ES2303368T3 - Aparato para distribuir gas y liquido durante el lavado gas/liquido en paralelo en canales de desague inferior de un filtro. - Google Patents
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Abstract
LA INVENCION SE REFIERE A UN APARATO DE DISTRIBUCION DE CONTRALAVADO SIMULTANEO PARA UN FILTRO 11 QUE TIENE UN DEPOSITO DE FILTRO 13 Y VARIOS CONDUCTOS LATERALES DE DRE NAJE INFERIOR 24 QUE INCLUYE UN DESVIADOR 10 SITUADO EN UN CONDUCTO PRINCIPAL COMUN 12 PARA DEFINIR UN CAN AL AUXILIAR 14 ENTRE EL DESVIADOR 10 Y LOS ELEMENTOS LATERALES DE DRENAJE INFERIOR 24 . EL CANAL AUXILIAR 24 ESTA EN COMUNICACION DE FLUIDO CON EL CONDUCTO PRINCIPAL COMUN 12 Y LOS ELEMENTOS LATERALES DE DRENAJE INFERI OR 24 . EL DESVIADOR 10 TIENE AL MENOS UN ORIFICIO DE DOSIFICACION DE LIQUIDO DEL CANAL 16 PREFERIBLEMENTE SITUADO CERCA DE LA PARTE INFERIOR DEL DESVIADOR 10 , DE MODO QUE PUEDA ESTAR DEBAJO DE UNA INTERFASE DE GAS / LIQUIDO EN EL CANAL AUXILIAR 14 DURANTE LAS OPERACIONES SIMULTANEAS DE CONTRALAVADO DE GAS / LIQUIDO. UNA PLACA DE DISTRIBUCION DE FLUJO 18 PUEDE SITUARSE ENTRE EL CANAL AUXILIAR 14 Y LOS CANALES LATERALES DE DRENAJE INFERIOR 24 , TEN IENDO LA PLACA DE DISTRIBUCION DE FLUJO 18 AL MENOS UN ORIFICIO DE DOSIFICACION DE LIQUIDO Y AL MENOS UN ORIFICIO DE DOSIFICACION DE GAS. EL DESVIADOR 10 PUEDE ADOPTAR UNA DE NUMEROSAS FORMAS. EL DESVIADOR 10 CREA UN DEPOSITO DE LIQUIDO ADECUADO EN EL CONDUCTO PRINCIPAL COMUN PARA FLUJO DE BAJA VELOCIDAD DE LIQUIDO DE CONTRALAVADO, MIENTRAS QUE AL MISMO TIEMPO PROPORCIONA UN FLUJO DESINHIBIDO DE GAS DE CONTRALAVADO. ASI SE CONTROLA UNA DISTRIBUCION ANOMALA. LOS TUBOS DE SOPORTE 35 PUEDEN UTILIZARSE EN LUGAR DEL DESVIADOR 10 . LA INVENCION TAMBIEN SE REFIERE A UN PROCEDIMIENTO PARA EL CONTRALAVADO DE GAS / LIQUIDO SIMULTANEO DE ACUERDO CON DICHA INVENCION. LA INVENCION PUEDE APLICARSE A CANALES INFERIORES PLANOS O CANALES INSUFICIENTEMENTE OBJETO DE REBAJADO.
Description
Aparato para distribuir gas y líquido durante el
lavado gas/líquido en paralelo en canales de desagüe inferior de un
filtro.
Esta invención se refiere a un aparato para
distribuir gas y líquido simultáneamente desde un conducto principal
común a un desagüe inferior de un filtro para lavar un medio de
filtrado.
En un filtro por gravedad típico para filtrar
agua y agua residual, uno o más tanques de filtrado se disponen en
baterías adyacentes u opuestas. Los laterales del desagüe inferior
del filtro se dejan en el suelo del tanque del filtro uno al lado
del otro en filas paralelas para definir conductos de flujo de gas y
líquido por debajo de un lecho de medios de filtrado. Los conductos
hacen posible la recogida del líquido filtrado durante la
filtración y la distribución de gas y líquido para lavado. Un
conducto principal común (conocido como "canal") se localiza
inmediatamente a continuación del tanque de filtrado para recoger el
líquido filtrado de los laterales del desagüe inferior durante la
filtración y distribuir gas o líquido a los laterales del desagüe
inferior durante el lavado de gas (típicamente con aire) o de
líquido (típicamente con agua). El conducto principal común
distribuye también gas y líquido simultáneamente a cada uno de los
laterales del desagüe inferior durante el lavado en paralelo de gas
y líquido. En algunas instalaciones, el conducto principal común
tiene su suelo localizado algo por debajo de la elevación del suelo
de filtro (véase la Figura 2) o incluso en la misma elevación que
el suelo del filtro (véase la Figura 1). Los ingenieros consultores
y contratistas prefieren estas disposiciones, conocidas como
"canal rebajado" y "canal de fondo plano", porque son más
fáciles y más baratas de instalar. Al retroajustar filtros antiguos
con nuevos desagües inferiores, es preferible mantener la
estructura de canal existente para reducir los costes.
