ES2265385T3 - Aparato para la filtracion estatica de liquido de retrolavado. - Google Patents
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Abstract
Aparato para la filtración estática de líquidos que comprende un depósito (1) provisto de un canal (24) adaptado para transportar un líquido que va a ser filtrado y un conducto (12) adaptado para descargar el líquido filtrado, dicho canal y el conducto estando en niveles diferentes, el canal (24) estando más alto que el conducto (12) y dicho depósito estando abajo cerrado por un fondo (2) frusto piramidal que contiene medios de extracción del sedimento, una pluralidad de paneles cilíndricos o frusto cónicos en el interior del depósito (1) y espaciados desde su fondo, dichos paneles estando espaciados aparte con el objetivo de formar cámaras (8) para recibir el líquido que va a ser filtrado, cada panel estando formado por dos paredes (6), hechas de cribas filtrantes, las paredes (6) estando espaciadas aparte con el objetivo de formar un espacio (7) que recibe el líquido filtrado fluyente hacia el conducto (12); una rueda conducida (15) en el depósito (1) cuyo eje rotacional es coaxial al ejevertical de los paneles de filtrado, dicha rueda conductora soportando uno o más colectores (17) alimentados por un distribuidor de limpieza o agua filtrada, cada colector tiene una o más columnas verticales (21) adaptadas para ser insertadas en espacios (7) y provistas con una pluralidad de toberas (22) dispuestas en al menos dos filas opuestas, las acción de las toberas siendo opuesta al caudal del líquido que va a ser filtrado.
Description
Aparato para la filtración estática de líquido
de retrolavado.
El objeto de la presente invención es un aparato
para la filtración estática de líquidos.
En la actualidad son ya conocidos aparatos para
la filtración estática de líquidos, uno de estos aparatos es
descrito en la Patente n. WO 90/08587. El aparato de este tipo
consta de un depósito circular, rectangular o cuadrado que tiene un
fondo plano cerrado.
El depósito está separado por paredes de
filtrado circulares o lineales en secciones para la carga del
líquido que va a ser filtrado y en secciones para la descarga del
líquido filtrado, las secciones de carga y descarga están dispuestas
de forma alternativa y cada sección está sellada.
En el aparato descrito en la antes mencionada
patente, todos los depósitos poseen el mismo nivel de líquido
filtrado que depende de la altura del desbordamiento de los
aliviaderos. La altura del aliviadero es aproximadamente dos
tercios de la altura de las paredes de filtrado para la reducción de
la fuerza y el coste de la estructura que soporta el panel de
filtrado porque una pequeña diferencia entre los niveles de un
depósito de descarga y un depósito de carga respectivamente reduce
el empuje del agua justamente a esa diferencia.
Un equipo de succión vertical tan alto como el
panel de filtrado, elimina el sedimento, por esta razón dicho equipo
debe estar sumergido tanto como sea posible en el líquido con el
objetivo de que succione el sedimento conteniendo la menor cantidad
de
agua.
agua.
La succión de aire y agua para el filtrado es
perjudicial para la concentración de sedimento.
La diferencia de nivel entre el líquido que va a
ser filtrado y el líquido filtrado para el empuje del líquido a
través de los paneles de filtrado puede ser substancialmente menor
que un tercio del nivel de la pared, estando el nivel del líquido
filtrado a dos tercios.
Obviamente, la diferencia más pequeña entre los
dos niveles está en la menor presión de filtrado y como consecuencia
los menores volúmenes filtrados por área superficial unitaria.
Además, dicha altura no es constante, como en
los depósitos de líquido filtrado pero varía en dependencia de la
permeabilidad o atascamiento del tamiz del panel de filtrado.
Por esta razón, el aparato de la patente antes
mencionada requiere una prueba de nivel tanto para el depósito de
carga como para el depósito de descarga.
Asimismo, cada pared de filtrado presenta dos
dispositivos verticales de limpieza tan alto como las paredes de
filtrado y colocados respectivamente en cada lado de la pared de
filtrado.
Uno de dichos dispositivos está colocado en el
lado donde está el agua filtrada y pulveriza agua para lavar las
paredes de filtrado a contracorriente con respecto al caudal de
filtrado, el otro dispositivo, situado en el depósito que tiene el
líquido que va a ser filtrado, tiene la capacidad de eliminar el
sedimento retenido en la pared por succión.
El sedimento debe ser eliminado de pared en
pared debido a que los depósitos no están provistos de tolvas de
fondo colectoras.
