ES2200901T3 - Aparato para el filtrado continuo de liquidos, con elemento de filtro sinterizado de varias capas provisto de un sistema electromecanico de autolimpieza. - Google Patents

Aparato para el filtrado continuo de liquidos, con elemento de filtro sinterizado de varias capas provisto de un sistema electromecanico de autolimpieza.

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ES2200901T3 ES00949878T ES00949878T ES2200901T3 ES 2200901 T3 ES2200901 T3 ES 2200901T3 ES 00949878 T ES00949878 T ES 00949878T ES 00949878 T ES00949878 T ES 00949878T ES 2200901 T3 ES2200901 T3 ES 2200901T3
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Abstract

Un aparato para el filtrado continuo de líquidos, comprendiendo: - una cámara de filtrado preliminar (9) que tiene una entrada de líquido (1) y un tamiz de filtro basto (2); - una cámara final de filtrado (3) que tiene un elemento de filtro cilíndrico sinterizado de varias capas (4) en comunicación líquida con dicha cámara de filtrado preliminar (9) a través del citado tamiz de filtro basto (2); - una cámara de líquido filtrado (12) en comunicación líquida con dicha cámara final de filtrado (3) a través de dicho elemento de filtro sinterizado (4) y teniendo una salida de líquido (6); - un sistema electromecánico de limpieza adecuado para eliminar sedimentos del elemento de filtro sinterizado (4); y - medios de control para activar dicho sistema de limpieza.