La interfaz de gas y líquido en los laterales
del desagüe inferior durante el lavado en paralelo de gas y líquido
está solo unos pocos centímetros del suelo de filtro. La interfaz de
gas y líquido en el conducto principal común en este momento sería
incluso menor que dentro de los laterales debido a la pérdida por
fricción a través de los manguitos de la pared. Los manguitos de la
pared conectan el conducto principal común a los laterales del
desagüe inferior. Por lo tanto, prácticamente no hay sitio en los
canales de fondo plano y hay un sitio suficiente en algunos canales
rebajados para la distribución de líquido a los laterales del
desagüe inferior durante el lavado en paralelo de gas y líquido. En
estos casos, el espacio de aire es desproporcionadamente grande en
el conducto principal común.
Para proporcionar una distribución casi uniforme
del líquido a los laterales del desagüe inferior, la velocidad de
flujo máxima del líquido dentro del conducto principal común debería
limitarse a 0,3 metros por segundo (dos pies por segundo) o menor.
En general, cuanto menor sea el área de sección transversal para la
trayectoria de flujo del líquido, mayor será la velocidad. Como el
suelo del conducto está a la misma elevación que el suelo del
filtro en los canales de fondo plano, y el suelo de algunos canales
puede estar rebajado insuficientemente, la única manera de
proporcionar un área de gran sección transversal para que el flujo
del líquido mantenga una velocidad máxima de al menos de 0,3 m por
segundo (dos pies por segundo) es elevar la interfaz de gas y
líquido desde el suelo o profundizar el hueco del canal. Si el canal
está rebajado insuficientemente, como se muestra en las Figuras 8 y
9, el paso de gas hacia los laterales del desagüe inferior puede ser
bloqueado por el líquido durante el lavado gas/líquido en
paralelo.
Las alternativas son proporcionar un sitio
adecuado por debajo de la interfaz de gas y líquido dentro del
conducto principal común disminuyendo la elevación del suelo para la
distribución del líquido (véase la Figura 3), o proporcionando un
medio separado para el transporte controlado y distribución de gas y
líquido (véanse las Figuras 4, 5,
6 y 7).
6 y 7).
En el caso de la Figura 3, se requiere una
excavación extra, trabajo de forma y trabajo estructural con
hormigón. Esto es muy caro para trabajos de actualización y nueva
construcción. Además, se requieren tabiques deflectores o manguitos
de paredes individuales con codos de entrada lateral para dirigir el
líquido a los laterales. En el caso de las Figuras 4, 5, 6 y 7, un
tubo colector de gas de acero inoxidable con ramificaciones
tubulares para cada lateral del desagüe inferior individual es muy
caro de fabricar e instalar. Los tubos de gas individuales desde el
tubo colector de gas a cada lateral del desagüe inferior, mostrados
en las Figuras 6 y 7, pueden provocar problemas de conexión cruzada
entre el agua no filtrada y filtrada si ocurre fuga, ya que el tubo
individual debe pasar a través del lecho del medio de filtro.
En el documento GB 1546683 se describe una
disposición que permite la distribución uniforme de gas y líquido
durante el lavado y que es adecuada para un canal de fondo
plano.
Por lo tanto, un objeto de esta invención es
crear más sitio dentro del conducto principal común elevando la
interfaz de gas y líquido de una manera única durante el lavado en
paralelo de gas y líquido, mientras que al mismo tiempo se
proporcionan pasos claros dentro del conducto principal común para
el flujo de gas a los laterales del desagüe inferior. Esto tiene
que conseguirse sin elevar la presión dinámica global dentro del
sistema de lavado.
Por consiguiente, se proporciona un aparato de
distribución de lavado en paralelo de acuerdo con la
reivindica-
ción 1.
ción 1.
El tanque de filtro puede tener una pluralidad
de laterales del desagüe inferior situados en el tanque de filtro y
un lecho de medio de filtro situado por encima de los laterales del
desagüe inferior.
Un suelo del tanque de filtro está algo por
encima preferiblemente del suelo del conducto principal común, o
tiene la misma elevación que el suelo del conducto principal
común.
Una placa de distribución de flujo puede
situarse entre el canal auxiliar y los laterales del desagüe
inferior en el tanque de filtro, teniendo la placa de distribución
de flujo al menos un orificio de medida de líquido lateral y al
menos un orificio de medida de gas. El orificio de medida de líquido
lateral puede ser contiguo a su orificio de medida de gas
correspondiente formando una forma de T invertida, u otras formas o
configuraciones.
El dispositivo separador puede ser un tabique
deflector que se extiende preferiblemente a una altura que es menor
que la altura del conducto principal común para definir una holgura
por encima del tabique deflector. El orificio de medida de líquido
del canal se sitúa preferiblemente en una pared inferior del
dispositivo separador, aunque puede situarse en cualquier
localización apropiada en el dispositivo separador de acuerdo con
el diseño particular del conducto principal común y el tanque de
filtro con el que se conecta.
El aparato puede incluir una pared del tanque de
filtro que separa el canal auxiliar y el tanque de filtro, teniendo
el tanque de filtro al menos una abertura en su interior para
conexión fluida del canal auxiliar con el tanque de filtro. La
placa de distribución de flujo puede situarse entre la pared del
tanque de filtro y los laterales en el tanque de filtro. La
abertura en la pared del tanque de filtro es preferiblemente
suficientemente grande para proporcionar el paso a través tanto de
gas como de líquido durante las operaciones de lavado gas/líquido
en paralelo.
El tabique deflector puede ser una pared de
división recta situada en el conducto principal y separada de la
pared lateral del mismo. Como alternativa, el tabique deflector
puede ser una pared de división con forma de L invertida, que tiene
una parte vertical y una parte horizontal superior. La parte
horizontal superior tiene una pluralidad de aberturas en su
interior para facilitar el flujo de gas y un exceso de flujo de
fluido. Otras alternativas posibles incluyen un tabique deflector
con forma de L y un tabique deflector con forma creciente.