Por último, el aparato descrito anteriormente
presenta los siguientes inconvenientes:
- -
- El aparato es caro ya que es necesaria la presencia de dos dispositivos de limpieza y sus respectivas unidades de accionamiento;
- -
- Durante la operación, el aparato debe estar sumergido tanto como sea posible con el objetivo de minimizar la succión de aire que es nocivo al sedimento;
- -
- La mezcla succionada es aún aireada y contiene bajo sedimento concentrado debido a que el aparato succiona sedimento con líquido aún por ser filtrado proveniente de un número de áreas donde la criba del filtro se desvía entre ubicaciones donde está fijado al dispositivo de soporte.
Una gran cantidad de agua entra en aquellas
áreas en donde la criba no se adhiere al aparato de limpieza.
El mismo solicitante ha resuelto ya los
inconvenientes antes descritos a través de un aparato descrito en la
Patente Italiana n. 1.296.402 (EP- A- 0908213): el aparato estaba
provisto con un depósito redondo o rectangular con un fondo en forma
de tolva en el cual el sedimento es recolectado que no es necesario
un dispositivo para succionar el sedimento.
Además de esto, el aparato está provisto de
paneles de filtro rectilíneos, cada panel estando provisto de dos
paredes de filtrado separadas que definen una cámara la cual recibe
el líquido filtrado que será recopilado y llevado fuera del
aparato.
El fondo de descarga en forma de tolva, ya que
está separado del líquido filtrado, permite una descarga mecánica o
mediante bomba sin aire y consigue mayor concentración de sedimento
en que el sedimento se vuelve más denso ya que permanece en el fondo
durante muchas horas.
En este tipo de aparato, el líquido a ser
filtrado fue distribuido con el mismo nivel en una pluralidad de
depósitos.
El nivel del líquido filtrado en el interior de
cada panel es siempre muy superficial, alcanzando a partir de cero
hasta unos pocos centímetros, porque el fondo está provisto con un
conducto de descarga que continuamente transporta el líquido a un
colector a un nivel más bajo.
El líquido a ser filtrado en el depósito que
está provisto de los paneles está al mismo nivel de pocos diez
centímetros del fondo del panel.
Ese nivel, debido a la permeabilidad reducida de
las cribas del filtro de los paneles, se incrementa con el tiempo al
máximo, en cuyo punto se inicia un dispositivo en el interior de los
paneles por una sonda situada en el interior del depósito, para la
limpieza de las cribas mediante un lavado a contracorriente.
El sedimento retenido en las paredes de los
filtros en el exterior de los paneles cae debido a la acción del
lavado a contracorriente, en el fondo tolva y se vuelve más denso
después de algunas horas y entonces es extraído por medios
mecánicos, tales como un transportador o bomba.
Este aparato no requiere dispositivos de succión
que presentan altos costes de funcionamiento.
El objeto de la presente invención es mejorar
más el ya eficiente aparato descrito en la Patente N. 1.296.402 (EP
-A-0908213) del mismo solicitante.
Las mejoras que serán mejor descritas en la
siguiente descripción consiste en la reducción del tamaño o el
incremento de la superficie del filtro con el mismo tamaño del
depósito receptor.
Otra ventaja conseguida es la reducción de los
costes de las estructuras que soportan las paredes formadas por las
cribas filtrantes y del aparato de lavado para dichas paredes de
filtrado.
Las estructuras de paneles que soportan las
cribas filtrantes están sujetas a esfuerzos de tracción, en un lado
cóncavo con respecto al líquido que va a ser filtrado, y a esfuerzos
de compresión en el otro lado convexo con respecto al líquido que va
a ser filtrado en comparación con los aparatos del estado de la
técnica que están sujetos a esfuerzos de flexión.
Estos objetos y ventajas son conseguidos en su
totalidad por el aparato de filtración estática de líquidos de
acuerdo a la presente invención, el cual está caracterizado de
acuerdo a las reivindicaciones que se acompañan.
Estas y otras características serán mejor
comprendidas a través de la siguiente descripción de una forma de
realización preferida que se muestra de un modo ilustrativo no
limitativo en los dibujos relativos, en donde:
- La Figura 1 es una vista en el plano
superior del aparato,
- La Figura 2 es una vista en elevación en
dirección transversal del aparato seccionado por la línea
I-I de la Figura 1,
- La Figura 3 es una vista en el plano
superior de una segunda forma de realización,
- La Figura 4 es una vista en elevación de la
anterior forma de realización seccionada por la línea
III-III de la Figura 3.
Haciendo referencia a las Figuras 1 y 2, el
número 1 representa un depósito de sección cuadrada de forma general
hecho de hormigón armado.
