ES2332933T3 - Dispositivo de filtracion que integra un bucle y una bomba de circulacion. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo para la filtración tangencial de un fluido a tratar, que se distribuirá en un filtrado y en un retentado, comprendiendo el dispositivo, en un cárter (2): al menos una entrada (E) para el fluido a tratar, al menos una salida (S) de evacuación del retentado, una serie de elementos de filtración (3) de forma tubular que se extienden paralelamente entre sí atravesando de manera estanca, en cada uno de sus extremos, una placa de posicionamiento (4), comprendiendo los elementos de filtración (3) cada uno al menos un canal de circulación para el fluido a tratar y asegurando la filtración de dicho fluido, para obtener, en la superficie periférica de los elementos de filtración, la salida del filtrado que se recuperará en un volumen de recogida (6) situado entre las placas de posicionamiento (4) y el cárter (2), al menos una salida (7) para el filtrado que comunica con el volumen de recogida (6) del filtrado, una primera cámara de comunicación (11) en la que desemboca uno de los extremos de los elementos de filtración y en la que están montados medios de separación (15), en contacto estanco con la placa de posicionamiento (4) adyacente, para dividir dicha cámara en los primer (V 1) y segundo (V 2) volúmenes delimitados respectivamente en el interior y en el exterior de los medios de separación y que comunican con, respectivamente, una primera serie (s1) y una segunda serie (s2) de elementos de filtración (3) que forman los circuitos de ida y de retorno de un bucle de circulación para el fluido a tratar, comprendiendo los medios de separación un pasaje de comunicación (24), entre el segundo volumen (V 2) y el primer volumen (V 1), en cuyo interior está montada una turbina (23) de una bomba de circulación, provista de un eje motor (25) que se extiende en el exterior de la primera cámara (11) para unirse a un motor de accionamiento (26), y una segunda cámara de comunicación (12) en la que desemboca el otro de los extremos de los elementos de filtración y que asegura una comunicación para el fluido a tratar, entre los elementos de filtración de la primera serie (s1) y los de la segunda serie (s2), caracterizado por que la entrada (E) para el fluido a tratar desemboca en la primera cámara de comunicación (11) del cárter entre la turbina (23) de la bomba de circulación y los elementos de filtración (3) de la serie, que forman el circuito de retorno del bucle de circulación.
Description
Dispositivo de filtración que integra un bucle y
una bomba de circulación.
La presente invención se refiere al campo
técnico de la separación de moléculas o de partículas que emplea
elementos de separación llamados generalmente membranas, adecuadas
para asegurar la separación de las moléculas o de las partículas
contenidas en un medio fluido a tratar.
El objeto de la invención encuentra una
aplicación particularmente ventajosa en el campo de la filtración,
en sentido general, de un medio fluido a tratar, y en particular de
la nanofiltración, de la ultrafiltración, de la microfiltración,
etc.
En el estado de la técnica, se conocen muchas
variantes de realización de una instalación de filtración para un
fluido a tratar. Por ejemplo, una instalación de filtración
comprende al menos un, y generalmente dos, dispositivos de
filtración que comprenden cada uno, en una envuelta, una serie de
elementos de filtración de forma tubular que se extienden
paralelamente entre sí, y montados de manera estanca en cada uno de
sus extremos sobre una placa de posicionamiento. Cada elemento de
filtración comprende al menos un canal de circulación para el fluido
a tratar. Los elementos de filtración aseguran la filtración
tangencial del fluido, para obtener, en la superficie periférica de
los elementos de filtración, la salida del filtrado que se
recuperará en un volumen de recogida situado entre las placas de
posicionamiento y la envuelta.
Los dos dispositivos de filtración están
montados en serie en el interior de un bucle de circulación en el
que una bomba de circulación está unida a los dispositivos de
filtración por medio de una canalización de conducción del fluido a
tratar y de una canalización de retorno que recupera el fluido que
ha circulado en el interior de los elementos de filtración y
llamado retentado. La bomba de circulación permite asegurar la
circulación del fluido a tratar a gran velocidad en el interior de
los elementos de filtración que tiende a generar una tensión de
cizallamiento que redispersa las materias depositadas sobre la
superficie de los canales de la membrana.
Debe considerarse que este principio de
descolmatado se realiza en el interior de un bucle de circulación
que comprende dos dispositivos de filtración montados en serie y las
canalizaciones de conducción y de retorno del fluido a tratar. Esta
instalación satisface el nivel de tratamiento del fluido. Sin
embargo, dicha instalación presenta un coste de fabricación
relativamente grande, teniendo en cuenta la realización de un bucle
de circulación que necesita el empleo de diversas canalizaciones y
racores. Además, dicha instalación presenta un volumen
relativamente grande.
