ES2291358T3 - Dispositivo de tratamiento de fluidos. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo de tratamiento de fluido, que contiene un número de recipientes (1; 1 - CAT; 1 - AN) a través de los cuales el fluido es conducido, al menos dos tubos de alimentación (3, 5, 6) y al menos dos tubos de descarga (4, 7, 8) y un dispositivo de distribución (2) para controlar el flujo de fluido desde los tubos de alimentación (3, 5, 6) a través de los recipientes (1; 1 - CAT, 1 - AN) a los tubos de descarga (4, 7, 8), en el que el dispositivo de distribución (2) contiene al menos un disco giratorio (12; 12A, 12B) que tiene un eje de rotación (A) en su centro, montado rotativamente en un alojamiento estacionario (13) que se encuentra en aplicación de estanqueidad con el exterior del disco giratorio (12; 12A, 12B), y un medio de rotación (15) para hacer rotar al disco giratorio (12, 12A, 12B), en el que el citado alojamiento (13) comprende dos paredes extremas (19, 20) y una pared lateral (21) que tiene una superficie interior concéntrica con el eje de rotación (A), y los tubos de alimentación (3, 5, 6).
Description
Dispositivo de tratamiento de fluidos.
\global\parskip0.900000\baselineskip
La presente invención se refiere a un
dispositivo de tratamiento de fluidos, que contiene un número de
recipientes a través de los cuales el fluido es conducido, al menos
dos tubos de alimentación y al menos dos tubos de descarga y un
dispositivo de distribución para controlar el flujo de fluido desde
los tubos de alimentación a través de los recipientes y a los tubos
de descarga.
La invención se refiere en particular a un
dispositivo de este tipo para poner en contacto un líquido con una
materia sólida situada en los recipientes.
Los dispositivos de este tipo se utilizan, entre
otras cosas, para tratar un líquido en intercambiadores de iones.
Los recipientes están llenos con una resina de intercambio de iones.
Por medio de la válvula de distribución, el líquido que se va a
tratar es conducido a través de un cierto número de los citados
recipientes, y un segundo fluido es conducido a través de otros
recipientes para producir la regeneración de la resina de
intercambio de iones o con otros propósitos.
Después de que el líquido haya sido tratado en
una cámara durante algún tiempo, la resina en esta cámara necesita
ser regenerada, lo cual implica que la posición del dispositivo de
distribución debe ser alterada para cortar el paso a la cámara del
líquido que se ha mencionado más arriba y en su lugar, enviar
líquido para la regeneración a través de esta cámara.
Un dispositivo del tipo que se ha descrito más
arriba se muestra, por ejemplo, en el documento
US-A-5.069.883. Los recipientes
están erguidos sobre una mesa rotativa.
Este dispositivo de distribución consiste en un
cilindro que rota junto con la mesa y que puede rotar con su parte
más inferior en un cilindro estacionario.
Los recipientes se conectan a las aberturas en
la pared del cilindro rotativo por medio de tubos. Los tubos de
alimentación y de descarga están conectados a aberturas en la pared
del cilindro estacionario, con lo cual, llevando estas aberturas a
posiciones justamente opuestas a las aberturas en la pared del
cilindro rotativo, se realizan las conexiones entre los tubos.
Por lo tanto, el cilindro rotativo tiene que
estar situado muy precisamente para que las aberturas se encajen
exactamente, lo cual puede producir problemas. Además, todos los
recipientes tienen que ser rotados, lo cual implica una
construcción complicada y relativamente cara.
En el documento
NL-C-1.008.704 un dispositivo de
este tipo también está descrito.
También en esta realización, los recipientes
están erguidos sobre una mesa que es rotada continuamente. El
dispositivo de distribución consiste en una válvula rotativa.
Esta válvula rotativa contiene un primer disco
que rota coaxialmente junto con la mesa, que está provista de
aberturas que están conectadas a las entradas y a las salidas de los
recipientes por medio de tubos y que está conectada a un segundo
disco de una manera estanca, que también está provisto de aberturas
y que puede rotar hacia delante y hacia atrás con un ángulo
restringido.
Los tubos de alimentación y descarga, que son
flexibles, están conectados a las aberturas en el segundo disco.
Estos tubos rotan junto con el primer disco con un ángulo
restringido mientras están conectados a ciertas aberturas en el
primer disco y a continuación retornan rápidamente para rotar otra
vez junto con el primer disco, pero estando conectados ahora a
otras aberturas en el primer disco, es decir, a otros
recipientes.
Es claro que este dispositivo, que también es
conocido, tiene una construcción complicada. La válvula rotativa
tiene dos piezas móviles separadas, y se requieren accionamientos
separados para la mesa y para el segundo disco de la válvula
rotativa. Además, los tubos de alimentación y descarga tienen que
ser tubos flexibles caros.
El documento
US-A-2.706.532 muestra un aparato de
tratamiento de fluidos, en el que la válvula de distribución
comprende un disco montado en el interior de un alojamiento
cilíndrico que forma una cámara cerrada para la rotación alrededor
del eje longitudinal de la misma. El disco comprende en sus lados
superior e inferior un cierto número de conductos en forma de
canaletas anulares concéntricas y un cierto número de conductos
concéntricos curvados y en forma de canaletas.