Como una alternativa a los tabiques deflectores,
una columna montante puede proporcionarse también para cada
lateral. Los orificios de medida de líquido pueden proporcionarse en
las localizaciones apropiadas en columnas montantes para medir el
flujo del líquido desde el canal a la columna montante durante el
lavado en paralelo de
gas/líquido.
gas/líquido.
La invención incluye también un método de
introducción de un gas de lavado y un líquido de lavado de acuerdo
con la reivindicación 9.
Otros detalles y ventajas de la invención
resultan evidentes tras la lectura de la siguiente descripción
detallada, junto con los dibujos adjuntos, en los que los números
de referencia similares representan partes similares.
\vskip1.000000\baselineskip
La Figura 1 es una vista esquemática de un
filtro que tiene un canal de fondo plano de acuerdo con la técnica
anterior;
La Figura 2 es una vista esquemática de un
filtro que tiene un canal rebajado de acuerdo con la técnica
anterior;
La Figura 3 es una vista esquemática de un
filtro que tiene un canal totalmente excavado de acuerdo con la
técnica anterior;
La Figura 4 es una vista esquemática de un
filtro que tiene un canal de fondo plano y un tubo colector de gas
dentro del canal de acuerdo con la técnica anterior;
La Figura 5 es una vista esquemática de un
filtro que tiene un canal rebajado y un tubo colector de gas dentro
del canal de acuerdo con la técnica anterior;
Las Figuras 6 y 7 son vistas esquemáticas de
filtros que tienen tubos colectores de gas con tubos de goteo a
través del lecho del medio de acuerdo con la técnica anterior;
Las Figuras 8 y 9 son vistas esquemáticas de
filtros en los que una interfaz gas/líquido en el canal es demasiado
alta para permitir que el gas pase hacia el tanque de filtro en una
disposición de la técnica anterior;
La Figura 10 es una vista esquemática de un
filtro que tiene un canal de fondo plano con un tabique deflector
instalado en el canal de acuerdo con la presente invención;
La Figura 11 es una vista en alzado de una placa
de distribución de flujo de acuerdo con la invención;
La Figura 12 es una vista esquemática de un
filtro que tiene un canal rebajado con un tabique deflector
instalado en el canal de acuerdo con la presente invención;
Las Figuras 13 y 14 son vistas esquemáticas de
un filtro que tiene un canal de fondo plano central y un canal de
fondo rebajado, respectivamente, con dos paredes de división de
hormigón rectas en el canal de acuerdo con una segunda realización
de la invención;
Las Figuras 15 y 16 son vistas esquemáticas de
filtros que tienen un canal de fondo plano central y un canal de
fondo rebajado, respectivamente, con dos paredes de división con
forma de L invertida en el canal de acuerdo con una tercera
realización de la invención;
Las Figuras 17 y 18 son vistas esquemáticas de
filtros que tienen un canal de fondo plano central y un canal de
fondo rebajado, respectivamente, con columnas montantes de acuerdo
con una cuarta realización de la invención;
La Figura 19 muestra un tabique deflector con
forma de L de acuerdo con una quinta realización de la
invención;
La Figura 20 muestra un tabique deflector con
forma creciente de acuerdo con una sexta realización de la
invención.
\vskip1.000000\baselineskip
Como se muestra en las Figuras 10 y 12, la
invención incluye un dispositivo separador en forma de tabique
deflector 10 situado dentro de un conducto principal común (a.k.a.
"canal", "garganta", "acanaladura", "colector"
o "cámara") 12 para crear un canal auxiliar 14 dentro del
conducto principal. El conducto principal 12 está formado por un
filtro 11 y está situado cerca de un tanque de filtro 13. El
conducto principal 12 está cerrado, es decir, no está abierto a la
atmósfera. En la Figura 10, el conducto principal 12 y el tanque de
filtro 13 comparten un suelo de filtro común 15 de manera que los
suelos del conducto principal 12 y el tanque de filtro 13 están a
la misma elevación. Esto se conoce como disposición de "canal de
fondo plano". En la Figura 12, el fondo o el suelo del conducto
principal 12 es algo menor que la elevación del suelo de filtro 15.
Esto se conoce como disposición de "canal rebajado". Los
orificios de medida de líquido en el canal 16 se localizan
preferiblemente en una parte inferior del tabique deflector 10 para
el flujo de líquido desde el conducto principal 12 al canal
auxiliar 14 durante el lavado en paralelo de gas y líquido. Los
orificios de medida de líquido 16 están dimensionados de manera que
la presión diferencial a través de los orificios eleva la interfaz
de gas y líquido en el conducto principal 12 a un nivel que
proporciona una área de sección transversal suficiente de manera
que la velocidad de flujo máxima de líquido en el conducto principal
es 0,3 m por segundo (dos pies por segundo) o menor durante el
lavado en paralelo de gas y líquido. El tabique deflector 10 se
sella en sus extremos, a lo largo del fondo, y en cualquier junta,
de manera que los orificios de medida de líquido del canal 16 están
controlando la altura de la interfaz gas/líquido.
El canal auxiliar 14 sirve como pasaje para el
gas y el líquido durante el lavado en paralelo de gas y líquido.