Para intentar remediar estos inconvenientes, la
solicitud de patente EP 0 217 568 propone un dispositivo de
filtración que comprende, en un cárter, una serie de elementos de
filtración de forma tubular que se extienden paralelamente entre sí
atravesando, de manera estanca, en cada uno de sus extremos una
placa de posicionamiento. Los elementos de filtración comprenden
cada uno al menos un canal de circulación para el fluido a tratar y
aseguran la filtración de dicho fluido para obtener, en la
superficie periférica de los elementos de filtración, la salida del
filtrado que se recuperará en un volumen de recogida situado entre
las placas de posicionamiento y el cárter. Uno de los extremos de
los elementos de filtración desemboca en una cámara de comunicación
que asegura la comunicación entre un circuito de ida y un circuito
de retorno para el fluido a tratar que circula en dos series
distintas de elementos de filtración. Este bucle de circulación
integrado está unido externamente a una bomba de circulación para
el fluido a tratar. Dicho dispositivo necesita, de este modo, un
empalme con una bomba de circulación externa, lo que aumenta su
coste de fabricación y su volumen.
La solicitud de patente WO 01/96 003 pretende
proponer un dispositivo de filtración que integra en el bucle de
circulación, una bomba de circulación. Dicho dispositivo de
filtración comprende una pieza de separación montada en una primera
cámara de comunicación en la que desemboca uno de los extremos de
los elementos de filtración mientras el otro de los extremos de los
elementos de filtración desemboca en una segunda cámara de
comunicación. La turbina de una bomba de circulación está montada en
el interior de la pieza de separación que divide las membranas en
una primera y una segunda series que forman los circuitos de ida y
de retorno de un bucle de circulación.
La segunda cámara de comunicación comprende la
entrada y la salida para el fluido a tratar que atraviesa, bajo el
efecto de la aspiración de la bomba, las membranas de una serie que
forman el circuito de ida. La bomba impele al fluido que ha
atravesado la primera serie hacia las membranas de la serie que
forman el circuito de retorno.
Dicho dispositivo puede presentar un
inconveniente en ciertas condiciones de funcionamiento. Partiendo
del principio de que el valor de la pérdida de carga en cada
circuito de ida o de retorno, debida a la velocidad de circulación
del fluido, es igual a \DeltaP, la bomba de circulación añade dos
veces la pérdida de carga (circuito de ida y de retorno) al valor
de la presión de alimentación Pa para asegurar la circulación del
fluido en el bucle de circulación. La presión a la salida del
circuito de ida, que corresponde también a la aspiración de la
bomba de circulación, es igual a Pa - \DeltaP. En el bombeo de
retorno de la bomba de circulación, la presión es igual a Pa +
\DeltaP. Debe observarse que la presión en la aspiración es igual
a Pa - \DeltaP. También, en función de los valores de Pa y de
\DeltaP, dicha presión en la aspiración puede tomar un valor
negativo, lo que significa que los elementos de filtración pueden
aspirar el filtrado. De esto se deriva una pérdida inevitable de
rendimiento en la cantidad de líquido filtrado.
Del mismo modo, la patente US 4 702 842 describe
un aparato de filtración equipado con una entrada para el fluido a
tratar, que está situada entre la salida de la bomba de circulación
y la entrada del circuito de ida del bucle de circulación. Dicho
aparato posee, de este modo, los mismos inconvenientes que el
dispositivo de filtración descrito anteriormente. En efecto,
teniendo en cuenta este principio, la presión del fluido en la
entrada debe ser superior a la presión de salida de la bomba de
circulación, lo que limita el funcionamiento de dicho aparato.
El objeto de la invención pretende, por lo
tanto, remediar los inconvenientes de la técnica anterior
proponiendo un dispositivo para la filtración tangencial de un
fluido a tratar, diseñado para presentar un coste de fabricación
reducido y un volumen limitado, al tiempo que conserva un caudal de
filtración importante.
Para alcanzar dicho objetivo, el objeto de la
invención se refiere a un dispositivo para la filtración tangencial
de un fluido a tratar, que se distribuirá en un filtrado y en un
retentado, comprendiendo el dispositivo, en un cárter:
- \sqbullet
- al menos una entrada para el fluido a tratar,
- \sqbullet
- al menos una salida de evacuación del retentado,
- \sqbullet
- una serie de elementos de filtración de forma tubular que se extienden paralelamente entre sí atravesando de manera estanca, en cada uno de sus extremos, una placa de posicionamiento, comprendiendo los elementos de filtración, cada uno al menos un canal de circulación para el fluido a tratar y asegurando la filtración de dicho fluido, para obtener, en la superficie periférica de los elementos de filtración, la salida del filtrado que se recuperará en un volumen de recogida situado entre las placas de posicionamiento y el cárter,
- \sqbullet
- al menos una salida para el filtrado que comunica con el volumen de recogida del filtrado,
- \sqbullet
- una primera cámara de comunicación en la que desemboca uno de los extremos de los elementos de filtración y en la que están montados medios de separación, en contacto estanco con la placa de posicionamiento adyacente, para dividir dicha cámara en los primero y segundo volúmenes delimitados respectivamente en el interior y en el exterior de los medios de separación y comunicando con, respectivamente, una primera serie y una segunda serie de elementos de filtración que forman circuitos de ida y de retorno de un bucle de circulación para el fluido a tratar, comprendiendo los medios de separación un pasaje de comunicación, entre el segundo volumen y el primer volumen, en cuyo interior está montada una turbina de una bomba de circulación, provista de un eje motor que se extiende en el exterior de la primera cámara para unirse a un motor de accionamiento,
- \sqbullet
- y una segunda cámara de comunicación en la que desemboca el otro de los extremos de los elementos de filtración y que asegura una comunicación para el fluido a tratar, entre los elementos de filtración de la primera serie y los de la segunda serie.