Los conductos de entrada están conectados a la
parte superior del alojamiento y cada uno de ellos finaliza en un
conducto en forma de canaleta anular en la parte superior del disco.
Los conductos de salida están conectados a la parte inferior del
alojamiento y cada uno de ellos finaliza en un conducto en forma de
canaleta anular en la parte inferior del disco.
Los conductos curvados en el lado inferior se
encuentran en comunicación con un grupo de aberturas en la parte
inferior del alojamiento, estando conectadas estas aberturas por
tubos de conexión a un extremo de los recipientes, mientras que los
conductos curvados en la parte superior del disco están en
comunicación con un grupo de aberturas que están conectadas por
medio de tubos de conexión al otro extremo de los recipientes.
Cada uno de los canales de conexión en el disco
forma un pasaje entre uno de los conductos curvados en un lado del
disco y uno de los conductos anulares en forma de canaleta en el
lado opuesto del disco.
Este dispositivo de tratamiento requiere un
dispositivo de distribución relativamente complicado. El fluido de
las salidas de un número de recipientes se recoge cuando los tubos
de conexión conectados a estas salidas se conectan a la parte
superior de una porción de fondo del alojamiento y finalizan en un
mismo conducto curvado en el disco. De esta manera, el dispositivo
de distribución utiliza solamente una dimensión, que es la dimensión
vertical, desde la parte superior al fondo o viceversa, para
realizar las conexiones de proceso, lo cual lo limita las
posibilidades. Los recipientes están divididos en grupos y el flujo
es cambiado por el dispositivo de distribución por grupo, lo cual
también limita las posibilidades.
La invención está enfocada a un dispositivo de
tratamiento de fluidos que no tiene las desventajas que se han
mencionado más arriba y que tiene una construcción simple.
Este objetivo se alcanza, de acuerdo con la
invención, en un dispositivo de tratamiento de fluidos, que contiene
un número de recipientes a través de los cuales el fluido es
conducido; al menos dos tubos de alimentación y al menos dos tubos
de descarga; y un dispositivo de distribución para controlar el
flujo de fluido desde los tubos de alimentación a través de los
recipientes y a los tubos de descarga, en el que el dispositivo de
distribución contiene al menos un disco giratorio que tiene un eje
de rotación en su centro, montado rotativamente en un alojamiento
estacionario que está en aplicación de estanqueidad con el exterior
del disco giratorio; y un medio rotativo para rotar el disco
giratorio; en el que el citado alojamiento comprende dos paredes
extremas y una pared lateral que tiene una superficie interior
concéntrica con el eje de rotación, y los tubos de alimentación y
los tubos de descarga están conectados a una pared extrema del
alojamiento y están abiertos sobre el disco giratorio en el citado
alojamiento, y en el que los recipientes estacionarios también están
conectados al citado alojamiento por medio de tubos de conexión y
se abren sobre el disco giratorio, y en el que el disco está
provisto de pasajes, abriéndose los tubos de alimentación y los
tubos de descarga dentro de estos pasajes por medio de un conducto
de forma anular que se extiende en un circulo cerrado alrededor del
eje de rotación, de manera que, para un número de posiciones del
disco, cada tubo de alimentación y cada tubo de descarga se pueden
disponer en conexión con al menos un recipiente, estando
caracterizado dicho dispositivo de tratamiento porque los pasajes
dentro del disco se abren sobre la superficie exterior del disco que
se extiende alrededor del eje de rotación mientras que los tubos de
conexión desde o a los recipientes estacionarios están conectados a
la pared lateral del alojamiento y se abren sobre la citada
superficie exterior del disco, de manera que en la citada posición
del disco, un tubo de conexión de un recipiente se encuentra en
conexión de fluido con un pasaje, y este pasaje se encuentra, ya
sea por si mismo o junto con los otros, en conexión de fluido con
un tubo de alimentación o descarga por intermedio de un conducto de
forma anular, o en conexión de fluido con otro pasaje.
Los conductos de forma anular se pueden situar
en el exterior del disco giratorio o en el interior del alojamiento,
pero cada tubo de alimentación o tubo de descarga preferiblemente
está conectado a un conducto de forma anular en el interior del
alojamiento así como a un conducto de forma anular situado en
posición opuesta al mismo en el exterior del disco giratorio, con
lo que uno o varios pasajes están conectados a este último conducto
de forma anular.
El dispositivo de distribución puede comprender
un único disco en el interior del alojamiento, en cuyo caso cada
uno de los pasajes asegura, para las posiciones anteriores del
disco, una conexión de fluido entre un tubo de conexión y un
conducto de forma anular al cual está conectado un tubo de
alimentación o un tubo de descarga, o entre un tubo de conexión y
otro tubo de conexión.