Puede proporcionarse también una placa de distribución del flujo 18
(Figura 11) con ranuras de medida de gas 20 y orificios de medida
de líquido laterales 22 de forma rectangular. Otras formas y
combinaciones de orificios de medida para gas y líquido pueden
usarse también.
Aunque en las Figuras 10 y 12 se muestra
esquemáticamente al mismo nivel, una Interfaz 42 de gas y líquido
en el canal auxiliar 14 puede ser menor que en la interfaz 23 en el
lateral del desagüe inferior 24 debido a la pérdida por cabeza a
través de la ranura de medida de gas 20 en la placa de distribución
de flujo 18.
El líquido fluirá hacia los laterales del
desagüe inferior 24 a través de los orificios de medida de líquido
16 y 22 mientras que el gas fluirá a través del canal auxiliar 14 y
las ranuras de medida de gas 20 y después hacia los laterales del
desagüe inferior 24. Cuando sea conveniente, puede proporcionarse
una placa de distribución del flujo extendida 18 que tiene una
pluralidad orificios de medida del gas y líquido, cada uno
correspondiente a un lateral. Como alternativa, la placa de
distribución de flujo 18 puede proporcionarse junto con o
incorporarse en la construcción del extremo de entrada de los
laterales del desagüe inferior 24.
Para el lavado de gas solo, el gas fluirá a
través del canal auxiliar 14 hacia los laterales del desagüe
inferior 24, aunque la interfaz de gas y líquido en el conducto
principal 12 caerá al mismo nivel que la interfaz 42 del gas y
líquido en el canal auxiliar 14 porque no habrá flujo de líquido en
este tiempo. Para lavado solo con líquido, no habrá interfaz
gas/líquido y el líquido fluirá a través del canal auxiliar 14 así
como por los orificios de medida de líquido 16 y 22 hacia los
laterales del desagüe inferior 24.
Los orificios de medida de líquido en el canal
16 se sitúan preferiblemente por debajo de la interfaz gas/agua 42
en el canal auxiliar 14, aunque no necesariamente. Los orificios 16,
por ejemplo, pueden situarse en el tabique deflector 10 por encima
de la interfaz 42, aunque entonces pueden ser necesarias medidas
para asegurar que el agua que pasa a través de los orificios 16 no
provoca un salpicado o turbulencia indeseados en el canal auxiliar
14, cuando el agua impacta con la interfaz gas/agua 42 desde
arriba.
Haciendo referencia a las Figuras 13 y 14, se
muestra una segunda realización para el aparato de acuerdo con la
presente invención. Dos paredes de división de hormigón rectas 26 se
sitúan en un conducto principal 12, estando espaciada cada pared de
división de una pared lateral 28 del conducto principal 12 para
formar canales auxiliares 14. Como con el tabique deflector 10, en
las Figuras 10 y 12, las paredes de división 26 no se extienden en
toda la altura del conducto principal 12 para definir una holgura 27
para el flujo de gas y líquido sobre las partes superiores de las
paredes de división hacia los canales auxiliares 14. Los orificios
de medida de líquido del canal 16 se sitúan en una parte inferior
de las paredes de división 26 y tienen un diámetro predeterminado y
espaciado. Esta disposición es apropiada para filtros que tienen
canales centrales, estando situados el tanque de filtro 13 y los
laterales del desagüe inferior 24 en cada lado del conducto
principal 12. Se contempla que esta disposición podría usarse en
una nueva construcción. Una placa de distribución de flujo 19 puede
estar presente, como se ha analizado anterior-
mente.
mente.
Haciendo referencia a las Figuras 15 y 16, se
muestra una tercera realización de la invención. Las paredes de
división 30 tienen una forma de L invertida y están situadas en un
conducto principal 12, que forma parte de un canal central, como se
ha analizado anteriormente. Los canales auxiliares 14 se forman
entre las paredes laterales 28 y las paredes de división de acero
inoxidable 30. Orificios o aberturas más grandes 32 en una parte
horizontal superior 34 de las paredes de división de acero
inoxidable 30 proporcionan comunicación fluida entre los canales
auxiliares 14 y el conducto principal 12 para el flujo de gas
durante lavado de solo gas y gas/líquido en paralelo y también para
el flujo de líquido durante el lavado de "sólo líquido". Los
orificios 32 pueden situarse también en la parte vertical de la
pared de división 30.
Los orificios de medida de líquido del canal 16
se sitúan en una parte inferior cerca de la parte inferior de la
parte vertical de cada pared de división 30. El resto de la
disposición es como se ha analizado anteriormente. Los orificios 32
en las paredes de división 30, por ejemplo, pueden ser de mayor
diámetro que los orificios de medida de líquido en el canal 16 y se
localizan a lo largo de la parte horizontal 34 con un espaciado
apropiado para no crear pérdidas por cabeza indeseadas. La
disposición mostrada en las Figuras 15 y 16 es un ejemplo de una
aplicación de la invención a las instalaciones existentes, aunque
puede usarse también para una nueva construcción.
