La corriente 70 de fondo resultante se pasa a través de un filtro de bolsa, una prensa de filtro o un filtro de banda para remover el agua restante y "formar una costra" de los sólidos. Los sólidos "en costra" pueden entonces desecharse formando un compuesto u otros métodos conocidos en la técnica. Finalmente, el método de desecho dependerá de la composición de los sólidos "en costra". Por ejemplo, los sólidos que contienen alto contenido de metales no pueden formarse en compuesto y se tendrá que utilizar otros métodos de desecho apropiados. Para apagar el separador de sólido-líquido, la bomba y el motor se apagan, enseguida el recipiente se drena y se lava. Alternativamente, simplemente se puede dejar fluido dentro del recipiente durante los usos. A partir de lo anterior se apreciará que el separador de sólido-líquido de la presente invención soluciona los problemas de la técnica anterior. En particular, las modalidades de la presente invención como se describen en la misma logran una separación de sólido-líquido en un recipiente giratorio mediante el uso de la fuerza 5 centrifuga y dirigiendo el flujo del material que contiene partículas. Tales modalidades también incluyen un separador de sólido-líquido que logra la separación de sólido-liquido a
• una velocidad que es un incremento de quantum en comparación con los tanques de sedimentación tradicionales y los tanques
10 de sedimentación de alta velocidad mientras que se ocupa una huella que es práctica para virtualmente cualquier aplicación. Finalmente, las modalidades preferidas del
• separador del sólido-líquido de la presente invención separa sólidos de un líquido para que el sólido compactado tenga un
15 contenido líquido del material de alimentación líquido que contiene partículas totales que es de aproximadamente cinco por ciento o menos. Representada en las Figuras 11 y 12, otra modalidad de la presente invención está relacionada con un separador
20 244 de liquido-líquido que utiliza una construcción similar
• al separador 10 de sólido-líquido representado en las Figuras 2-10. En comparación con el separador 10 de sólido-líquido que se diseña principalmente para remover partículas de un fluido, un separador 244 de líquido-líquido se diseña
25 principalmente para separar un líquido mezclado de dos o más líquidos inmiscibles tales como aceite y agua. La Figura 11 ilustra un subensamble 232 de un separador 244 de liquido-líquido. El ensamble 232 incluye un disco 234 menor lateral de entrada de sólido similar al disco 5 176 menor lateral de entrada representado en la Figura 6. Un disco 236 central se representa como teniendo una pluralidad de perforaciones 238. Las perforaciones 238 permiten el paso
• de líquidos a través de las mismas. Adicionalmente, un disco 240 menor lateral de salida también se representa teniendo
10 una pluralidad de perforaciones 238 que se extiende a través del mismo. Como se representa en la Figura 10, el resto del
• subensamble 232 y el recipiente en donde se coloca el subensamble 232 son sustancialmente iguales que aquellos
15 previamente mencionados con respecto al separador 10 de sólido-líquido. Como tales, los elementos similares son identificados por los números de referencia similares. Además, las alternativas mencionadas anteriormente con respecto al separador 10 de sólido-líquido también se pueden
20 aplicar al separador 244 de líquido-líquido. • El separador 244 de líquido-líquido también opera en una manera similar al separador 10 de sólido-líquido. Por ejemplo, con el recipiente 60 girando, el líquido mezclado se bombea dentro de la entrada 114 para fluir hacia el eje 98
25 hueco a lo largo de la flecha A. Al alcanzar la entrada del recipiente 60, el líquido mezclado entra en uno de los canales 218 de flujo (Figura 9) y procede a rellenar el recipiente 60. Como resultado de la fuerza centrífuga producida por la rotación del recipiente 60 y el impacto de 5 líquido mezclado contra el disco 234 menor, el líquido mezclado se empuja radialmente hacia fuera hacia la pared 92 del recipiente 60 y alrededor del disco 234. El líquido mezclado incluye un liquido 241 pesado y un liquido 243 ligero que se definen por sus densidades