Description

Aparato para el filtrado continuo de líquidos, con elemento de filtro sinterizado de varias capas provisto de un sistema electromecánico de autolimpieza.
Sector del invento
El presente invento hace referencia a un aparato de alto rendimiento para el filtrado continuo de líquidos con un sistema electromecánico de autolimpieza.
Más específicamente, el presente invento se refiere a un aparato útil para eliminar partículas de líquidos, teniendo una unidad de filtrado previo equipada con un filtro basto para eliminar partículas gruesas del líquido, y una unidad de filtrado fino con un elemento de filtro sinterizado de varias capas para eliminar (en función de la aplicación especifica de filtrado) partículas comprendidas entre 2 y 500 micras, y teniendo además una unidad electromecánica de autolimpieza, activada y parada automáticamente durante el proceso de filtrado de acuerdo a un predeterminado nivel de bloqueo por sedimentos medido en el elemento de filtro sinterizado.
Antecedentes del invento
Un problema inevitable de muchos sistemas existentes de filtrado es la acumulación de sedimentos en el elemento de filtro durante el proceso de filtrado, bloqueando su superficie porosa y reduciendo la tasa de filtrado hasta su total eliminación. Por tanto, los sistemas de filtrado ordinarios han de ser tratados ocasionalmente para limpiar el elemento de filtro usado cuando está bloqueado o para sustituirlo por otro de limpio, lo cual significa interrumpir y detener el proceso de filtrado de vez en cuando.
El presente invento se refiere (pero no queda limitado) a los campos de filtrado de líquidos, agua de irrigación, reciclado de aguas sucias y aguas residuales industriales, reciclado del agua de torres de refrigeración, filtrado y purificación de agua potable, etc.
El objeto del presente invento es proporcionar un aparato de alto rendimiento para el filtrado continuo de líquidos, provisto de un sistema electromecánico de autolimpieza que permita el funcionamiento continuo del filtro, es decir, sin interrumpir el suministro del líquido filtrado.
Los aparatos de filtrado autolimpiables ya son conocidos, pero no son lo bastante eficientes - ni en el rendimiento de filtración ni en la calidad de la autolimpieza. Los elementos de filtro utilizados en dichos aparatos de técnica conocida están formados por tamices de soporte de PVC combinados con una capa de malla. El rendimiento en vacío del elemento de filtro, en algunas combinaciones de tamices, es sólo del 60%, aproximadamente, de la superficie del filtro, lo cual significa elementos de filtro voluminosos e ineficaces. Otro problema de dichos elementos de filtro es que durante el proceso de filtrado una notable cantidad de partículas queda atrapadas entre el soporte de PVC y la malla, lo cual reduce la eficacia de la limpieza y también reduce el rendimiento en vacío.
El aparato del presente invento evita los inconvenientes antes citados, y aumenta la eficiencia del proceso de filtrado y la autolimpieza del aparato de filtrado continuo, utilizando una combinación única de un cuerpo cilíndrico sinterizado de varias capas de tamices metálicos como un elemento de filtro, y un sistema electromecánico de autolimpieza. Dicho sistema de limpieza está basado en un movimiento de retroceso y avance de un colector de suciedad que tiene miembros de aspiración de suciedad equipados con boquillas aspersoras.
Las boquillas aspersoras utilizan el líquido filtrado, una vez ha sido presurizado por una bomba elevadora de presión, para hacer vibrar y enjuagar los sedimentos acumulados en el elemento de filtro sinterizado, mientras la diferencia de presión entre la presión del líquido dentro del aparato y la presión de la atmósfera libre, fuera del aparato, se utiliza como fuerza de aspiración para el funcionamiento de los miembros aspiradores de suciedad.
Resumen del invento
El presente invento hace referencia a un aparato para el filtrado continuo de líquidos, comprendiendo:
- una cámara de filtrado preliminar que tiene una entrada de líquido y un tamiz de filtro basto; una cámara final de filtrado que tiene un elemento de filtro cilíndrico sinterizado y de varias capas en comunicación líquida con dicha cámara de filtrado preliminar a través del citado tamiz de filtro basto; una cámara de líquido filtrado en comunicación líquida con dicha cámara final de filtrado a través de dicho elemento de filtro sinterizado y teniendo una salida de líquido; un sistema electromecánico de limpieza adecuado para eliminar sedimentos del elemento de filtro sinterizado; y medios de control para activar dicho sistema de limpieza durante el proceso de filtrado, durante periodos limitados (según un modo de funcionamiento) o continuamente (según otro modo de funcionamiento).
En el contexto del presente invento, el término "elemento de filtro sinterizado de varias capas" hace referencia a cualquier tipo de cuerpo metálico construido a partir de una serie de tamices metálicos de diferentes densidades o muestras, o de una serie de alambres metálicos, sinterizados juntos para formar un cuerpo metálico integral útil para el filtrado de las partículas de una sustancia que pasa a través de sus múltiples capas.