Haciendo referencia a las Figuras 17 y 18, se
muestra una cuarta realización de la invención. Aquí, el dispositivo
separador está en forma de columna montante 35 con manguitos de
pared 36 y 37 instalados para conectar cada lateral en el tanque de
filtro con el canal. Los orificios de medida de líquido 16 se
localizan en la parte inferior de la columna montante cuando la
parte inferior del conducto principal 12 se localiza a la misma
elevación que el suelo del filtro 15 (Figura 17). Los orificios de
medida de líquido 16 pueden localizarse también en el extremo
inferior de la columna montante 35 o cualquier localización
apropiada en la columna montante 35 cuando el conducto principal 12
tiene un fondo rebajado (Figura 18). La placa de distribución de
flujo 18, provista con los tabiques deflectores en las alternativas
descritas anteriormente, puede no ser necesaria en esta cuarta
realización, ya que el líquido se mide mediante los orificios de
medida de líquido 16 durante el lavado en paralelo de gas/líquido y
se controla mediante la abertura superior 38 de la columna montante
durante el lavado de sólo líquido. También, el gas entra en la
abertura superior 38 y se mide mediante la abertura 39 del manguito
de pared 37 durante el lavado de sólo gas y gas/líquido en paralelo.
Las columnas montantes pueden construirse de acero inoxidable,
plástico PVC, fibra de vidrio u otros materiales resistentes a
corrosión. Una segunda interfaz aire/agua, por debajo de la primera
interfaz aire/agua en el conducto principal 12, se establecerá
dentro de la columna montante 35.
La Figura 19 muestra una quinta realización de
la invención en la que el tabique deflector 10 se asegura y se
sella a una pared lateral del conducto principal 12 en un canal
rebajado, opuesto al suelo del conducto principal común. El tabique
deflector 10 tiene de esta manera una forma de L recta.
La Figura 20 muestra otra pared lateral más
montada en el tabique deflector que tiene una forma creciente
asegurada y sellada a una pared lateral en un canal rebajado. La
abertura 32 en el tabique deflector con forma creciente 10, puede
ser uno de un número orificios grandes o una ranura continua a lo
largo de la longitud del tabique deflector para admitir gas en el
canal auxiliar 14 durante el lavado en paralelo de gas/líquido y el
exceso de líquido durante el lavado de sólo líquido. El tabique
deflector con forma creciente es más auto-estable
(tal como un arco) que los otros tabiques deflectores y paredes de
división descritos anteriormente. Toda las paredes de división y
tabiques deflectores descritos en este documento pueden hacerse de
acero inoxidable, fibra de vidrio o materiales resistentes a
corrosión
similares.
similares.
Generalmente, los tamaños y espaciados para los
orificios 16, 20, 22, 32, 38 y 39 de la presente invención deben
calcularse y diseñarse de acuerdo con las características
específicas de la instalación con la que se usa la invención.
Adicionalmente, ciertas aplicaciones de la invención permitirán usar
dos orificios de medida de líquido del canal 16, uno por encima del
otro, para acomodarse a caudales variables durante el lavado de
gas/líquido en paralelo. Los detalles para esta ingeniería
resultarán evidentes para aquellos especialistas en la técnica tras
leer la presente memoria descriptiva. El siguiente ejemplo es
instructivo para determinar el tamaño de orificio apropiado y el
espaciado para dos aplicaciones de la invención.
\newpage
\global\parskip0.900000\baselineskip
En el ejemplo, las unidades abreviadas son las
siguientes:
- scam/f
- = pie cúbico estándar por minuto por pie cuadrado.
- gpm/sf
- = galones por minuto por pie cuadrado
- cfs
- = pie cúbico por segundo.
- cfm
- = pie cúbico por minuto.
- psia
- = libras por pulgada cuadra atmosférica
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo
- Filtro:
- Dos (2) huecos con canal H.
- \quad
- Cada hueco era de 4,3 m x 11,6 m (14'-0'' x 38'-0''),
- \quad
- 49,4 m^{2} (532 sf)
- Canal:
- Para suministrar ambos huecos.
- \quad
- 1,8 m (6'-0'') de ancho x 1,2 m (4'-0'') de alto. El fondo del canal y el fondo del filtro están a la misma elevación.
- Laterales:
- Longitud, 4,3 m (14'-0'').
- \quad
- Números de laterales, 38 por hueco.
- Lavado:
- Sólo aire, 0,01 m^{3}/s/m^{2} (3 scfm/sf).
- \quad
- Aire/agua en paralelo, 0,01 m^{3}/s/m^{2} (3 scfm/sf) de aire y 0,005 m^{3}/s/m^{2} (8 gpm/sf) de agua.
- \quad
- Sólo agua, 0,014 m^{3}/s/m^{2} (20 gpm/sf).
- Desagüe:
- Desagües laterales dobles Universal® Type S^{TM} con placas de retención de medio poroso Tapa IMS®.
- Medios:
- 1,8 m (72'') por encima de las Tapas IMS®.
\vskip1.000000\baselineskip
Haciendo referencia a la realización mostrada en
la Figura 13, se proporciona un canal auxiliar dentro del canal
principal para permitir el paso de aire a los laterales del desagüe
inferior para el lavado en paralelo de aire/agua. Los orificios de
agua en o cerca del fondo de la pared de división del canal están
diseñados para mantener una cierta profundidad de agua en el canal
principal para distribución uniforme del agua de lavado a los
laterales del desagüe inferior durante el lavado en paralelo.
Para limpiado sólo con aire, la interfaz
aire/agua en el canal principal caerá a la misma elevación que en
el canal auxiliar. El aire fluirá por encima de las paredes de
división hacia el canal auxiliar y después a través de la placa de
distribución del flujo a los laterales del desagüe inferior.