En otra realización, el dispositivo de
distribución comprende dos o más discos adyacentes coaxiales en el
interior del alojamiento y un medio de rotación diferente para cada
disco, de manera que los mismos puedan rotar con diferente
velocidad de rotación, con lo cual los tubos de conexión conectados
a un número de recipientes se abren sobre uno de los discos,
mientras que los tubos de conexión conectados a otros recipientes se
abren sobre otro disco, habiendo conductos adicionales de forma
anular en el lado adyacente al otro disco de uno o ambos discos
adyacentes, un número de pasajes adicionales en cada disco están
conectados al conducto de forma anular adicional que se ha
mencionado en último lugar, de manera que, para un número de
posiciones de los discos, un tubo de conexión conectado a la
entrada de un recipiente se abre en un disco sobre un pasaje
conectado a un conducto de forma anular al cual está conectado un
tubo de alimentación, mientras que el tubo de conexión conectado a
la salida del citado recipiente se abre sobre uno de los citados
pasajes adicionales en el disco que se ha mencionado en ultimo
lugar, que está conectado a uno de los citados conductos de forma
anular adicionales y el tubo de conexión conectado a la entrada de
otro recipiente se abre sobre el otro disco dentro de uno de los
pasajes adicionales en este disco que está conectado al conducto de
forma anular adicional que se ha mencionado en ultimo lugar,
mientras que el tubo de conexión conectado a la salida del citado
otro recipiente (1 - AN) se abre sobre el disco que se ha
mencionado en ultimo lugar, dentro de un pasaje conectado a un
conducto de forma anular al cual está conectado el tubo de
descarga.
De hecho, los recipientes se dividen en tantos
grupos como número de discos, por ejemplo, en celdas de cationes y
en celdas de aniones y el fluido circula desde las celdas del primer
grupo a las celdas del otro grupo y circula con una velocidad
diferente a través de los recipientes de los grupos diferentes.
\global\parskip1.000000\baselineskip
Con el fin de explicar mejor las características
de la invención, la realización preferente que sigue de un
dispositivo de tratamiento de fluido de acuerdo con la invención se
describe solamente como un ejemplo sin estar limitada de ninguna
manera, con referencia a los dibujos que se acompañan, en los
cuales:
la figura 1 representa una vista en perspectiva
de un dispositivo de tratamiento de fluidos de acuerdo con la
invención;
la figura 2 representa una sección por la línea
II-II en la figura 1, con una escala mayor;
la figura 3 representa una sección por la línea
III-III de la figura 1;
la figura 4 representa una sección análoga a la
de la figura 3, pero para otra posición del dispositivo de
distribución;
la figura 5 representa una sección por la línea
V-V de la figura 2;
la figura 6 representa una sección de otra
realización de un dispositivo de tratamiento de fluidos de acuerdo
con la invención.
\vskip1.000000\baselineskip
Como se representa en la figura 1, un
dispositivo de tratamiento de líquidos consiste principalmente en un
número de recipientes 1 y en un dispositivo de distribución 2 para
conectar un número de estos recipientes 1 a un tubo de alimentación
3 y a un tubo de descarga 4 para el líquido que va a ser tratado, y
para conectar los otros recipientes 1 a un tubo de alimentación 5 o
6 y a un tubo de descarga 7 u 8 para un líquido de regeneración,
líquido en flujo inverso o cualquier otro líquido, tal como, por
ejemplo, un líquido de lavado.
Los recipientes 1 son columnas verticales que
están llenas con una resina de intercambio de iones y que están
erguidas estacionariamente sobre el suelo 9.
En ambos extremos de cada columna o recipiente 1
se conecta una tubería de conexión 10, 11 respectivamente, que
conecta este recipiente 1 al dispositivo de distribución 2.
Como se representa en detalle en la figura 2, el
dispositivo de distribución 2 comprende un disco giratorio redondo
12 que está provisto en un alojamiento estacionario 13. El disco 12
puede rotar alrededor del eje de rotación A en su centro. El
alojamiento 13 está erguido de una manera fija en relación con el
suelo 9 por medio de un bastidor 14. Un motor eléctrico 15 u otro
dispositivo móvil, que es el medio para hacer rotar el disco 12,
está soportado por la estructura o descansa sobre el alojamiento 13
por medio de un soporte 16. Su eje 17, que está sujeto al disco
giratorio 12, sobresale rotativamente a través de una abertura 18 en
el alojamiento 13.
El alojamiento 13 se encuentra en aplicación de
estanqueidad con el exterior del disco giratorio 12. El interior
del alojamiento 13 y el exterior del disco giratorio 12 son
manejados por máquinas especialmente con esta finalidad, o están
provistos de un recubrimiento especial resistente al desgaste. Los
elementos de estanqueidad necesarios se han dispuesto para mantener
separados los flujos que se desplazan a través del dispositivo de
distribución 2.
El alojamiento 13 consiste en una pared extrema
superior 19 y en una pared extrema inferior 20 que están conectadas
a una pared lateral redonda 21 situada entre ellas. La pared lateral
21 es concéntrica con el eje de rotación A y la superficie interior
de la pared lateral 21 puede ser cilíndrica, como se muestra en el
ejemplo, pero también puede ser cónica o bicónica o de forma
curvada.
El tubo de alimentación 3 para el líquido que va
a ser tratado es sujetado a la pared extrema superior 19 por medio
de una pieza de conexión 22 y se abre, por medio de un conducto
vertical 23 que se extiende a través de la citada pieza de conexión
y de la pared extrema superior 19, en el interior de un conducto 24
de forma anular que está provisto en el interior de la pared
extrema superior 19 y que se extiende en un circulo cerrado
alrededor de su centro y de esta manera, alrededor del eje de
rotación A del disco giratorio 12.
