ES2329676T3 - Deposito para liquidos agresivos con la posibilidad de calentar o enfriar el liquido. - Google Patents

Abstract

Depósito para líquidos agresivos con la posibilidad de calentar o enfriar el líquido, caracterizado por haberse fabricado en material sintético el depósito (1) como un cuerpo hueco de una sola pieza mediante un proceso de sinterización rotacional, incorporándose al menos a una pared (4) de dicho depósito (1) un tubo de metal (2) revestido íntegramente por el material sintético en la zona del depósito (1).

Description

Depósito para líquidos agresivos con la posibilidad de calentar o enfriar el líquido.

El invento concierne a un depósito para líquidos agresivos con la posibilidad de calentarse o enfriarse éstos.

De tener que emplearse un depósito para líquidos agresivos, quedan excluidos de antemano toda una serie de materiales. Un depósito adecuado tiene que poseer una elevada capacidad de resistencia, y las posibles fugas tienen que evitarse con garantías, sobre todo si ha de hacerse funcionar el depósito durante un largo período de tiempo en una zona relevante a efectos de seguridad. Un depósito de estas características puede utilizarse para líquidos que pasen a estado sólido (se congelen) por debajo de una temperatura límite determinada. Pero en él pueden albergarse también líquidos en cuyo caso tenga que garantizarse que aquéllos no se calentarán por encima de una temperatura determinada. Con el fin de evitar que el líquido se enfríe de forma inoportuna, dejando así de estar disponible, o que pueda calentarse de forma inoportuna o aun peligrosa por encima de una temperatura límite determinada, ha de contarse con la posibilidad de calentar o enfriar el líquido. Tratándose precisamente de líquidos agresivos hay que tener en cuenta, como es natural, que un mecanismo que enfríe o caliente el líquido en los términos descritos no pueda verse atacado por el líquido agresivo.

La tarea que el invento ha de solucionar estriba en crearse un depósito para líquidos agresivos sencillo y económico que garantice, por un lado, una captación segura del líquido incluso durante un prolongado período de servicio y permita, por otro, calentar o enfriar dicho líquido.

Dicha tarea es solucionada por las características de la reivindicación 1.

Conforme al invento se fabrica el depósito en un material sintético por medio de un proceso de sinterización rotacional. El depósito es de este modo fabricado como un cuerpo hueco de una sola pieza, evitándose así con seguridad y de forma duradera que aparezcan puntos de fuga en los elementos ensamblados con el fin de cerrarse el depósito. Mediante la configuración en una sola pieza del depósito se garantiza su hermeticidad de forma prácticamente ilimitada. Y fabricándose el depósito por medio de un proceso de sinterización rotacional se garantiza, además, que el depósito presente con una tolerancia relativamente reducida un espesor de paredes en gran medida uniforme en las dimensiones deseadas. No son así de temer fugas debidas a un espesor de paredes insuficiente ni grietas ni fisuras que se hubieran generado estando el depósito en servicio Para calentar o enfriar el líquido albergado en el depósito se ha previsto un tubo de metal que se incorpora a una pared del depósito, revistiéndose dicho tubo en la zona del interior del depósito, y con preferencia en su integridad, del mismo material sintético en que se ha fabricado el depósito.

Empleándose un tubo de metal se consigue, por un lado, una buena transmisión térmica entre el líquido que, a efectos de refrigeración o calentamiento, circula por el tubo y el depósito o el líquido albergado en él, y se protege con seguridad, por otro, al tubo del líquido agresivo mediante el revestimiento fabricado en material sintético. Verdad es que dicho revestimiento de material sintético perjudica la transmisión de calor; pero seleccionándose adecuadamente el material y el espesor de la pared puede conseguirse, de un lado, una transmisión térmica suficiente y, de otro, una suficiente protección contra el líquido agresivo.