Para el lavado de aire/agua en paralelo, el agua
se admitirá al canal principal y fluirá al canal auxiliar a través
los orificios de agua en las paredes de división. Tanto el aire como
el agua se miden a través de los orificios en la placa de
distribución del flujo a los laterales del desagüe inferior.
Para lavados de sólo agua, el agua fluirá al
canal auxiliar desde la holgura 27 así como a través de los
orificios de agua en las paredes de división al canal auxiliar, y
después a través de la placa de distribución de flujo a los
laterales.
Los datos de ensayo con 0,15 m (6'') y 0,6 m
(24'') de agua por encima de Bloques Universal® Type S^{TM} con
Tapas IMS® para lavado en paralelo con 0,01 m^{3}/s/m^{2} (3
scfm/sf) de aire y 0,005 m^{3}/s/m^{2} (8 gpm/sf) de agua ha
indicado que la interfaz de aire y agua en la cámara primaria del
lateral estaba 0,13 m (5,3'') por debajo de la parte superior del
bloque o 0,17 m (6,7'') por encima del suelo del filtro.
Al comienzo del lavado aire/agua en paralelo, el
nivel de agua en el filtro normalmente era de 0,15 m (6'') por
encima del medio, o 1,98 m (78'') por encima de las Tapas IMS®, en
este caso.
\global\parskip1.000000\baselineskip
Para 1,98 m de (78'') de agua, la interfaz
aire/agua en la cámara primaria del lateral para el mismo caudal de
aire y agua se estima que está a 0,18 m (6,9'') por encima del suelo
del filtro.
Durante el lavado de "solo aire", la
interfaz aire/agua será ligeramente menor que lo anterior.
\vskip1.000000\baselineskip
La presión de aire en la cámara primaria del
lateral es igual a la suma de la caída de presión a través de los
orificios en el lateral, la caída de presión a través de las Tapas
IMS®, y la altura del agua por encima de las Tapas IMS®.
h = 0,0463 \ *
\ (Q/CA)^{2} \ * \
P_{2}/T
donde
h = Pérdida de cabeza a través de los orificios
en el lateral y Tapa, NT/m^{2} (pulgadas de agua).
Q = Caudal de aire en la cámara primaria,
m^{3}/s (cfm)
C = Coeficiente del orificio.
A = Área del orificio en las cámaras primaria y
auxiliar y también en la Tapa, m^{2} (pulgada^{2})
P_{2} = Presión en la cámara primaria, NT/m2
(psia).
T = Temperatura absoluta del aire en el
lateral.
\vskip1.000000\baselineskip
A partir de los resultados con 0,01
m^{3}/s/m^{2} (3 scfm/sf) de aire y 0,005 m^{3}/s/m^{2} (8
gpm/sf) de agua, se encontró que (CA)^{2} era 0,000998 por
0,3 m (pies) del lateral.
Let p = Presión de aire en la cámara primaria,
en NT/m^{2} (pulgadas de agua).
Entonces, para 0,3 m (1'-0'') de
lateral:
h = p-78
Q = 3 scfm * 14,7/(14,7 + p/27,7) =
1221,6/(p+407,2)
P_{2} = p/27,7 + 14,7
\vskip1.000000\baselineskip
Suponiendo que la temperatura del aire en el
lateral es (20ºC) (68ºF), entonces
T = 460 + 68 = 528
p-78 = 0,0463 * [(1221,6)/(p +
407,2)]^{2} * (p/27,7 + 14,7)/(0,000998 * 528)
Resolviendo para p = 21821 NT/m^{2} (87,6'' de
agua)
\vskip1.000000\baselineskip
Esta es la presión de aire en la cámara primaria
con 194320NT/ m^{2} (78'' de agua) por encima de las Tapas IMS® y
cuando 0,01 m^{3}/s/m^{2} (3 scfm/sf) de aire y 0,005
m^{3}/s/m^{2} (8 gpm/sf) de agua se usan para lavado en
paralelo.
\vskip1.000000\baselineskip
El aire y el agua entran en el lateral desde el
canal auxiliar a través de una placa de orificios de distribución
como se muestra en la Figura 11. La interfaz aire/agua en el canal
auxiliar deben mantenerse aproximadamente al mismo nivel que en el
lateral para evitar el salpicado en el lateral.
Suponiendo la presencia de aire en el canal
auxiliar = p pulgadas de aire.
Para el agua,
Q = CA \surd
(2gh)
\global\parskip0.900000\baselineskip
Donde
Q = 8* 14 = 112 gpm = 0,2496 cfs (0,07
m^{3}/s)
C = 0,62
A = Área de orificio de distribución de agua en
placas de distribución de flujo 18 = 15.175 pulgada^{2} = 0,1054
pie^{2} (0,01 m^{2})
h = (p-87,6)/12 pie (m)
\vskip1.000000\baselineskip
Por lo tanto, 0,2496 = 0,62 *
0,1054\surd[2 * 32,2 * (p - 87,6)/12]
Resuelto por p = 22499NT/ m^{2} (90,32'' de
agua)
\vskip1.000000\baselineskip
Para el aire,
h = 0,0463 * (Q/CA)^{2} *
P2/T (véase III
anterior)
Donde
h = 90,32 - 87,6 = (0,01 m) (2,72'')
Flujo de aire = 3 * 14 = 0,02 m^{3}/s (42
scfm)
Q = 42 * 14,7/(14,7 + 90,32/27,7) = 0,016
m^{3}/s (34,37 cfm)
C = 0,65
A = Área del orificio, (m^{2})
pulgada^{2}
P_{2} = 14,7 + 90,32/27,7 = 133,834 NT/m^{2}
(17,96 psia)
T = (276º) 528ºF
Por lo tanto, 2,72 = 0,0463 *
(34,37/0,65A)^{2} * 17,96/528
Resuelto para A = 0,008 m^{2} (1,27
pulgada^{2})
Extendiendo el orificio (parte superior de la
ranura) a 0,222 m (8,75'') desde el suelo.