Los tubos de alimentación 5 y 6 para los
líquidos de regeneración u otros líquidos, tales como, por ejemplo,
líquidos de lavado, se fijan a la pared extrema superior 19 de una
manera análoga por medio de piezas de conexión 25 o 26, y se abren
por medio de conductos verticales 27 o 28 en la citada pared extrema
superior 19, en el interior de un conducto 29 o 30 de forma anular
que están provistos concéntricamente con el conducto 24 de forma
anular en el lado inferior de la pared extrema superior 19 y también
se extienden en un circulo cerrado.
De una manera análoga, los tubos de descarga 4,
7 y 8 están fijados a la pared extrema inferior 20 por medio de
piezas de conexión 31, 32 y 33, y están conectados por medio de
conductos verticales 34, 35 o 36, respectivamente, a conductos de
forma anular separados 37, 38 y 39 dispuestos en el lado superior de
la pared extrema inferior 20, sobre un circulo cerrado
concéntricamente con el eje de rotación A del disco giratorio
12.
Los tubos 10 y 11 están fijados a la pared
lateral cilíndrica 21 por medio de piezas de conexión 40 y 41, y se
abren dentro del interior redondo de esta pared lateral 21 por medio
de conductos 42 dirigidos radialmente y de un número igual de
conductos 43 dirigidos radialmente. Las piezas de conexión 40 y los
conductos 42 están situados a la misma altura, pero se encuentran
más altos que las piezas de conexión 41 y que los conductos 43 y,
de la misma manera que las piezas de conexión 41, están distribuidos
uniformemente sobre el perímetro de la pared lateral 21.
En el disco giratorio 12 hay dispuesto un número
de pasajes 44, un número igual de pasajes 45, un pasaje 46, un
pasaje 47, un pasaje 48 y un pasaje 49. Es claro que el número de
pasajes 46 y 47 puede ser mayor de uno, así como que el número de
pasajes 48 y 49 puede ser mayor de uno.
Los pasajes 44 a 49 tienen una pieza dirigida
radialmente que se abre dentro de la pared exterior cilíndrica
del disco giratorio 12, y una pieza vertical que se abre dentro de
un conducto de forma anular 50-55 que se extiende
sobre un círculo cerrado concéntrico con el eje de rotación A.
Las piezas radiales de los pasajes 46, 46 y 48,
cuyo número total es igual al número de conductos 42, están
situadas a la altura de estos conductos 42 y se abren dentro de
lugares que están distribuidos uniformemente alrededor del exterior
redondo del disco giratorio 12, de manera que para una posición del
disco giratorio 12 en el alojamiento 13, los pasajes 46, 44 y 48
están conectados a los conductos 42. Los flujos durante cada paso
del disco giratorio 12 no están interrumpidos ni producen
impulsos.
Todos los pasajes 44, excepto uno, se abren con
piezas verticales dentro un conducto de forma anular 50 que está
situado en el lado superior del disco giratorio 12, opuesto al
conducto de forma anular 24. Los conductos 24 y 50 forman
conjuntamente un conducto de forma anular con una sección
redonda.
Los pasajes 46 y 47 se abren respectivamente
dentro de un conducto de forma anular 51 que está situado en el
lado superior que se ha mencionado más arriba, opuesto al conducto
de forma anular 29 y dentro de un conducto de forma anular 52 que
está situado opuesto al conducto de forma anular 30. Los conductos
29 y 51, respectivamente 30 y 52, se combinan con dos conductos de
forma anular con sección redonda y se extienden sobre un círculo
completo.
Las piezas radiales de los pasajes 45, 47 y 49,
cuyo número es igual al número de conductos 43, están situadas a la
altura de estos conductos 43 y se abren dentro de lugares que están
distribuidos uniformemente sobre la pared exterior del disco
giratorio 12 y están situados exactamente debajo de las salidas de
las piezas radiales de los pasajes 44, 46 y 48, de manera que, en
la posición del disco giratorio 12 en el cual se conectan los
pasajes 44, 46 y 48 a los conductos 42, también los pasajes 45, 47 y
49 están conectados a los conductos 43.
El lado inferior del disco giratorio 12 en este
ejemplo es la imagen especular del lado superior.
Todas las piezas verticales, excepto una, de los
pasajes 45 se abren en un conducto 53 de forma anular que está
situado en el lado inferior del disco giratorio 12, opuesto al
conducto de forma anular 37, mientras que las piezas verticales de
los pasajes 47 y 49 se abren, respectivamente, dentro del conducto
de forma anular 54 que está situado en el lado inferior que se ha
mencionado más arriba opuesto al conducto de forma anular 38, y en
un conducto de forma anular 55 que está situado opuesto al conducto
de forma anular 39.
Los pasajes 44 y 45 que se han mencionado más
arriba que no se abren dentro del conducto anular 50 o 53,
denominados aquí y a continuación pasajes 44A y 45A, están
conectados uno al otro, como se muestra claramente en la figura 5.
El pasaje 44A está conectado a la entrada de una cámara 1 por medio
de un conducto 42 y de un tubo de conexión 10, denominado 1D en la
figura 3, mientras que el pasaje 45A está conectado a la salida de
una cámara precedente 1, denominada cámara 1c, por medio de un
conducto 43 y de un tubo de conexión 11.