Revistiéndose el tubo de material sintético o empotrándoselo mediante dicho material sintético en una de las paredes del depósito, se asegura también el tubo con seguridad y se evita una vez más de una forma segura que pueda éste romperse o que se produzcan grietas y similares debido a vibraciones o cargas mecánicas.

El tubo presenta para mayor ventaja una sección transversal circular, lo que, por un lado, posibilita una fabricación sencilla del mismo y facilita, por otro, su conexión a sistemas de conducción. Como se ha indicado ya, el depósito tiene también que poder albergar líquidos que se congelen a partir de una determinada temperatura límite, caso en el que es absolutamente necesario evitar que aquél pueda sufrir daños por congelarse el líquido. Al haberse fabricado el depósito en material sintético, el depósito posee por principio una cierta flexibilidad por la que es posible una cierta expansión por su parte, por lo que no ha de temerse que pueda reventar por congelación. Pero el tubo empleado presenta, al ser de metal, una flexibilidad claramente menor, y en este caso tiene que evitarse que, al helarse el líquido, se produzcan daños debido a la rigidez del tubo, sobre todo en la zona en la que se ha previsto éste. Para evitar este tipo de daños por congelación, se configuran para mayor ventaja el tubo o su revestimiento de forma que no haya destalonamientos de ningún tipo en los que pueda acumularse el líquido al helarse, y reventar a continuación zonas del depósito por expansión al pasar el líquido a estado sólido. Antes bien, al contrario, dichos destalonamientos se evitan, consiguiéndose de este modo que el líquido, al helarse, pueda desviarse al aumentar su volumen, sin que se produzcan daños por congelación.

A efectos funcionales sobresale al menos una parte del tubo hacia el interior del depósito con el fin de conseguirse una buena transmisión térmica. El revestimiento del tubo se configura para mayor ventaja de forma que discurra en diagonal a la pared del depósito, con el fin de posibilitar que el líquido, al helarse, se desvíe, evitándose así daños por congelación. Esta configuración se describe en detalle valiéndose de un ejemplo preferente de ejecución.

Para mayor ventaja se ha empotrado el tubo en el depósito de forma que, como se ha indicado ya, sobresalga él en el lateral interno de la pared hacia el interior del depósito, pero se encuentre, sin embargo, empotrado a ras en el lateral externo, resultando así en el exterior del depósito una superficie lisa que hace que éste presente un diseño atractivo y pueda ensamblarse con sencillez, sin que se corra peligro de que otros componentes puedan quedar enganchados en la pared externa del depósito.

En un ulterior desarrollo se ha dotado al interior del depósito para mayor ventaja de una segunda capa de material sintético que presenta una estructura espumosa, con el fin de obtenerse un mejor aislamiento del depósito. Dicha capa se incorpora asimismo convenientemente mediante el proceso de sinterización rotacional ya mencionado y con ella puede también revestirse el tubo. Revistiéndose el tubo de esta forma se busca que el espesor de la segunda capa aislante de material sintético no sea uniforme cuando menos en la zona del tubo, sino relativamente reducida en determinadas zonas, para obtenerse una buena transmisión térmica, y esencialmente más gruesa, en según qué circunstancias, en otras, con el fin de evitarse destalonamientos y similares. A la vez se persigue una transición biselada aplanada de los tubos a la pared del depósito, cosa que en lo sucesivo se aclarará con más detalle valiéndose del ejemplo de ejecución que se describe a continuación.

También puede resultar de utilidad que se apliquen varias capas de material sintético. De emplearse, por ejemplo, como segunda capa aislante de material sintético una estructura espumosa de poros abiertos, resultará conveniente cubrirla mediante una nueva capa, es decir, mediante una tercera capa de material sintético de estructura cerrada. También por otros motivos, relacionados con una mejor resistencia o un mejor aislamiento, o incluso para conseguirse una mejor resistencia frente al líquido que deba almacenarse, puede resultar de utilidad una estructura multicapa de dos, tres e incluso más capas.