El fondo 2 del depósito tiene una forma frusto -
piramidal que retiene el sedimento resultante de una depuración.
En la base del fondo frusto - piramidal hay un
paso 3 sobre el cual descansa una armazón de metal 4 formada por una
armadura. En el armazón se encuentran los paneles de filtrado
cilíndricos 5, se muestran cuatro en el ejemplo. Los paneles
cilíndricos están separados con el objetivo de formar cámaras 8 que
retienen un líquido que va a ser filtrado.
Los paneles cilíndricos son concéntricos y cada
uno de ellos está formado por dos paredes 6 separadas que definen un
espacio 7 para la retención del líquido filtrado. Las paredes 6
están formadas por cribas filtrantes. En el ejemplo mostrado en las
figuras 1 y 2, las paredes están paralelas una con otra de forma tal
que el espacio 7 es constante. Las dos paredes 6 conservan una
distancia para formar dicho espacio 7, por un armazón de metal 9.
Cada espacio 7 tiene un fondo 10 cerrado de chapa metálica provisto
por el armazón 9 de forma que cada espacio 7 está completamente
aislado por el área que contiene el agua que va a ser filtrada.
Un orificio 11 está previsto en cada fondo
cerrado 10, el orificio estando conectado a través de un conducto de
drenaje 12 a un conducto 13 para la recaudación del líquido
filtrado.
Un poste 14 está conectado al armazón de metal 4
en el centro de la armadura. Una rueda 15 provista con una unidad
motora 14, está montada en la parte superior del poste 14. El eje
rotacional de la rueda es coaxial al eje vertical de los paneles
concéntricos 5.
La rueda 15 soporta uno o más colectores 17
(cuatro en el ejemplo mostrado) alimentados por un distribuidor 18
de agua limpia o filtrada en la quinta rueda y abastecido por un
conducto 19 cerrado por una válvula 20.
El agua limpia o filtrada puede también ser
suministrada desde el fondo a través del armazón de metal 4 y el
poste 14 que deben estar formados por elementos tubulares.
Cada colector 17 está provisto con una columna
vertical de lavado 21 insertada en el interior de al menos uno de
los espacios 7 recolectores de agua filtrada y extendiéndose hacia
el suelo del mismo espacio adyacente al fondo 10 cerrado de chapa
metálica. Cada columna de lavado está provista con una pluralidad
de toberas 22 colocadas en dos filas verticales opuestas con el
objetivo de actuar al mismo tiempo contra las dos paredes de
filtrado 6 que forman el
panel.
panel.
En particular, los espacios 7 de mayores
diámetros reciben varias columnas 21 verticales de lavado soportadas
y alimentadas a través de diferentes colectores.
El caudal de la tobera es opuesto al caudal del
agua purificada.
Un medidor 23 de seguridad del nivel para el
agua que va a ser filtrada está colocado al nivel más alto al que el
agua puede llegar antes de entrar en los espacios de recolección de
agua purificada.
El agua que va a ser filtrada es alimentada al
depósito 1 a través del canal de suministro 24. Después de que el
líquido que va a ser filtrado ha alcanzado el medidor 23 del nivel,
la unidad conductora se accionará y la bomba 20 se abrirá con el
objetivo de iniciar la operación de lavado a contracorriente de las
paredes de filtrado. El agua de lavado permanecerá de forma parcial
en los espacios 7 y en parte fluirá a través de las cribas
filtrantes soltando el sedimento en el interior del fondo de
recolección frusto cónico.
La operación de lavado no se detiene por el
proceso de filtrado.
El sedimento consolidado en el fondo de
recolección frusto piramidal, es sacado por medio de un agujero 25
de extracción del sedimento por una broca, una bomba adecuada, u
otros medios de transporte conocidos.
De acuerdo a otra forma de realización que se
muestra en las Figuras 3 y 4, las dos paredes de paneles de filtrado
6a no son paralelas pero convergen hacia el fondo de forma tal que
la distancia de las toberas de lavado a las paredes de filtrado es
menor en el área del fondo donde el sedimento está altamente
concentrado.
La operación del aparato de lavado puede ser
programada de cíclicamente o de manera continua ya que ésta no
interrumpe el proceso de filtrado.
Cada panel cilíndrico puede ser unitario o puede
estar hecho de secciones.
Además, de acuerdo a otra forma de realización
(que no se muestra), está previsto, en cooperación con el aparato de
lavado, un aparato de soplado de aire para la limpieza de las
paredes de filtrado lo cual conlleva a la fase de limpieza después
de la operación del aparato de lavado. El aparato de soplado de
aire es substancialmente el mismo del aparato de lavado y está
provisto de columnas verticales que se insertan y son móviles en
dichos espacios 7.