10 relativas. Donde el líquido mezclado incluye más de dos líquidos inmiscibles, el líquido 241 pesado o el líquido 243 ligero puede definirse para incluir más de un líquido. La
• extracción de líquido que incluye más de un líquido puede subsecuentemente procesarse a través de un segundo separador
15 244 de líquido-líquido para separar los líquidos dentro del mismo. Como resultado de la fuerza centrífuga aplicada, el líquido 241 pesado fluye hacia la pared 92 en el ecuador 97. El líquido 243 ligero fluye hacia el centro o eje
20 longitudinal del recipiente 60. Como resultado, se forma una
• línea 245 de límite entre el líquido 241 pesado y el líquido 243 ligero. La línea 245 de límite se mantiene dentro de un rango de distancias radiales lejos del eje 90 rotacional. Esta línea 245 de límite líquido-líquido es análoga a la
25 línea 228 de límite representada en la Figura 10 para el
^^ ? U separador 10 de sólido-líquido. En comparación, sin embargo, la línea 245 de límite de líquido-líquido se coloca a una distancia radial del eje rotacional en un rango de aproximadamente 1/5 aproximadamente 4/5 la distancia entre el eje 90 rotacional y el diámetro máximo en el ecuador 97, de preferencia de aproximadamente 1/4 a aproximadamente 3/4 la distancia, aún más preferiblemente de aproximadamente 1/3 a aproximadamente 2/3 la distancia. Como resultado de las perforaciones 238 que se extienden a través de los discos 236 y 240, el liquido 243 ligero y el gas 230 pueden fluir a través de los discos 236 y 240 y fuera del canal 132 efluente. Ya que el gas 230 sale con el líquido 243 ligero, no existe la necesidad de un orificio de escape de gas en el extremo 131 de entrada del tubo 128 de salida. En esta modalidad, los discos 236 y 240 funcionan principalmente como soportes para los alabes 184 y de este modo pueden tener cualquier configuración deseada. Alternativamente, los discos 236 y 240 pueden ser removidos. El líquido 241 pesado es removido del recipiente 60 a través de los tubos 160 de extracción y el tubo 128 de salida. Donde existen menos tubos 160 de extracción que los canales 218 de flujo discretos, los pasajes 190 de corriente de fondo se forman entre los canales 218 de flujo discreto de modo que la linea 245 de limite es constante para todos los canales 218 de flujo. Ya que la línea 245 de límite está tipicamente más cerca al eje 90 longitudinal que la linea 189 de límite, el segundo extremo 163 de los tubos 160 de extracción pueden moverse más cerca al eje 90 longitudinal. Representada en la Figura 13 se encuentra una modalidad de un sistema 290 de control para remover los líquidos separados del separador 244 de líquido-líquido. Especificamente una corriente 30 de suministro que contiene dos líquidos inmiscibles se alimenta al separador 244 de líquido-liquido donde se separan dos líquidos como se mencionó anteriormente. El sistema 290 de control incluye un primer detector 246 de presión acoplado con una primera válvula 248 correspondiente cada uno localizado a lo largo de la primera corriente 250 de salida. Adicionalmente, un segundo detector 252 desde presión también se localiza en la primera corriente 250 de salida. Una segunda válvula 256 se localiza en la segunda corriente 258 de salida. Una línea 254 de señal transmite una señal desde un segundo detector 252 de presión a una segunda válvula 256. De acuerdo con la presente invención, se mantiene un diferencial de presión entre la primera válvula 248 y la segunda válvula 256. Se necesita un diferencial de presión para mantener la línea 245 de límite a una distancia radial definida a partir del eje 90 longitudinal de modo que solo el liquido 241 pesado sale a través del tubo 128 de salida (primera corriente 250 de salida) y solo el líquido 243