Para mejorar la transmisión térmica entre el mencionado tubo y el líquido, puede resultar ventajoso que no se conduzca en línea recta el tubo por el depósito, sino curvándolo, pudiéndose así alojar en el depósito un tubo de mayor longitud. Este tipo de conducción serpentiforme del tubo admite prácticamente cualquier tipo de ejecución, aunque, como es natural, en ella ha de tenerse siempre en cuenta lo económico de su fabricación. Por principio, ha probado su eficacia una conducción en forma de meandro. Al conducirse el tubo tiene no obstante que tenerse también presente que con la congelación del líquido se producirá una expansión de éste y que ha de evitarse que en los bucles y circunvoluciones del tubo pueda quedar encerrado líquido que, al helarse, sea luego causa de daños por congelación.

Por principio ha de preferirse una conducción del tubo en la que se ofrezca al líquido espacio para expandirse en el proceso de congelación, cosa que garantizan por principio una conducción en forma de bucle o de meandro. Las posibilidades de desviación ofrecidas al volumen del líquido al helarse éste pueden con todo mejorarse todavía más curvándose el tubo en repetidas ocasiones con una modificación de su dirección inferior a 180º. Con curvaturas de tubo en las que la modificación de la dirección sea superior a 180º no podrá evitarse la creación de zonas parcialmente cerradas, que dificultarán la desviación del líquido al helarse éste. También con una modificación en la orientación de 180º, causante, por tanto, de una conducción del tubo en forma de U en algunas zonas, se correrá peligro de que el líquido ejerza al congelarse y expandirse una presión demasiado grande sobre las ramas de la U y se susciten daños por congelación, teniendo por ello que ser la rigidez global del sistema relativamente elevada para poder excluirse daños con seguridad. En cambio, de optarse en las curvaturas por una modificación de la dirección situada entre 120º y 160º, los bucles no presentarán ya la forma de una U, sino de una V, y el líquido, al helarse y aumentar su volumen, podrá desviarse fácilmente en dirección a la abertura de dicha V.

Para empalmar el tubo a un sistema de conducciones tiene aquél que ser conducido hacia fuera por una pared del depósito. De fabricarse este último, según la solicitud, mediante un proceso de sinterización rotacional, no se suscitarán en este caso ningún tipo de problemas de hermeticidad, porque el material sintético reviste de forma perfectamente hermética el tubo en el proceso de fabricación. Fuera del depósito se ha equipado de forma preferente el tubo con piezas para su empalme al correspondiente sistema de conducciones.

El invento se describe a continuación en detalle valiéndose de un ejemplo preferente de ejecución.

Las diferentes figuras muestran:

La Fig. 1 una vista en planta de un depósito abierto correspondiente a un primer ejemplo de ejecución.

La Fig. 2 la sección transversal de la pared lateral del depósito que sostiene el tubo.

La Fig. 3 la sección transversal según la Fig. 2 de un segundo ejemplo de ejecución.

La Fig. 4 una vista en planta de un depósito abierto correspondiente a un segundo ejemplo de ejecución.

La Fig. 5 cumple meramente funciones de aclaración, sin representar un ejemplo de ejecución del invento.