El funcionamiento del dispositivo es como
sigue:
Por medio del motor 15, el disco giratorio 12 es
rotado a una posición en la cual, como se representa en la figura
3, los pasajes 44, 46 y 48 se abren opuestos a los conductos 42.
Además, los pasajes 45 se abrirán
automáticamente dentro de los conductos 43.
Como consecuencia, el líquido que se va a
tratado circulará al interior del conducto de forma anular 50 por
medio del tubo de alimentación 3 y del conducto 23 por medio del
conducto de forma anular 24, y será dividido en los pasajes 44 que
están conectados al citado conducto de forma anular 50, con la
excepción del pasaje 44A.
Por medio de estos conductos 44, el líquido
puede alcanzar un número de recipientes 1 por medio de los conductos
42 y de los tubos de conexión 10 conectados sobre ellos, en los que
el líquido es tratado, por ejemplo en un intercambiador de
iones.
A continuación, el líquido tratado circula
retornando al dispositivo de distribución por medio de los tubos de
conexión 11 que están conectados a los citados recipientes 1.
Circula a los conductos de forma anular 37 y 53 por medio de los
conductos 53 y de los pasajes 45 conectados a los mismos, con la
excepción del pasaje 45A y de esta manera además al tubo de
descarga 4 conectado sobre el mismo.
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Al mismo tiempo, un líquido de regeneración
circula saliendo del tubo 5 por medio del conducto 27 al interior
de los conductos de forma anular 29 y 51, y desde allí por medio del
pasaje 46 y del conducto 42 dentro de un tubo 10 hacia un
recipiente 1 en el cual se regenera el intercambiador de iones. El
líquido usado retorna por medio del tubo 11 conectado al citado
recipiente 1, y por medio de un conducto 43, un pasaje 47, los
conductos de forma anular 54 y 38, y el conducto 35 hacia el tubo
de descarga 7.
De una manera análoga, un segundo líquido de
regeneración, líquido de lavado o cualquier otro líquido puede
circular desde el tubo 6 sobre los conductos de forma anular 30 y
52, y el pasaje 48 y el tubo de conexión 10 al interior de otro
recipiente 1 y circular en retorno por un tubo de conexión 11, por
el pasaje 49 y los conductos de forma anular 55 y 39 hacia el tubo
de descarga 8.
Puesto que los pasajes 44A y 45A están
conectados uno al otro, el líquido puede circular por medio de estos
conductos desde el recipiente 1C al siguiente recipiente 1D. De
esta manera, los recipientes 1C y 1D, que están indicados en las
figuras 3 y 4, se encuentran conectados en serie. Por lo tanto, son
posibles aplicaciones cromatográficas.
Después de un cierto intervalo de tiempo, el
disco giratorio 12 es rotado por el motor 15 un ángulo \alpha que
es igual al ángulo entre dos pasajes vecinos 44, es decir, desde la
posición representada en la figura 3 a la posición representada en
la figura 4. La velocidad de rotación del disco giratorio 12
determina el tiempo que cada recipiente 1 permanece en conexión con
el tubo de alimentación estacionario 3, 5, 6 y de esta manera el
tiempo en un paso particular en el proceso.
Puesto que los conductos 42 y 43 permanecen en
su posición, mientras los pasajes 44, 44A, 46 y 48 por un lado y en
los pasajes 45, 45A, 47, 49 por otro lado, se desplazan un ángulo
\alpha a la posición representada en la figura 4, uno de los
recipientes 1, que está indicado como 1a en las figuras 3 y 4, cuyos
tubos de conexión 10 y 11 han sido conectados al tubo de
alimentación 3 por medio de los pasajes 44 y 45 y al tubo de
descarga 4, respectivamente, pero que se conectará al tubo de
alimentación 6, al tubo de descarga 8, respectivamente, después de
la rotación por medio de los pasajes 48 y 49, como se representa en
la figura 4, de manera que el intercambiador de iones en este
recipiente 1 pueda, entonces, ser regenerado.
El recipiente 1, que está indicado como 1B en
las figuras 3 y 4, y que ha sido conectado al tubo de alimentación
6 y al tubo de descarga 8, está conectado al tubo de alimentación 5
y al tubo de descarga 7 de una manera análoga después de la
rotación.
Los pasajes 44A y 45A ahora se encuentran
conectados también a los otros recipientes 1 distintos de los
recipientes 1C y 1D, de manera que el líquido ya no circulará desde
el recipiente 1C al recipiente 1D, pero puede ser bombeado desde el
recipiente 1D a un recipiente siguiente 1E.
Durante una rotación posterior con el ángulo
\alpha, el recipiente 1A estará conectado a los tubos de
alimentación y descarga 5 y 7 por medio de los pasajes 46 y 47, y
será posible bombear líquido en un circuito cerrado a través del
siguiente recipiente 1, etc.
Finalmente, los recipientes 1 en los cuales se
realiza el intercambio de iones estarán conectados, unos después de
los otros, a los tubos de alimentación y descarga 5, 6, 7 y 8 para
los líquidos de regeneración, y después de la regeneración estarán
conectados de nuevo a los tubos de alimentación y descarga 3 y 4
para el líquido que va a ser tratado.
La construcción del dispositivo es muy simple,
puesto que los recipientes 1 son estacionarios y el dispositivo de
distribución comprende solamente una parte móvil.