De acuerdo con una forma de realización preferida del presente invento, el sistema de limpieza consiste en (a) una unidad colectora que comprende un tubo que tiene un extremo abierto para el desagüe de suciedad colocado a lo largo de la línea de simetría del filtro cilíndrico y teniendo además una serie de miembros aspiradores de suciedad separados entre sí a lo largo de la longitud del tubo, cada uno de los cuales está equipado con una boquilla aspersora, extendiéndose tanto el miembro aspirador como la boquilla en la circunferencia interna del filtro cilíndrico; (b) un motor eléctrico bidireccional conectado a la citada unidad colectora, a través de un mecanismo helicoidal de accionamiento, para hacerla girar y, al mismo tiempo, moverla lentamente hacia adelante y atrás a lo largo del filtro cilíndrico; (c) un dispositivo de conmutación apto para invertir el sentido de giro del motor al final de dicho movimiento de retroceso y avance; (d) una bomba elevadora de la presión provista de una entrada de líquido alimentada con líquido filtrado procedente de la cámara de filtro fino y una salida de líquido que alimenta las boquillas aspersoras con un líquido filtrado que tiene una presión relativamente elevada; (e) por lo menos una válvula de purga para amortiguación situada entre el extremo abierto del tubo y la atmósfera libre.
De acuerdo con una forma de realización preferida del aparato según el presente invento, la cámara de filtrado preliminar y la cámara de líquido filtrado son dos compartimentos dentro de una envoltura en forma de tubo, separados uno de otro por un reborde interior que divide entre el tamiz basto y la circunferencia externa del filtro cilíndrico.
De acuerdo con una forma de realización preferida, el tamiz basto tiene una forma cilíndrica, teniendo el tamiz basto cilíndrico y el elemento de filtro cilíndrico diámetros similares, y estando colocados adyacentes, a fin de formar una cámara final de filtrado alargada que es el interior de los dos cilindros adyacentes. Sin embargo, de acuerdo con el presente invento, el tamiz basto no está limitado a una forma cilíndrica, a dimensiones específicas, o a una configuración específica con respecto al elemento de filtro sinterizado, sino que puede estar conformado y colocado en cualquier configuración útil para suministrar líquido limpio de partículas bastas al elemento de filtro sinterizado.
De acuerdo con una forma de realización preferida, el aparato comprende además una cámara de purgado que circunda el extremo abierto del tubo y posee una salida de desagüe a la cual va conectada por lo menos una válvula de desagüe.
Preferiblemente, el elemento de filtro cilíndrico del aparato del presente invento es de tamices metálicos, proporcionando un rendimiento máximo al vacío (cerca del 60% más que los filtros convencionales), aumentado así la eficacia del aparato. Además, el cuerpo sinterizado coopera mejor con el retrolavado (es decir, el lavado de la suciedad mediante una corriente invertida de líquido) que los elementos de filtro convencionales, dado que las capas de tamiz que lo forman están dispuestos progresivamente (la construcción del cuerpo sinterizado comprende sólo tamices, es decir, al contrario de los filtros convencionales no se requiere ningún soporte adicional), evitando de este modo la captura de partículas de suciedad entre los tamices.
De acuerdo con una forma de realización preferida, los medios de control para activar el sistema de limpieza durante periodos limitados comprenden por lo menos un detector de la presión diferencial (en el contexto del presente invento también denominado "sensor" o "calibrador" DP) para activar el sistema de limpieza cuando el valor detectado de la presión diferencial del líquido entre la cámara de filtro final y la cámara de líquido filtrado indica que el elemento de filtro sinterizado requiere un tratamiento de limpieza.
De acuerdo con varias formas de realización, los medios de control para activar el sistema de limpieza durante periodos limitados comprenden un temporizador para activar periódicamente el sistema de limpieza.
De acuerdo con varias formas de realización, el aparato incluye un interruptor de derivación para activar continuamente el sistema de limpieza, según la decisión del usuario.
Preferiblemente, el motor eléctrico del sistema de limpieza del aparato del presente invento es un motor trifásico y el dispositivo de conmutación para invertir el sentido de giro del motor consiste en cambiar el orden de la conexión trifásica. Sin embargo, pueden utilizarse otros tipos de motores eléctricos para accionar el sistema de limpieza, según las diversas necesidades de los clientes, por ejemplo en lugares donde no se dispone de corriente alterna convencional, puede usarse un motor de corriente continua excitado por un panel solar, y el dispositivo de conmutación para invertir el sentido de giro funcional invirtiendo la polaridad de la corriente continua.
De acuerdo con una forma de realización preferida del aparato, el motor eléctrico está acoplado a una unidad colectora a través de un engranaje de tornillo para obtener el movimiento helicoidal del colector.
Descripción detallada del invento
A continuación se describirá más ampliamente el presente invento con ayuda de la figura 1. Dicha figura está destinada únicamente a describir una forma de realización preferida del aparato según el presente invento, y en modo alguno para limitar su alcance.
Breve descripción de la figura