En la representación de la Fig. 1 se ha seccionado el cuerpo hueco de una sola pieza, posibilitándose así la proyección de una vista en planta del tubo 2 de material metálico previsto en el fondo del depósito 1. Como puede verse, el tubo 2 se conduce por el depósito 1 formando bucles, con el fin de poder aprovecharse una mayor longitud de tubo y disponerse de una superficie de tubo mayor a efectos de transmisión térmica. En sus extremos se hace pasar el tubo por una pared lateral del depósito, equipándoselo en el lateral externo con las piezas de empalme 3. El depósito 1 se fabrica en el proceso de sinterización rotacional ya conocido, que garantiza que pueda diseñárselo en una sola pieza como un cuerpo hueco y que el tubo 2 previsto en dicho depósito 1 no tenga que estanqueizarse de forma independiente en el punto por el que atraviesa la pared del depósito, sino que el material sintético recargado por fusión revista de forma absolutamente hermética el tubo 2 y se endurezca por precipitación. Mediante el proceso de sinterización rotacional se garantiza, además, un espesor de pared en gran medida uniforme, pudiendo por ello excluirse en amplísima medida una fatiga del depósito 1 en determinados puntos, con la consiguiente formación de grietas. Al tubo 2 se lo incorpora durante el proceso de sinterización rotacional, empotrándoselo en una de las paredes del depósito 1, cosa que se describirá en detalle a continuación valiéndose de las figuras 2 y 3.

La Fig. 2 muestra una sección transversal de la pared 4 del depósito 1 en la que está empotrado el tubo 2. Como permite apreciar dicha sección, el tubo 2 se empotra de manera que la pared externa del depósito sea totalmente lisa, pero que, sin embargo, en el lateral interno de la pared el tubo 2 resalte claramente hacia el interior del depósito 1, con el fin de garantizarse una buena transmisión térmica entre el tubo 2 y el líquido dentro de dicho depósito 1. El tubo 2 está completamente revestido por el material sintético en el que ha sido fabricado el depósito 1 mediante el proceso de sinterización rotacional, con lo que el revestimiento 5 presenta en el lateral interno de la pared del depósito un espesor que garantiza, por un lado, que el tubo 2 esté bien protegido del líquido agresivo y que, por otro, no se vea perjudicada más de lo debido la transmisión térmica entre dicho tubo 2 y el líquido albergado en el depósito 1. El revestimiento 5 se ha diseñado, además, de forma que se eviten destalonamientos. Para comprobarlo puede examinarse la Fig. 5, añadida para una mejor inteligencia del invento, aunque sin constituir una representación de este último.

Como bien puede verse en la Fig. 5, en el revestimiento del tubo, sobre todo de presentar este último una sección circular, pueden suscitarse en la zona de la base del revestimiento destalonamientos que acarreen consigo, particularmente en la zona intermedia entre dos secciones del tubo, un riesgo de que se produzcan daños por congelación. De helarse el líquido en un diseño como el presentado en la Fig. 5, se correrá el peligro de que el volumen del líquido presente entre las dos secciones del tubo penetre, al solidificarse, en los destalonamientos generados y no pueda desviarse lo suficiente al aumentar su volumen como consecuencia de la congelación del líquido. Con ello se ejercitaría una elevada presión sobre los revestimientos y, por tanto, sobre los tubos empotrados, pudiendo sufrir daños el depósito 1 a consecuencia de ello. Perjuicios como el descrito los evita un diseño con un revestimiento libre de destalonamientos como el representado en la Fig. 2.

La Fig. 3 muestra un nuevo ejemplo de ejecución del invento, en el que para el depósito se ha optado por una estructura de dos capas. Además del primer material sintético que configura las paredes del depósito 1, se ha incorporado mediante el proceso de sinterización rotacional un segundo material sintético que se deposita sobre las paredes internas de dicho depósito 1, configurando allí una segunda capa de material sintético 6. Esta segunda capa de material sintético 6 presenta una estructura espumosa y aumenta de forma considerable el efecto aislante, retardando en gran medida el enfriamiento del líquido almacenado o el calentamiento del líquido. Para mayor ventaja se incorpora esta segunda capa de material sintético depositándola -como muestra la Fig. 3- sobre el revestimiento 5 de los tubos 2. Se persigue de este modo que el espesor de paredes de la segunda capa de material sintético no sea uniforme, de forma que en la zona del revestimiento 5 o del tubo 2 orientada hacia el interior el espesor sea lo más reducido posible, mientras que en la zona de las esquinas, es decir, en la zona de transición entre dicho revestimiento 5 y la pared lateral 4 del depósito 1 sea mayor dicho espesor, rellenándose de este modo la zona de la esquina y resultando así una transición plana entre el revestimiento 5 y la pared lateral 4. Mediante esta transición plana se consigue con seguridad que el líquido, al congelarse y ver de este modo aumentado su volumen, pueda desviarse con facilidad, sin causarse por ello daños al depósito 1.