La presión de aire revisada es 22494 NT/m^{2}
(90,3'' de agua) y el interfaz aire/agua es 0,18 (7'') desde el
suelo.
\vskip1.000000\baselineskip
Para mantener una distribución razonablemente
buena de agua a los laterales durante el lavado en paralelo, la
velocidad de flujo de agua en el canal debe mantenerse no por encima
de 0,61 m/s (2 fps).
Área de filtro = (49,4 m^{2}) 532
sf/hueco = (98,8 m^{2}) 1,064
sf/filtro
Flujo de agua en paralelo = 8 *
1,064 = 8,512 gpm = 18,97 cfs (0,532
m^{3}/s)
La anchura del canal principal entre los
tabiques deflectores 26 = (1,32 m) 4,33 pies. Por lo tanto, la
profundidad de agua requerida = 18,97/(2 * 4,33) = 2,189' ó 26,27''
(0,67 m).
\vskip1.000000\baselineskip
Como la parte inferior del canal está a la misma
elevación que el suelo del filtro, la superficie del agua en el
canal tendrá que mantenerse a (0,67 m) 26,27'' - (0,18 m) 7'' o
(0,49 m) 19,27'' por encima de la superficie del agua en el canal
auxiliar. Un pequeño orificio a través de la pared de división de
hormigón de (0,10 m) 4'' con pérdida de cabeza de (0,49 m) 19,27''
se requiere por lo tanto para medir el flujo de agua desde el canal
al canal auxiliar para lavado en paralelo.
Q = CA \surd
(2gh)
\global\parskip1.000000\baselineskip
donde
Q = 112 gpm o 0,2496 cfs (0,007 m^{3}/s)
C = 0,62
h = 19,28'' = 1,6' (0,49 m)
0,2496 = 0,62 * A * \surd (2 * 32,2 * 1,6)
A = 0,0396 pies^{2} = 5,7 pulgada^{2} (0,004
m^{2)}
Uso de orificios con un diámetro de (68 mm)
2-11/16'' cerca del fondo de las paredes de división
(orificio de medida de líquido en el canal 16).
\vskip1.000000\baselineskip
Hacer una pared de división con una placa de
acero inoxidable en lugar de hormigón como se muestra en la Figura
15. La anchura del canal principal entre las paredes de división 30
es (1,51 m) 4,97 pies.
\vskip1.000000\baselineskip
Profundidad de agua requerida = 18,97/(2 * 4,97)
= 1,91' = 23'' (0,58 m)
h = 23 - 7 = 16'' = 1,333' (0,41 m)
0,2496 = 0,62 * A * \surd (2 * 32,2 *
1,333)
A = 0,0434 pie^{2} = 6,2 pulgada^{2} (0,0044
m^{2})
Uso de orificios 16 @ de (57 mm) 2 7/8'' de
diámetro a (0,3 m) 12'' c/c.
\vskip1.000000\baselineskip
La adición de un dispositivo separador de
acuerdo con la invención al conducto principal común 12 es el medio
más eficaz respecto a costes para la distribución de gas y líquido
simultáneamente a los laterales del desagüe inferior de un filtro
24 para el lavado en paralelo de gas y líquido del medio de
filtro.
La invención incluye también un método para
introducir gas y líquido de lavado a un filtro que tiene un tanque
de filtro durante el lavado de gas/líquido en paralelo. El gas y
líquido se introducen en paralelo a un canal cerrado situado
adyacente al tanque de filtro, por ejemplo, el conducto principal
12. Una interfaz gas/líquido 40 se establece en el canal cerrado.
El líquido de lavado se hace pasar entonces a través de al menos un
orificio de medida de líquido del canal que está en comunicación
fluida con el canal cerrado.
Una segunda interfaz gas/líquido 42 se establece
en el canal cerrado. La segunda interfaz gas/líquido se sitúa por
debajo de la primera interfaz gas/líquido. El líquido de lavado se
hace pasar después hacia el canal de filtro a través de una pared
del tanque de filtro que separa el canal de cierre y el tanque del
filtro. El gas de lavado se hace pasar en paralelo a través de la
abertura (por ejemplo, la abertura 39, o la ranura de medida del
gas 20) que está por encima de la segunda interfaz gas/líquido 42 y
por debajo de la primera interfaz gas/líquido 40, desde el canal
cerrado hacia el tanque de filtro.
Cuando una placa de distribución de flujo 18
está presente, el método incluye la etapa de hacer pasar el gas de
lavado y el líquido de lavado a través de la placa de distribución
de flujo según pasa desde el canal cerrado hacia el tanque de
filtro.
El método puede incluir también la etapa de
hacer pasar el líquido de lavado a través del dispositivo separador,
tal como los tabiques deflectores o las columnas montantes
descritas anteriormente, situado en el canal cerrado para definir
la segunda interfaz gas/líquido. Cuando las columnas montantes se
usan como se muestra en las Figuras 17 y 18, la segunda interfaz
gas/líquido se establecería dentro de las columnas montantes justo
por debajo de la abertura 39.