---*-* -f* ligero sale a través del canal 132 de efluente (segunda corriente 258 de salida) . Esto es, sino existe un diferencial de presión, la línea 245 de límite puede, dependiendo de las variables seleccionadas, teóricamente extenderse más allá de la pared 92 del recipiente 60 de presión. Como resultado, tanto el líquido 241 pesado como el líquido 243 ligero fluirá fuera a través de la primera corriente 250 de salida. La cantidad de diferencial de presión requerida se basa en la velocidad rotacional del separador 244 de liquidóliquido, la densidad de por lo menos dos líquidos inmiscibles contenidos dentro de la corriente 30 de suministro, y el lugar deseado de la línea 245 de límite. En la práctica, el diferencial de presión puede determinarse de manera empírica. Por ejemplo, inicialmente la primera válvula 248 se fija para operar a una primera presión. Esto es, la primera válvula 248 mantiene la primera corriente 250 de salida a la primera presión mientras que permite que la primera corriente 250 de salida continuamente fluya a través de la primera válvula 248. Por consiguiente, si el flujo de la primera corriente 250 de salida disminuye, la primera válvula 248 cierra una cantidad correspondiente para mantener la primera presión. La cantidad de la primera presión es en algunos aspectos arbitraria ya que es el diferencial de presión que controla la posición de la línea 245 de límite. En una modalidad, sin embargo, la primera presión está típicamente en el rango de entre aproximadamente 3.45xlO!Pa (5 psi) a aproximadamente 3.45xlO"Pa (500 psi) con aproximadamente l.OSxlO^Pa (15 psi) a aproximadamente 4.14xl?''Pa (60 psi) que es más preferido. Una vez que la primera presión para la primera 5 válvula 248 se fija, la segunda válvula 256 se fija para operar a la misma presión. El separador 244 de líquido- liquido entonces se opera a una velocidad de flujo para una
• corriente 30 de suministro y a una velocidad rotacional definida para el recipiente 60. Ya que las válvulas 248 y 256
10 se fijan a la misma presión de operación, tanto el líquido 241 pesado como el líquido 243 ligero fluyen hacia fuera a través de una primera corriente 250 de salida. La presión de
• operación para la segunda válvula 256 entonces se disminuye de manera incrementada. A medida que la presión de operación
15 que para la segunda válvula 256 se disminuye, el diferencial de presión entre la primera válvula 248 y la segunda válvula 256 se incrementa y la linea 245 de límites se mueve radialmente hacia dentro hacia el eje 90 longitudinal. Al verificar el contenido de flujo a través de las corrientes
20 250 y 258 de salida a medida que la presión de operación de la segunda válvula 256 disminuye de manera incrementada, las presiones de operación extremas de la segunda válvula 256 pueden determinarse. Estas presiones de operación extremas son las presiones de operación de la segunda válvula 256 en
25 los puntos donde el líquido 243 ligero primero empieza a fluir fuera de la primera corriente 250 de salida y el líquido 241 pesado primero empieza a fluir fuera de la segunda corriente 258 de salida. La segunda válvula 256 entonces se fija para operar a una presión entre las dos presiones extremas. Esto coloca la linea 245 de límites centralmente entre la abertura del canal 132 efluente y la abertura 166 de los tubos 160 de extracción. La diferencia de presión resultante entre la primera válvula 248 y la segunda válvula 256 define el diferencial de presión. Uno de los beneficios únicos del sistema inventivo es su capacidad para compensar los cambios en la velocidad de los dos líquidos inmiscibles en la corriente 30 de suministro. Por ejemplo, una corriente 30 de suministro de aceite/agua alimenta al separador 244 de líquido-líquido. La corriente 30 de suministro de aceite/agua es una mezcla de 50/50. En un momento dado, la mezcla 50/50 repentinamente experimenta un cambio de carga de 10% de aceite y 90% de agua. Donde la velocidad rotacional del separador 244 de líquido-líquido permanece sustancialmente constante, una cantidad incrementada de agua tendrá una tendencia a provocar que la línea 245 de límites se mueva hacia el eje 90 rotacional. Por consiguiente, la presión detectada en el primer detector 246 de presión y el segundo detector 252 de presión se incrementa debido al incremento de volumen de agua dentro del separador 244 de líquido-líquido. Como resultado
