ES2299603T3 - Mezclador para mezclar un medio liquido/liquido y/o gaseoso en una solucion. - Google Patents

Mezclador para mezclar un medio liquido/liquido y/o gaseoso en una solucion. Download PDF

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Abstract

Un dispositivo mezclador de componentes fluidos/gaseosos que comprende: un cuerpo que tiene una primera y una segunda cámaras, una entrada (1) para componentes parcialmente mezclados en comunicación fluida con la primera cámara (2) y una salida (11) para componentes de fluido/gas altamente mezclados en comunicación fluida con la segunda cámara, un segundo cuerpo situado entre la primera y la segunda cámaras que tiene una pluralidad de pasadizos (4) y una tercera cámara (5), convergiendo los pasadizos axialmente en la dirección de la primera cámara a la segunda cámara y en comunicación fluida con la primera y la tercera cámaras de manera tal que las corrientes de fluido/gas que salen de los pasadizos colisionan entre sí en la tercera cámara para producir cizallamientos y turbulencias, teniendo la tercera cámara aberturas (6) radiales, en comunicación fluida con una cuarta cámara (7) situada en el interior de la segunda cámara y definida por un miembro (8) cónico que converge en dicha dirección axial y que tiene una abertura (10) en su vértice de manera tal que el fluido/gas que sale por las aberturas radiales colisiona con las paredes del miembro cónico produciéndose más cizallamientos y turbulencia y posteriormente rotación dentro de la cuarta cámara y siendo sometido a fuerzas de presión crecientes en dicha dirección axial por las paredes convergentes del miembro cónico antes de entrar en la segunda cámara.