Naturalmente, el número de tubos de alimentación
y descarga y el número de pasajes conectados a un conducto de forma
anular no es necesariamente como se ha descrito más arriba, sino que
dependerá del tratamiento requerido.
Tampoco es absolutamente necesario que los
pasajes 44A y 45A que están conectados entre si, se encuentren
presentes en el disco giratorio 12. También puede haber más de una
pareja de pasajes conectados entre si.
Además, el tratamiento no necesariamente debe
ser un intercambio de iones. Otros tratamientos, tales como
reacciones químicas o de intercambio de material o de energía,
pueden realizarse en los recipientes. De esta manera, los
recipientes pueden ser filtros o intercambiadores de calor.
Tampoco es necesario que un conducto de forma
anular en el disco giratorio o un conducto de forma anular situado
opuesto al mismo en el alojamiento se encuentren presentes. Es
suficiente que uno de los conductos sea de forma anular.
En posiciones opuestas a la pared lateral 21,
las piezas radiales de los pasajes 44 y 49 en el disco giratorio 12
pueden tener un final ensanchado, por ejemplo en forma de una ranura
limitada que se extiende paralela a las paredes extremas 19 y 20.
De manera similar, los conductos 42, 43 y 44 se pueden abrir sobre
el disco 12 con un ensanchamiento, por ejemplo con una ranura
limitada que se extiende paralela a las paredes extremas 19 y
20.
En algunos casos, el líquido tiene que ser
tratado dos veces, por ejemplo en un intercambiador de cationes y
en un intercambiador de aniones. Dos dispositivos de tratamiento
como se han descrito aquí antes pueden ser utilizados, así como una
realización modificada del dispositivo que se ha descrito con
anterioridad.
\global\parskip1.000000\baselineskip
Como se muestra en la figura 6, en esta
realización de la invención, el dispositivo de distribución 2
comprende dos discos cónicos 12A y 12B en el interior del
alojamiento 13 en lugar de un único disco cilíndrico 12.
Ambos discos 12A y 12B tienen el mismo eje de
rotación A, pero están montados en ejes separados 17a y 17b que son
accionado por separado por diferentes medios de accionamiento, por
ejemplo motores diferentes 4a y 4b montados en el alojamiento 13 o
sobre soportes separados.
La pared extrema superior 19 y la pared extrema
inferior 20 son como en la primera realización mostrada en las
figuras 1 a 5, y los tubos de alimentación 3, 5 y 6 o tubos de
descarga 4, 7 y 8 se conectan a estas paredes extremas 19 y 20 de
la misma manera que en la primera realización.
El disco superior 12A comprende en su lado
superior los mismos conductos de forma anular 50 a 52 mientras que
el disco inferior presenta los mismos conductos de forma anular 53 a
55.
El disco superior 12A comprende, no solamente
pasajes 44, 46 y 48 conectados a estos conductos de forma anular 50
y 52, sino también un número de pasajes adicionales 56 y 57 que se
abren, por un lado, sobre la superficie exterior cónica del disco
12A y por otro lado, sobre un conducto adicional de forma anular 58
o 59, extendiéndose en el lado inferior sobre un circulo cerrado
concéntrico con el eje de rotación A.
En el lado superior del disco inferior 12B en
aplicación de estanqueidad con el lado inferior del disco 12A, hay
conductos de forma anular adicionales similares 60 y 61, justamente
opuestos a los conductos 58 y 59. Los mismos también se extienden
sobre un círculo completo concéntrico con el eje de rotación A.
El disco inferior 12B comprende en su parte
superior un número de pasajes adicionales 62 y 63 que se abren, por
un lado, sobre la superficie exterior cónica del disco 12B y por
otro lado, sobre un conducto de forma anular 60 o 61,
respectivamente.
Todas las conexiones 10 y 11 de tubos conectan
la pared lateral 21 del alojamiento 13 y se abren dentro del
interior de este alojamiento 13, pero no todos se abren sobre el
mismo disco.
Los recipientes 1 están divididos en dos clases,
los recipientes 1 - CAT se llenan con un producto de tratamiento de
líquidos, en el ejemplo dado un intercambiador de cationes, mientras
que los recipientes 1-AN están llenos con otro
producto de tratamiento de líquidos, en el ejemplo dado un
intercambiador de aniones.
Como se muestra esquemáticamente en la figura 6,
los tubos de conexión 10 conectados a la entrada de los recipientes
1-CAT están en conexión con los pasajes 44, 46 o 48
en el disco superior 12A, mientras que los tubos de conexión 11
conectados a la salida de los mismos recipientes
1-CAT están en conexión con el pasaje adicional 56 o
57, y de esta manera también a un conducto de forma anular adicional
58 o 59 en este disco superior 12A.
Los tubos de conexión 10 conectados a la entrada
de los recipientes 1-AN están en conexión con los
pasajes adicionales 62 o 63 en el disco inferior 12B y de esta
manera también a uno de los conductos de forma anular 60 o 61 en
este disco inferior 12B, mientras que los tubos de conexión 11
conectados a la salida de los mismos recipientes
1-AN están en conexión con los pasajes 45, 47 o
49.
Esto significa que el líquido desde el tubo
alimentación 3 circula, por ejemplo, a través del conducto de forma
anular 50 y de un pasaje 54 por medio del tubo de conexión 10 en un
recipiente 1-CAT, en donde se realiza el
intercambio de cationes.