£^jgg ^H de las señales de los detectores 246 y 252, una segunda válvula 256 se cerrará de manera automática ligeramente y la primera válvula 248 se abrirá de manera automática ligeramente. Como resultado, las presiones de operación para las válvulas 248 y 256 y el diferencial de presión entre las válvulas 248 y 256 se mantienen continuas relativamente constantes aún cuando la velocidad de líquido en la corriente 30 de suministro puede continuamente cambiar. Una corriente 30 de suministro de agua al 100% o una corriente 30 de suministro de aceite al 100% puede también controlarse manteniendo la línea 245 de límite dentro del rango de distancia preferido del eje 90 rotacional. Por ejemplo, donde se alimenta una corriente 30 de suministro de aceite al 100% al separador 244 de líquido-líquido, la primera válvula 248 finalmente se cerrará en su totalidad para mantener la interfaz del líquido-líquido dentro del rango de distancia preferido lejos del eje 90 rotacional. Por consiguiente, donde todo el líquido en la corriente 30 de suministro es aceite, el aceite se moverá a través del separador 244 de líquido-líquido sustancialmente sin mezclarse con el agua que bajo esta situación estaría sustancialmente en los mismos. En una modalidad, la primera válvula 248 puede ser un regulador de corriente de presión tal como un Fisher 98L. La segunda válvula 256 puede ser un regulador diferencial de presión tal como un Fisher 98LD. Las
, „ ^ . a ..a^at, , i . . . , ,¿_Ja.toii¿«tt« válvulas son fabricadas por Fisher Controls International, Inc., of Marshall Town, Iowa. Se deberá apreciar que alguien experimentado en la técnica también reconocerá que otros tipos de válvulas y configuraciones de válvulas pueden 5 también utilizarse en el sistema 290 de control. Aunque se muestran los detectores 246 y 252 en la Figura 13 como siendo acoplados con la primera corriente 250
• de salida, en una modalidad alternativa, los detectores 246 y 252 pueden cada uno acoplarse con una segunda corriente 258 10 de salida. En aún otra modalidad representada en la Figura 14, un controlador 260 puede utilizarse para retirar los fluidos separados del separador 244 de líquido-líquido. Las
• señales son transmitidas desde el primer detector 246 de presión por el uso de un primer transmisor 262 que opera, a 15 manera de ejemplo no limitante con una señal de 4-20 mA. De igual manera, la primera válvula 248 transmite una señal mediante el uso de un primer convertidor 264 I/PLMN también con una señal de 4-20 mA. El primer convertidor 264 I/P convierte una señal de control de 4-20 mA a una señal 20 neumática para poder operar la primera válvula 248. La segunda corriente 258 de salida también está configurada con un segundo detector 252 de presión, un segundo transmisor 266, una segunda válvula 256 y un segundo convertidor 268 I/P. 25 De acuerdo con la presente invención, cuando ocurre
*~.-g*-—- un disturbio de carga dentro de la corriente 30 de suministro, el primer detector 246 de presión y el segundo detector 252 de presión detecta un cambio en las presiones respectivas entre el liquido pesado que pasa a través de la 5 primera corriente 250 de salida y el líquido ligero que pasa a través de la segunda corriente 258 de salida. De acuerdo con la presente invención, tal disturbio de carga será notado por el controlador 260 y las válvulas 248 y 256 respectivas serán ajustadas para mantener la linea 245 de limite a un
10 rango de distancia preferido lejos del eje 90 rotacional. De acuerdo con esta modalidad de la presente invención, el diferencial de presión se mantiene mediante el control de la
• primera válvula 248 y la segunda válvula 256. Por consiguiente, la ubicación de la línea 245 de límite puede