Description

Mezclador para mezclar un medio líquido/líquido y/o gaseoso en una solución.
Campo de la invención
La invención se refiere a un procedimiento de mezclado de componentes líquidos y/o gaseosos entre sí para prevenir su separación durante el máximo periodo de tiempo. El procedimiento requiere también el mínimo uso de energía para lograr los resultados deseados.
Antecedentes de la invención
Varias industrias demandan la producción de un líquido totalmente saturado de gases. De mayor importancia es el tratamiento de aguas residuales. Los sistemas por flotación en aire se utilizan en casi todos los procedimientos de tratamiento de aguas residuales para separar y alejar por flotación contaminantes como el lodo del agua residual. Estos sistemas se usan en una amplia variedad de industrias tales como las de tratamiento de alimentos, catering, hoteles, restaurantes, industrias petroquímicas, minería e industrias marinas.
La producción de líquidos con componentes gaseosos a saturación total es muy difícil, ya que un gas no se mezcla fácilmente con un líquido para formar una solución estable. El procedimiento descrito provee un sistema que es ultra eficiente en la incorporación de un gas a un líquido con tamaños de burbuja en el rango de de una a un ciento de micrómetros manteniendo al mismo tiempo un bajo coste de fabricación.
Son ejemplos de sus usos los siguientes, aunque no se limitan a estos. La eliminación de aceites y grasas emulsionados del agua y de aguas residuales es difícil y requiere equipos de centrifugado muy costosos que tienen capacidades limitadas. El sistema descrito puede lograr resultados mejorados con mayores flujos y con un capital y un coste de operación reducidos significativamente. Otro ejemplo de su uso es la separación por aire de componentes residuales floculados de un flujo de agua residual mediante burbujas de aire muy finas. Otro ejemplo más es la separación de partículas de fibra finas de un zumo de fruta por flotación haciendo flotar las partículas de fibra hasta la superficie en un depósito de separación.
Breve exposición de la invención
La invención está vinculada a un dispositivo mecánico con partes fijas que mezcla homogéneamente dos o más líquidos o, alternativamente, líquidos y gases. En el caso de líquidos y gases es posible saturar totalmente el líquido con burbujas de gas diminutas de menos de un micrómetro. También es posible controlar el tamaño de las burbujas ajustando el caudal, la presión de suministro a la unidad y la presión de descarga de la unidad descrita para lograr los resultados deseados.
Descripción detallada de la invención
Dibujo de referencia, Figura 1
Se requiere que un medio líquido tal como agua tenga en solución un medio gaseoso tal como aire saturado y mezclado homogéneamente. Un medio líquido tal como agua tiene introducido aire u otro medio gaseoso que fluye hacia la entrada (1) aireada a alta presión y entra en la cámara (2) de distribución antes de entrar en dos o más conductos de entrada del Aspirador Convergente Dinámico (DCA) (3).
El líquido aireado pasa a través del conducto (4) a muy alta velocidad y sale a la zona (5) convergente donde tienen lugar grandes cizallamientos laterales y turbulencias de manera tal que se produce una reducción significativa de partículas en el aire o medio gaseoso en la zona (5) de convergencia.
La fase líquida llega a estar totalmente saturada con aire o medio gaseoso en burbujas muy finas en la zona (5) de convergencia.
El líquido/aire (medio gaseoso) saturado sale de la zona (5) de convergencia a través de uno o más conductos (6), que son tangenciales respecto de la circunferencia interior de la zona (5) de convergencia.
La mezcla de líquido/aire (medio gaseoso) que está aún a una alta presión sale del uno o más conductos (6) a ultra alta velocidad y pasa a la cámara (7) donde al impactar con la pared exterior cónica de la cámara (7) hace rotar el líquido/aire (medio gaseoso) a ultra alta velocidad.
El líquido/aire (medio gaseoso) está a muy alta presión como consecuencia de la reducción en área entre la cámara (8) cónica y la periferia exterior del reborde (9).
El líquido/aire (medio gaseoso) que está ahora rotando a alta velocidad en la camisa (8) cónica acelera su rotación a medida que pasa a lo largo de y se desplaza hacia la salida de la camisa en el punto (10) donde se aplica contrapresión adicional debido a la reducción en el área de la salida del conducto (10) y pasa hacia el interior de la cámara (11) de salida.
El resultado de estas aceleración rotacional y caída de presión rápidas es el cizallamiento de las pequeñas burbujas de aire (medio gaseoso) y la total saturación de la fase líquida con pequeñas burbujas de aire (medio gaseoso) de un tamaño de micrómetros y que están en una mezcla totalmente homogénea.

Claims (1)

1. Un dispositivo mezclador de componentes fluidos/gaseosos que comprende:
un cuerpo que tiene una primera y una segunda cámaras, una entrada (1) para componentes parcialmente mezclados en comunicación fluida con la primera cámara (2) y una salida (11) para componentes de fluido/gas altamente mezclados en comunicación fluida con la segunda cámara, un segundo cuerpo situado entre la primera y la segunda cámaras que tiene una pluralidad de pasadizos (4) y una tercera cámara (5), convergiendo los pasadizos axialmente en la dirección de la primera cámara a la segunda cámara y en comunicación fluida con la primera y la tercera cámaras de manera tal que las corrientes de fluido/gas que salen de los pasadizos colisionan entre sí en la tercera cámara para producir cizallamientos y turbulencias, teniendo la tercera cámara aberturas (6) radiales, en comunicación fluida con una cuarta cámara (7) situada en el interior de la segunda cámara y definida por un miembro (8) cónico que converge en dicha dirección axial y que tiene una abertura (10) en su vértice de manera tal que el fluido/gas que sale por las aberturas radiales colisiona con las paredes del miembro cónico produciéndose más cizallamientos y turbulencia y posteriormente rotación dentro de la cuarta cámara y siendo sometido a fuerzas de presión crecientes en dicha dirección axial por las paredes convergentes del miembro cónico antes de entrar en la segunda cámara.
ES02773996T 2001-05-31 2002-05-22 Mezclador para mezclar un medio liquido/liquido y/o gaseoso en una solucion. Expired - Lifetime ES2299603T3 (es)

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