La figura 1 muestra una vista en sección transversal (tomada a lo largo del eje del aparato de forma cilíndrica) del aparato del presente invento.
Descripción detallada de la figura
La figura 1 representa un aparato para el filtrado continuo de líquidos de acuerdo con el presente invento, visto en una sección transversal. El aparato comprende un cuerpo alargado de forma tubular (17) que tiene una entrada de líquido (1) para la conexión con un conducto de suministro de líquido (no representado), a través del cual el líquido entra en una cámara de filtro preliminar (9). La cámara de filtro preliminar se abre a una cámara de filtro final (3) a través de un tamiz basto cilíndrico (2), apto para eliminar partículas bastas del líquido. El líquido prefiltrado que pasa el tamiz basto (2) fluye a través de un elemento de filtro sinterizado cilíndrico (4) a la cámara de líquido filtrado (12) y a la salida de líquido (6) preparada para su conexión con un conducto de líquido filtrado (no representado).
Dentro de los filtros cilíndricos va colocado un colector hueco (10) que tiene un cuerpo alargado (tubo). El colector tiene una serie de pares formados por un miembro aspirador de suciedad (5) y una boquilla aspersora adyacente (11). Los pares están separados entre sí a lo largo de parte de la longitud del colector, extendiéndose cada par desde el colector a la circunferencia interna del elemento de filtro cilíndrico sinterizado (4). Los dos extremos del colector (18, 19) están conectados al cuerpo del aparato (17) a fin de proporcionar al colector dos movimientos "A" giratorio y "B" deslizante en uno y otro sentido, quedando limitado el movimiento deslizante entre un punto mínimo en el cual un par de miembros aspiradores y boquillas rociadoras (el de la derecha) es llevado al extremo derecho del filtro sinterizado (4), y entre un punto máximo en que otro par de miembros aspiradores y boquillas aspersoras (el de la izquierda) es llevado al extremo izquierdo del filtro sinterizado (4). El número de pares de miembros aspiradores y boquillas aspersoras, y los espacios entre ellos, están diseñados de manera que con los movimientos combinados de giro y deslizamiento del colector (10), pueda ser "cubierta" toda la superficie interna del filtro cilíndrico sinterizado por los miembros aspiradores y boquillas aspersoras. Una tal combinación de movimiento deslizante y giratorio se consigue con la implantación de un mecanismo de movimiento helicoidal formado por un motor eléctrico trifásico (16) con un engranaje de tornillo sin fin (22) y un husillo roscado (20). El mecanismo acciona el colector, durante el funcionamiento del motor, hacia adelante y atrás, entre los extremos derecho e izquierdo, al mismo tiempo que lo hace girar, invirtiéndose el sentido de giro del motor cuando el colector alcanza uno de los extremos derecho o izquierdo. La inversión del sentido de giro del motor se consigue utilizando sensores finales (15), los cuales activan un contactor conmutador eléctrico para cambiar el orden de la conexión trifásica del motor. De acuerdo con otra forma de realización, se conmuta el sentido de giro cuando se ha alcanzado un número predeterminado de giros del motor en un sentido (contados por un contador).
Simultáneamente con el movimiento helicoidal del colector, una bomba elevadora de presión (13) alimentada con líquido sacado de la cámara de líquido filtrado (12) genera una presión de líquido relativamente elevada en las boquillas rociadoras. De este modo, se alimenta una corriente líquida hacia la superficie interna del filtro sinterizado, haciendo vibrar el sedimento de suciedad y las partículas atrapadas dentro del filtro poroso. Al mismo tiempo, los miembros aspiradores del colector aspiran líquido, retrolavando y barriendo la suciedad del filtro. La operación de aspiración se genera automáticamente gracias a la diferencia de presión existente entre la presión del líquido dentro del filtro y la presión de la atmósfera libre a la que está abierto el colector hueco a través de aberturas (21) situadas cerca de su extremo usadas como salida de desagüe, y a través de la cámara de desagüe (8) que circunda el extremo del colector y las válvulas de purga (7, 14) que se hallan en posición abierta durante la operación de limpieza.
Dicha operación de limpieza es activada de acuerdo con un sensor (calibrador) de presión diferencial (DP) adaptado para identificar una predeterminada presión diferencial entre la cámara final de filtrado (3) y la cámara de líquido filtrado (12), indicando que hay una cierta cantidad de sedimentos que bloquea el filtro sinterizado, por lo que es necesaria una operación de limpieza. Un controlador líquido programable (PLC) (no representado) controla el funcionamiento del sistema de limpieza, bien durante limitados periodos de acuerdo con el estado de contacto seco del sensor DP, o bien según un temporizador (no representado) adaptado para activar periódicamente el sistema de limpieza para evitar la sedimentación en el caso de filtrado de un líquido relativamente limpio que no activa ocasionalmente el sensor DP. Tanto el funcionamiento de dicho sensor DP como los modos de funcionamiento del temporizador son derivados mediante un conmutador de funcionamiento continuo (no representado) que activa continuamente el sistema de limpieza en función de la decisión del usuario.