El líquido tratado retorna a través del tubo de
conexión 11, a uno de los pasajes adicionales 56 o 57 y a uno de los
conductos de forma anular adicionales 58 o 59 en el disco superior
12A, y a continuación al conducto de forma anular 60 o 61 y a un
pasaje adicional 62 en el disco inferior 12B.
El líquido circula a través del tubo de
conexión 10 en conexión con este pasaje 62 y con un recipiente
1-AN, a este recipiente 1-AN en
donde se realiza un intercambio de aniones.
El fluido que ahora ha sido tratado dos veces
retorna a través del tubo de conexión 11 conectado a la salida de
este recipiente 1-AN, a un pasaje 45 en el disco
inferior 12B y abandona el dispositivo de distribución 2 a través de
los conductos 53 y 37 y del tubo de descarga 4.
Los discos 12A y 12B pueden ser accionados por
los motores 4a y 4b con diferentes velocidades de rotación, lo cual
significa que el tiempo de residencia del fluido dentro de un
recipiente 1-CAT puede ser diferente del tiempo de
residencia del fluido el interior de un recipiente
1-AN.
Es obvio que puede haber incluso tres o más
discos adyacentes coaxiales que tengan sus propios medios de
accionamiento de manera que puedan girar con diferentes velocidades,
permitiendo que un fluido sea tratado sucesivamente dos veces o
más.
\newpage
Cada disco intermedio está provisto de pasajes
adicionales que están en conexión con los tubos de conexión 10 o 12
y preferiblemente también conductos de forma anular adicionales, de
manera que la disposición mostrada en la figura 6 en la que hay dos
discos 12A y 12B en aplicación de estanqueidad, se repite en el
lugar de la aplicación de estanqueidad entre el disco superior 12A y
un disco intermedio, entre el disco intermedio y el disco inferior
12B y entre dos discos intermedios adyacentes.
La invención en ningún caso está limitada a la
realización que se ha descrito más arriba representada en los
dibujos que se acompañan; por el contrario, un dispositivo de este
tipo para el tratamiento de al menos un fluido puede estar realizada
con todo tipo de variantes, manteniéndose en el alcance de la
invención, como se establece en las reivindicaciones que siguen.
Claims (8)
1. Dispositivo de tratamiento de fluido, que
contiene un número de recipientes (1; 1-CAT;
1-AN) a través de los cuales el fluido es conducido,
al menos dos tubos de alimentación (3, 5, 6) y al menos dos tubos de
descarga (4, 7, 8) y un dispositivo de distribución (2) para
controlar el flujo de fluido desde los tubos de alimentación (3, 5,
6) a través de los recipientes (1; 1-CAT,
1-AN) a los tubos de descarga (4, 7, 8), en el que
el dispositivo de distribución (2) contiene al menos un disco
giratorio (12; 12A, 12B) que tiene un eje de rotación (A) en su
centro, montado rotativamente en un alojamiento estacionario (13)
que se encuentra en aplicación de estanqueidad con el exterior del
disco giratorio (12; 12A, 12B), y un medio de rotación (15) para
hacer rotar al disco giratorio (12, 12A, 12B), en el que el citado
alojamiento (13) comprende dos paredes extremas (19, 20) y una pared
lateral (21) que tiene una superficie interior concéntrica con el
eje de rotación (A), y los tubos de alimentación (3, 5, 6) y los
tubos de descarga (4, 7, 8) están conectados a una pared extrema
(19, 20) del alojamiento (13) y se abren sobre el disco giratorio
(12, 12A, 12B) en el citado alojamiento (13), y en el que los
recipientes estacionarios (1; 1-CAT,
1-AN) también están conectados al citado alojamiento
(13) por medio de tubos de conexión (10, 11) y se abren sobre el
disco giratorio (12, 12A, 12B) y en el que el disco (12; 12A, 12B)
está provisto de pasajes (44-49; 56, 57; 62, 63),
abriéndose cada uno de los tubos de alimentación (3, 5, 6) y de los
tubos de descarga (4, 7, 8) dentro de estos pasajes
(44-49; 56, 57; 62, 63) por medio de un conducto de
forma anular (24, 29, 30; 37-39;
50-52; 53, 54, 55; 58, 59; 60, 61) que se extienden
en un círculo cerrado alrededor del eje de rotación (A), de manera
que, para un número de posiciones del disco (12; 12A, 12B), cada
tubo de alimentación (3, 5, 6) y cada tubo de descarga (4, 7, 8) se
puede conectar con al menos un recipiente (1; 1-CAT,
1-AN), que se caracteriza porque los pasajes
(44-49; 56, 57; 62, 63) dentro del disco (12; 12A,
12B) se abren sobre la superficie exterior del disco que se extiende
alrededor del eje de rotación (A) mientras que los tubos de conexión
(10, 11) desde o hacia los recipientes estacionarios (1;
1-CAT, 1-AN) están conectados a la
pared lateral (21) del alojamiento (13) y se abren sobre la citada
superficie exterior del disco (12; 12A, 12B), de manera que en las
citadas posiciones del disco (12; 12A, 12B) un tubo de conexión (10,
11) de un recipiente (1; 1-CAT,
1-AN) se encuentra en conexión de fluido con un
pasaje (44-49; 56, 57; 62, 63) y este pasaje
(44-49; 56, 57; 62, 63) está, junto con otros, en
conexión de fluido con un tubo de alimentación (3, 5, 6) o con un
tubo de descarga (4, 7, 8) por intermedio de un conducto de forma
anular, o en conexión de fluido con otro pasaje
(44-49; 56, 57; 62, 63).