El término "fluido" se usa en este
documento para referirse a líquido y/o gas.
Claims (11)
1. Un aparato de distribución de lavado en
paralelo para un filtro (11) que tiene un tanque de filtro (13), un
canal plano o rebajado (12) situado adyacente al tanque de filtro
(13) y en comunicación fluida con el tanque de filtro (13),
comprendiendo el aparato de distribución de lavado en paralelo:
al menos un orificio de medida de gas (20) y al
menos un orificio de líquido (22) en la pared del tanque de filtro
que separa el canal (12) del tanque de filtro (13), un dispositivo
separador situado en el canal y que define un canal auxiliar (14)
entre el dispositivo separador y el tanque de filtro (13), estando
el canal auxiliar (14) en comunicación fluida con el canal (12) y
el tanque de filtro (13), teniendo el dispositivo separador al
menos un orificio de medida de líquido del canal (16) localizado en
el dispositivo separador en el que el orificio de medida de líquido
del canal (16) transporta líquido desde el canal (12) al canal
auxiliar (14) durante una operación de lavado gas/líquido en
paralelo en el filtro (11), y en el que el orificio de medida de
líquido del canal (16) se dimensiona de manera que la interfaz
gas/líquido en el canal auxiliar (14) se sitúa por debajo de una
interfaz gas/líquido en el canal (12) y por debajo de dicho al menos
un orificio de medida de gas (20) y por encima de al menos un
orificio de medida de líquido (22), durante dicha operación del
lavado en el filtro.
2. Un aparato de acuerdo con la reivindicación
1, en el que el orificio de medida de líquido en el canal (16) está
por debajo de la interfaz gas/líquido en el canal auxiliar (14)
durante la operación de lavado gas/líquido en paralelo.
3. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 1
o la reivindicación 2 que incluye una pluralidad de laterales del
desagüe inferior (24) situados en el tanque de filtro (13) bajo un
lecho del medio de filtro con una placa de distribución de flujo
(18) situada entre el canal auxiliar (14) y los laterales del
desagüe inferior (24), teniendo la placa de distribución de flujo
dicho al menos un orificio de medida de líquido lateral (22) y
dicho al menos un orificio de medida de gas (20).
4. Un aparato de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, que incluye un pared del tanque de
filtro que separa el canal auxiliar (14) y el tanque de filtro (13),
teniendo la pared de tanque de filtro al menos una abertura en su
interior para conexión fluida del canal (14) con el tanque de filtro
(13).
5. Un aparato de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en el que el dispositivo separador
comprende una pared de división recta situada en el canal (12) y
separada de una pared lateral del mismo.
6. Un aparato de acuerdo con la reivindicación
1, en el que el dispositivo separador es una columna montante (35)
situada en el canal (12) para definir el canal auxiliar (14) entre
el dispositivo separador y los laterales del desagüe inferior (24),
estando el canal auxiliar (14) en comunicación fluida con el canal
(12) y los laterales del desagüe inferior (24) situados en el
tanque de filtro (13), teniendo la columna montante (35) al menos
un orificio de medida de líquido del canal (16) localizado en la
columna montante (35) junto con una abertura para gas;
la columna montante (35) conecta el canal (12)
con al menos un lateral del desagüe inferior (24) en el tanque de
filtro (13);
una pared del tanque de filtro que separa el
canal auxiliar (14) y los laterales (24); y
un manguito de pared que conecta la columna
montante (35) con el lateral del desagüe inferior (24) para el
flujo de gas a su través durante el lavado de gas/líquido en
paralelo.
7. Un aparato de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones 1-5, en el que el dispositivo
separador comprende un tabique deflector (10) que se extiende a una
altura que es menor que una altura del canal (12) para definir una
holgura por encima del tabique deflector (10).
8. Un método para introducir un gas de lavado y
un líquido de lavado a un filtro (11) usando el aparato de la
reivindicación 1, comprendiendo el método las etapas de:
a) introducir en paralelo el gas de lavado y el
líquido de lavado al canal (12);
b) establecer una primera interfaz gas/líquido
en el canal (12);
c) hacer pasar el líquido de lavado desde el
canal (12) al canal auxiliar (14) a través de al menos un orificio
de medida del líquido del canal (16);
d) establecer una segunda interfaz gas/líquido
en el canal auxiliar (14), situada la segunda interfaz gas/líquido
por debajo de la primera interfaz gas/líquido, por debajo de dicho
al menos un orificio de medida de gas (20) y por encima de al menos
un orificio de medida de líquido (22); y
e) hacer pasar el gas de lavado y líquido hacia
el tanque de filtro (13) a través de al menos un orificio de medida
de gas (20) y al menos un orificio de medida de líquido (22)
respectivamente.
9. Un método de acuerdo con la reivindicación 8
que incluye la etapa de hacer pasar el líquido de lavado y el gas
de lavado hacia una pluralidad de laterales del desagüe inferior
(24) en el tanque de filtro (13).
10. Un método de acuerdo con la reivindicación 8
o la reivindicación 9 en el que el dispositivo separador es un
tabique deflector (10), y el orificio de medida de líquido del canal
(16) está localizado en el tabique deflector (10).
11. Un método de acuerdo con la reivindicación 8
o la reivindicación 9 en el que el dispositivo separador es una
columna montante (35).
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