Claims (12)

1. Un aparato para el filtrado continuo de líquidos, comprendiendo:
una cámara de filtrado preliminar (9) que tiene una entrada de líquido (1) y un tamiz de filtro basto (2);
-
una cámara final de filtrado (3) que tiene un elemento de filtro cilíndrico sinterizado de varias capas (4) en comunicación líquida con dicha cámara de filtrado preliminar (9) a través del citado tamiz de filtro basto (2);
-
una cámara de líquido filtrado (12) en comunicación líquida con dicha cámara final de filtrado (3) a través de dicho elemento de filtro sinterizado (4) y teniendo una salida de líquido (6);
-
un sistema electromecánico de limpieza adecuado para eliminar sedimentos del elemento de filtro sinterizado (4); y
-
medios de control para activar dicho sistema de limpieza.
2. Un aparato para el filtrado continuo de líquidos de acuerdo con la reivindicación 1, en que el sistema de limpieza consiste en:
a)
una unidad colectora (10) que comprende un tubo que tiene un extremo abierto para el desagüe de suciedad colocado a lo largo de la línea de simetría del filtro cilíndrico (4) y teniendo además una serie de miembros aspiradores de suciedad (5) separados entre sí a lo largo de la longitud del tubo, cada uno de los cuales está equipado con una boquilla aspersora (11), extendiéndose tanto el miembro aspirador (5) como la boquilla (11) en la circunferencia interna del filtro cilíndrico (4);
b)
un motor eléctrico bidireccional (16) conectado a la citada unidad colectora (10), a través de un mecanismo helicoidal de accionamiento (20), para hacerla girar y, al mismo tiempo, moverla lentamente hacia adelante y atrás a lo largo del filtro cilíndrico (4);
c)
un dispositivo de conmutación apto para invertir el sentido de giro del motor al final de dicho movimiento de retroceso y avance;
d)
una bomba elevadora de la presión (13) provista de una entrada de líquido alimentada con líquido filtrado procedente de la cámara de filtro fino, y una salida de líquido que alimenta las boquillas aspersoras (11) con un líquido filtrado que tiene una presión relativamente elevada; y
e)
por lo menos una válvula de purga (7) para amortiguación situada entre el extremo abierto del tubo y la atmósfera libre.
3. Un aparato para el filtrado continuo de líquidos de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en que la cámara de filtrado preliminar (9) y la cámara de líquido filtrado (3) son dos partes de una envoltura cilíndrica, separadas una de la otra por un reborde interior que sirve de división entre el tamiz basto (2) y la circunferencia externa del filtro cilíndrico (4).
4. Un aparato para el filtrado continuo de líquidos de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en que el tamiz basto (2) tiene una forma cilíndrica.
5. Un aparato para el filtrado continuo de líquidos de acuerdo con la reivindicación 4, en que el tamiz basto cilíndrico (2) y el elemento de filtro cilíndrico (4) tienen diámetros similares, y están colocados adyacentes, formando una cámara final de filtrado alargada que es el interior de los dos cilindros adyacentes.
6. Un aparato para el filtrado continuo de líquidos de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en que comprende además una cámara de purgado (8) que posee una salida de desagüe a la cual va conectada por lo menos una válvula de desagüe (7), de manera que dicha cámara (8) circunda el extremo abierto del tubo.
7. Un aparato para el filtrado continuo de líquidos de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en que los medios de control para activar el sistema de limpieza comprenden por lo menos un detector de la presión diferencial (15) para activar el sistema de limpieza cuando el valor detectado de la presión diferencial del líquido alcanza un valor predeterminado que indica que filtro cilíndrico (4) requiere un tratamiento de limpieza.
8. Un aparato para el filtrado continuo de líquidos de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en que los medios de control para activar el sistema de limpieza comprenden un temporizador para activar periódicamente el sistema de limpieza.
9. Un aparato para el filtrado continuo de líquidos de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en que los medios de control para activar el sistema de limpieza comprenden un interruptor de derivación para activar continuamente el sistema de limpieza.
10. Un aparato para el filtrado continuo de líquidos de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en que el motor eléctrico (16) es un motor trifásico y el dispositivo de conmutación para invertir el sentido de giro del motor (16) consiste en cambiar el orden de la conexión trifásica.
11. Un aparato para el filtrado continuo de líquidos de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en que el motor eléctrico (16) es un motor de corriente continua y el dispositivo de conmutación para invertir el sentido de giro del motor consiste en invertir la polaridad de la corriente continua.
12. Un aparato para el filtrado continuo de líquidos de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en que el motor eléctrico (16) está engranado a la unidad colectora a través de un engranaje de tornillo sin fin (22).
ES00949878T 1999-08-11 2000-08-04 Aparato para el filtrado continuo de liquidos, con elemento de filtro sinterizado de varias capas provisto de un sistema electromecanico de autolimpieza. Expired - Lifetime ES2200901T3 (es)

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US09/372,175 US6267879B1 (en) 1999-08-11 1999-08-11 Continuous liquid filtering apparatus with multi-layer sintered filtering element
US372175 1999-08-11

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Publication Number Publication Date
ES2200901T3 true ES2200901T3 (es) 2004-03-16

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Application Number Title Priority Date Filing Date
ES00949878T Expired - Lifetime ES2200901T3 (es) 1999-08-11 2000-08-04 Aparato para el filtrado continuo de liquidos, con elemento de filtro sinterizado de varias capas provisto de un sistema electromecanico de autolimpieza.

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EP (1) EP1204448B1 (es)
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AU (1) AU768447B2 (es)
DE (1) DE60003436D1 (es)
ES (1) ES2200901T3 (es)
IL (1) IL147998A (es)
WO (1) WO2001012293A1 (es)

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