15 mantenerse dentro del rango de distancia preferido lejos del eje 90 rotacional. Una ventaja particular de la presente invención relacionada con el control del sistema de separación de líquido-líquido es la capacidad de separar líquidos
20 inmiscibles que tienen una diferencia de gravedad específica
• de menos de aproximadamente 5% uno del otro. La presente invención es útil para separar líquidos inmiscibles que tiene una diferencia de gravedad específica en un rango de aproximadamente 5% a aproximadamente 0.5%, más
25 preferiblemente de aproximadamente 4% a aproximadamente 0.5% y más preferiblemente de aproximadamente 3" a aproximadamente 0.5%. Por supuesto, la presente invención es útil para separar líquidos inmiscibles que tienen una diferencia de gravedad específica mayor a 5%. Donde se proporciona un 5 sistema de líquido-liquido dado de modo que las gravedades específicas de los dos líquidos se conocen, el control de tales sistemas se logran mediante la presente invención. La
• calibración puede conducirse para un recipiente presurizado giratorio dado como se describe aquí. Se puede establecer un
10 primer rpm y se pueden notar varias diferencias de presión para diferentes velocidades de los dos líquidos. Se puede ajustar una curva a estos datos. De igual manera, las otras cantidades rpm pueden probarse para calibrar el recipiente de presión giratorio. Al utilizar los métodos de control
15 estándar tal como un controlador PID, la cantidad de rpm del recipiente de presión giratorio puede rastrearse y el sistema de líquido-líquido separarse manteniendo la capa 245 de límite dentro de un rango deseado. Una aplicación del separador 244 de líquido-líquido
20 se representa en la Figura 15. Bajo ciertas condiciones, las regulaciones de descarga ambiental pueden requerir que el agua sea limpiada se su aceite atrapado hasta un nivel por debajo de los 100 ppm. De acuerdo con la modalidad de la presente invención representada en la Figura 15, la corriente
25 12 de alimentación comprende sustancialmente material en partículas no flojas excepto por cualquier basura incidental que pudiera removerse en el colador 1-8 de basura. La corriente 30 de suministro entra en al separador 244 de líquido-líquido y los dos líquidos inmiscibles se separan como se describió anteriormente. Donde la primera corriente 250 de salida comprende el liquido componente pesado tal como agua en un sistema de aceite/agua, un hidrociclón 270 de líquido-líquido recibe una primera corriente 250 de salida y logra una separación dentro de la misma que remueve más del líquido componente ligero de una concentración por encima de aproximadamente 100 ppm hasta una concentración de menos de 10 ppm. Preferiblemente, donde se proporciona un sistema de aceite/agua, la primera corriente 250 de salida que comprende el agua o el líquido componente pesado puede tener un contenido de aceite de aproximadamente 100 ppm. El hidrociclón 270 de líquido-líquido proporciona una corriente 272 de líquido de componente pesado purificada que tiene un contenido de aceite en un rango de aproximadamente 0.1 a aproximadamente 100 ppm, de preferencia de aproximadamente 1 a aproximadamente 10 ppm, y de mayor preferencia de aproximadamente 2 a aproximadamente 5 ppm. Una corriente 274 de liquido de componente ligero de reciclaje se extrae del hidrociclón 276 de líquido-liquido y se mezcla con la trayectoria 20 de flujo para formar la corriente 30 de suministro. Típicamente, en una trayectoria 20 de flujo de aceite/agua de 50/50 el contenido de agua dentro de la corriente 274 de líquido de componente ligero de reciclaje estará en un rango de aproximadamente 50% de agua a aproximadamente 80% de agua. El hidrociclón 276 puede comprender puede comprender cualquier hidrociclón conocido por aquellos expertos en la técnica. Un ejemplo de un hidrociclón se describe en la Patente Norteamericana No. 5,133,861 la cual para propósitos de descripción se incorpora en la presente por referencia. Por consiguiente, un método para separar una mezcla de líquido-liquido mediante el uso de la configuración