2. Un dispositivo de tratamiento de fluidos de
acuerdo con la reivindicación 1, que se caracteriza porque
los conductos de forma anular (50-55;
58-61) están situados en el exterior del disco
giratorio (12; 12A, 12B).
3. Un dispositivo de tratamiento de fluidos de
acuerdo con las reivindicaciones 1 ó 2, que se caracteriza
porque los conductos de forma anular (24, 29, 30;
37-39) están situados en el interior del alojamiento
(13).
4. Un dispositivo de tratamiento de fluidos de
acuerdo con las reivindicaciones 2 y 3, que se caracteriza
porque cada tubo de alimentación (3, 5, 6) o tubo de descarga (4, 7,
8) está en conexión de fluido con un conducto de forma anular (24,
29, 30; 37-39) en el interior del alojamiento (13)
así como con un conducto de forma anular (50-55)
situado opuesto al mismo en el exterior del disco giratorio (12;
12A, 12B), en el que uno o más pasajes (44-49) están
conectados al último conducto de forma anular
(50-55).
5. Un dispositivo de tratamiento de fluidos de
acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que se
caracteriza porque el disco giratorio (12; 12A, 12B) está
provisto de al menos dos pasajes (44A, 45A) que están conectados
entre sí por un lado, y que se abren dentro de un tubo de conexión
(10) por el otro lado, que está conectado a una cámara (1;
1-CAT, 1-AN) y a un tubo de conexión
(11) que está conectado a otra cámara (1; 1-CAT,
1-AN), de manera que al menos para una posición del
disco rotativo (12; 12A,12B), uno de los recipientes (1;
1-CAT, 1-AN) está conectado en serie
a otra cámara (1; 1-CAT, 1-AN) a
través de los citados pasajes (44A, 45A) que no están conectados a
un tubo de alimentación (3, 5, 6), ni a un tubo de descarga (4, 7,
8).
6. Un dispositivo de tratamiento de fluidos de
acuerdo con una cualquiera de las anteriores reivindicaciones, que
se caracteriza porque el dispositivo de distribución (2)
comprende al menos dos discos adyacentes coaxiales (12; 12A, 12B)
dentro del alojamiento (13) y un medio de rotación diferente (4A,
4B) para cada disco (12A, 12B) de manera que puedan rotar con
diferente velocidad de rotación, en el que los tubos de conexión
(10, 11) conectados a un número de los recipientes
(1-CAT) se abren sobre uno de los discos (12A),
mientras que los tubos de conexión (11) conectados a los otros
recipientes (1-AN) se abren sobre otro disco (12B),
habiendo conductos de forma anular adicionales
(58-61) en el lado adyacente al otro disco de uno o
ambos discos adyacentes (12A, 12B), estando conectados un número de
pasajes adicionales (56, 57, 62, 63) en cada disco (12A, 12B) al
conducto de forma anular adicional (58-61) que se ha
mencionado en último lugar, de manera que, para un número de
posiciones de los discos (12A, 12B), un tubo de conexión (10)
conectado a la entrada de un recipiente (1-CAT) se
abre sobre un disco (12A) dentro de un pasaje (44, 46, 48) conectado
a un conducto de forma anular (24, 29, 30; 50-52) al
cual se conecta un tubo de alimentación (3, 5, 6), mientras que el
tubo de conexión (11) conectado a la salida del citado recipiente
(1-CAT) se abre dentro de uno de los citados
pasajes adicionales (56, 57) en el último disco mencionado (12A) que
se encuentra conectado a uno de los citados conductos de forma
anular adicionales (58-61) y el tubo de conexión
(10) conectado a la entrada de otro recipiente
(1-AN) se abren sobre el otro disco (12B) dentro de
uno de los pasajes adicionales (62, 63) en el disco (12B) que está
conectado al último conducto de forma anular adicional
(58-61) mencionado, mientras que el tubo de conexión
(11) conectado a la salida del citado otro recipiente
(1-AN) se abre sobre el último disco (12B)
mencionado, dentro de un pasaje (45, 47, 49) conectado a un conducto
de forma anular (37-39; 53-55) al
cual está conectado un tubo de descarga (4, 7, 8).
7. Un dispositivo de tratamiento de fluidos de
acuerdo con la reivindicación 6, que se caracteriza porque el
dispositivo de distribución (2) comprende más de dos discos
adyacentes coaxiales dentro del alojamiento (13), esto es, comprende
además de dos discos extremos (12A, 12B), al menos un disco
intermedio provisto de pasajes adicionales, que están conectados a
los tubos de conexión (10, 11).
8. Un dispositivo de tratamiento de fluidos de
acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que
se caracteriza porque un disco (12; 12A, 12B) del dispositivo
de distribución (2) tiene un lado exterior alrededor del eje de
rotación (A) que es cónico o de forma curvada.
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