En particular, el ciclo de limpieza de aire
comprimido puede ser de forma preferente, pero no exclusiva llevado
a cabo cuando el nivel del líquido que va a ser filtrado es
demasiado poco profundo, por ejemplo, durante la noche cuando la
magnitud de flujo de los líquidos de entrada que van a ser filtrados
es muy lenta o substancialmente nula.
Los aparatos de filtrado para magnitudes de
flujo altas pueden estar hechos con depósitos rectangulares
receptores de muchos conjuntos de paneles de filtrado
concéntricos.
El aparato antes mencionado consigue las
siguientes ventajas:
- -
- una mayor superficie de filtrado (más de 50 - 60%) bajo el mismo volumen del depósito;
- -
- una mayor superficie efectiva de las paredes de filtrado bajo el mismo tamaño debido a la dimensión vertical más pequeña de la criba filtrante que soporta las estructuras;
- -
- mayor espacio disponible entre las paredes de filtrado debido a que las estructuras de soporte son más delgadas;
- -
- un número ilimitado de columnas verticales de toberas pueden ser intercaladas entre las paredes de filtrado gracias al movimiento rotatorio de los colectores. Esta propuesta permite el ajuste de la capacidad de lavado y relacionarla a la superficie de cada pared de filtrado también después de la primera instalación sin la eliminación de antiguos componentes, solamente añadiendo nuevas columnas verticales;
- -
- las estructuras de soportes de las columnas verticales son menos caras porque gracias a su forma circular están sujetas a esfuerzos de tracción o de compresión pero no a un esfuerzo de flexión.
- -
- las paredes de filtrado del aparato de lavado son menos caras ya que el movimiento rotacional es simple y menos caro de obtener.
Debido a la disposición del aparato, el proceso
de filtrado y por consecuente, la operación nunca se detiene incluso
con el servicio extraordinario haciendo innecesaria la presencia de
un aparato redundante.
Claims (5)
1. Aparato para la filtración estática de
líquidos que comprende un depósito (1) provisto de un canal (24)
adaptado para transportar un líquido que va a ser filtrado y un
conducto (12) adaptado para descargar el líquido filtrado, dicho
canal y el conducto estando en niveles diferentes, el canal (24)
estando más alto que el conducto (12) y dicho depósito estando abajo
cerrado por un fondo (2) frusto piramidal que contiene medios de
extracción del sedimento, una pluralidad de paneles cilíndricos o
frusto cónicos en el interior del depósito (1) y espaciados desde su
fondo, dichos paneles estando espaciados aparte con el objetivo de
formar cámaras (8) para recibir el líquido que va a ser filtrado,
cada panel estando formado por dos paredes (6), hechas de cribas
filtrantes, las paredes (6) estando espaciadas aparte con el
objetivo de formar un espacio (7) que recibe el líquido filtrado
fluyente hacia el conducto (12); una rueda conducida (15) en el
depósito (1) cuyo eje rotacional es coaxial al eje vertical de los
paneles de filtrado, dicha rueda conductora soportando uno o más
colectores (17) alimentados por un distribuidor de limpieza o agua
filtrada, cada colector tiene una o más columnas verticales (21)
adaptadas para ser insertadas en espacios (7) y provistas con una
pluralidad de toberas (22) dispuestas en al menos dos filas
opuestas, las acción de las toberas siendo opuesta al caudal del
líquido que va a ser filtrado.
2. Aparato según la reivindicación 1
caracterizado por el hecho que las paredes de filtrado (6)
formando un panel son paralelas una a otra.
3. Aparato según la reivindicación 1
caracterizado por el hecho que la pared de filtrado (6a) que
forma un panel converge hacia abajo de forma que la distancia entre
las toberas de lavado y las paredes de filtrado es menor en la
parte inferior del depósito donde es mayor la concentración de
sedimento.
4. Aparato según la reivindicación 1
caracterizado por el hecho que está provisto de una
estructura de armadura situada en la parte superior del fondo frusto
piramidal, los paneles de filtrado concéntricos apoyados sobre dicha
estructura y un poste (14) que soporta la rueda (15) en su parte
superior.
5. Aparato según la reivindicación 1
caracterizado por el hecho que está provisto de columnas
verticales de soplado de aire comprimido en cooperación con las
columnas verticales de lavado insertadas en espacios (7), dichas
columnas verticales de soplado de aire comprimido siendo móviles en
el interior de dichos espacios.
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