representada en la Figura 14 puede incluir una de las modalidades controladas representadas en las Figuras 12 y 13 y adicionalmente incluir la provisión de un hidrociclón que se conecta a la salida del líquido del componente pesado. Otra modalidad de la presente invención se representa en la Figura 16, en donde el recipiente 60 de presión esférico más costoso ha sido reemplazado con un recipiente 276 de presión cónico truncado doble. La Figura 16 representa los tubos 160 de extracción que son más largos que sus equivalentes representados en la Figura 3. Adicionalmente, un borde 278 con pestañas del cono 276 truncado doble se proporciona con un tornillo 280 para poder ensamblar el cono 276 truncado doble. Una junta o un anillo en forma de o (no mostrado) puede colocarse entre las superficies de acoplamiento del borde 278 con pestañas para poder lograr un sello hermético al líquido que se mantenga bajo la presión contemplada por la presente invención. La Figura 16 también representa el pasaje 174 de 5 flujo axial para ser más angular debido a la forma del cono 276 truncado doble. Una ventaja distinta del cono 276 truncado doble en la ausencia de una inclinación de flujo
• decreciente. En otras palabras, la inclinación de flujo a lo largo de la pared 92 de recipiente es constante para el
10 material en partículas sólido o un líquido de componente pesado a medida que se mueve a lo largo de la pared 92 de recipiente en la dirección hacia la abertura 166 de tubo de extracción radial. La Figura 17 es una vista en perspectiva de un
15 subensamble 292 separador que incluye discos 202, 204 adicionales junto con por lo menos un disco principal tal como un disco 170 de centro. La figura 17 representa una forma de alabe para alabe 184 radiales que se conforman con la forma de cono truncado doble del recipiente 270 de
20 presión. Una distinción adicional entre el subensamble 292 y los componentes correspondientes en el separador 10 de sólido-líquido es que un tubo 160 de extracción se coloca entre cada alabe 184 en el subensamble 292. En esta modalidad, el pasaje 190 de corriente de fondo no necesita
25 formarse entre los canales 218 de flujo adyacentes. De acuerdo con la presente invención, el cono 270 truncado doble representado en las Figuras 16 y 17 puede utilizarse ya sea con un separador de sólido-líquido o un separador de líquido-liquido. Aún en otra modalidad, se conceptualiza que se puede configurar un solo separador para simultáneamente separar tanto dos o más líquidos inmiscibles y materia en partículas desde una corriente de fluido. El separador puede estar configurado sustancialmente idéntico a aquellos descritos en las Figura 10 y 11. En esta modalidad, sin embargo, el material en partícula se recolecta en la distancia radial más lejana del eje rotacional, el líquido inmiscible más ligero de los dos se recolecta alrededor del eje rotacional, y el líquido inmiscible más pesado de los dos se recolecta entre el material en partículas y el líquido más ligero. Se utilizan dos conjuntos de tubos de extracción separados. El primer conjunto se extiende hacia abajo hacia el material en partículas para la extracción del mismo. Esto es similar a lo previamente mencionado con respecto a la Figura 10. El segundo conjunto de tubos de extracción se extiende hacia el líquido más pesado para la extracción del mismo. El líquido más ligero sale de la misma manera como se discutió previamente con respecto a la Figura 11. La presente invención puede ejemplificarse en otras formas especificas sin apartarse de su espíritu o características esenciales. Las modalidades descritas deberán considerarse en todos los respectos sólo como ilustrativas y no como restrictivas. El alcance de la invención, por lo tanto, se indica por las reivindicaciones anexas en lugar de por la descripción anterior. Todos los cambios que entren dentro del significado y rango de equivalencia de las reivindicaciones deberán incluirse dentro de su alcance. ^ü
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