La Fig. 4 muestra, como la Fig. 1, un distinto ejemplo de ejecución, en el que encuentra empleo un tubo 2 que, una vez más, se dispone formando bucles en el depósito 1, siendo en este caso la modificación de la dirección de las curvaturas inferior a 180º, de unos 150º en este concreto ejemplo de ejecución, y resultando como consecuencia de ello secciones tubulares que no presentan una forma en U, sino en V. Esta forma en V de las secciones del tubo facilita la desviación del volumen del líquido entre dichas secciones, al congelarse éste, en dirección a la abertura de la V. Las fuerzas que se ejercen sobre las secciones del tubo o sobre el revestimiento 5 al congelarse el líquido, se ven de este modo aún más reducidas.

Claims (16)

1. Depósito para líquidos agresivos con la posibilidad de calentar o enfriar el líquido, caracterizado por haberse fabricado en material sintético el depósito (1) como un cuerpo hueco de una sola pieza mediante un proceso de sinterización rotacional, incorporándose al menos a una pared (4) de dicho depósito (1) un tubo de metal (2) revestido íntegramente por el material sintético en la zona del depósito (1).

2. Depósito según la reivindicación 1, caracterizado por presentar el tubo (2) una sección transversal circular.

3. Depósito según las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado por haberse revestido el tubo (2) de manera que no haya destalonamientos.

4. Depósito según la reivindicación 3, caracterizado por haberse revestido el tubo (2) de manera que resalte hacia el interior del depósito (1), discurriendo el revestimiento (5) en diagonal a la pared del depósito (4).

5. Depósito según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por haberse empotrado el tubo (2) en el depósito (1) de forma que las paredes externas de dicho depósito (1) puedan ser lisas.

6. Depósito según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por estar provisto el depósito (1) en su interior de una segunda capa de material sintético (6) que presenta una estructura espumosa.

7. Depósito según la reivindicación 6, caracterizado por haber sido creada también la segunda capa de material sintético (6) mediante el proceso de sinterización rotacional.

8. Depósito según la reivindicación 7, caracterizado por haberse rodeado el tubo (2) con la segunda capa de material sintético (6).

9. Depósito según la reivindicación 8, caracterizado por ser el espesor de pared de la segunda capa de material sintético (6), al menos en ciertas zonas en las que ésta reviste el tubo (2), menor que en otras zonas.

10. Depósito según la reivindicación 9, caracterizado por ser el espesor de pared de la segunda capa de material sintético (6) en las zonas concretas nombradas menor que en la zona de las paredes externas del depósito (1) que no presentan el tubo (2).

11. Depósito según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado por presentar el tubo (2) en la zona del depósito (1) una curvatura como mínimo.

12. Depósito según la reivindicación 11, caracterizado por haberse configurado en forma de bucles el tubo (2) en la zona del depósito (1).

13. Depósito según la reivindicación 11 o 12, caracterizado por haberse configurado en forma de meandros el tubo (2) en la zona del depósito (1).

14. Depósito según una de las reivindicaciones 11 a 13, caracterizado por presentar el tubo (2) en la zona del depósito (1) una curvatura como mínimo con una modificación de la dirección inferior a 180º.

15. Depósito según la reivindicación 14, caracterizado por ascender preferentemente la modificación de la dirección a entre 120º y 160º.

16. Depósito según una de las reivindicaciones 1 a 15, caracterizado por haberse conducido el tubo (2) fuera del depósito (1) y presentar en el exterior de éste piezas de empalme (3).