De acuerdo con la invención, la entrada para el
fluido a tratar desemboca en la primera cámara de comunicación del
cárter entre la turbina de la bomba de circulación y los elementos
de filtración de la serie que forma el circuito de retorno del
bucle de circulación.
De acuerdo con una primera variante de
realización, el motor de accionamiento de la bomba está controlado
de manera que los elementos de filtración de la segunda serie,
alimentados por el segundo volumen, forman el circuito de ida,
mientras que los elementos de filtración de la primera serie, que
desembocan en el primer volumen, forman el circuito de retorno y
que la entrada para el fluido a tratar desemboca en el primer
volumen de la primera cámara entre la salida de los elementos de
filtración de la primera serie y la turbina montada en el interior
de los medios de separación.
De acuerdo con una segunda variante de
realización, el motor de accionamiento de la bomba está controlado
de manera que los elementos de filtración de la primera serie,
alimentados por el primer volumen, forman el circuito de ida,
mientras que los elementos de filtración de la segunda serie, que
desembocan en el segundo volumen, forman el circuito de retorno y
que la entrada para el fluido a tratar desemboca en el segundo
volumen de la primera cámara delimitada en el exterior de los
medios de separación entre la salida de los elementos de filtración
de la segunda serie y la turbina montada en el interior de los
medios de separación.
Ventajosamente, los medios de separación están
montados en el interior de una carcasa para la bomba, montada sobre
una placa de posicionamiento.
De acuerdo con un ejemplo de realización, los
medios de separación comprenden al menos un estator tubular, en
cuyo interior está montada la turbina de la bomba.
Ventajosamente, el estator tubular está fijado
de manera estanca sobre la placa de posicionamiento adyacente.
Preferentemente, el estator tubular se prolonga
mediante un cuerpo tubular montado, de manera estanca, sobre la
placa de posicionamiento adyacente.
De acuerdo con otro ejemplo de realización, el
cuerpo tubular está equipado con un collarín de montaje en el
interior de la carcasa, estando este collarín provisto de pasajes
para el fluido.
En una realización preferida, la entrada para el
fluido a tratar comprende un elemento tubular que atraviesa la
carcasa y el estator tubular para ser accesible desde el exterior
del cárter y desembocar en el interior de los medios de
separación.
Por ejemplo, la entrada para el fluido a tratar
comprende un racor tubular que atraviesa la carcasa para ser
accesible desde el exterior del cárter y desembocar en el exterior
de los medios de separación.
De acuerdo con otra característica de la
invención, la segunda cámara de comunicación está delimitada, entre
un fondo de cierre y la placa de posicionamiento que no delimita la
primera cámara de comunicación, asegurando esta segunda cámara la
recuperación del fluido a tratar que ha circulado por el circuito de
ida y la alimentación con fluido para el circuito de retorno.
Por ejemplo, el fondo de cierre, que delimita la
segunda cámara de comunicación, está equipado con la salida de
evacuación del retentado.
De acuerdo con un ejemplo de realización, las
placas de posicionamiento están unidas entre sí por medio de una
virola que delimita el volumen de recogida del filtrado, estando la
virola equipada con al menos una salida para el filtrado.
Preferentemente, el cárter comprende la virola,
la carcasa para la bomba y el fondo de cierre.
De acuerdo con un ejemplo preferido de
realización, los medios de separación están montados de manera que
las primera y segunda series de elementos de filtración comprenden
un número prácticamente igual de elementos de filtración.
Por ejemplo, el eje motor está montado alineado
con el eje de la virola y el motor de accionamiento es soportado por
la carcasa.
De acuerdo con otra variante de realización, la
salida de evacuación del retentado está habilitada para comunicar
con la primera cámara de comunicación.
Ventajosamente, la salida de evacuación del
retentado comunica con el primer volumen de dicha cámara atravesando
la carcasa y los medios de separación o con el segundo volumen de
dicha cámara.
Diversas características más surgen de la
descripción que se realiza a continuación en referencia a los
dibujos adjuntos que muestran, como ejemplos no limitantes,
realizaciones y aplicaciones del objeto de la invención.
La figura 1 es una vista en corte longitudinal
de un primer ejemplo de realización de un dispositivo de acuerdo con
la invención.
La figura 2 es una vista en corte transversal
tomada prácticamente según las líneas II-II de la
figura 1.
La figura 3 es una vista en corte por elevación
parcial de un segundo ejemplo de realización de un dispositivo de
acuerdo con la invención.
Las figuras 1 y 2 ilustran un dispositivo o
módulo (1) que asegura la filtración tangencial para un fluido a
tratar, que puede ser de cualquier naturaleza. El dispositivo (1)
comprende, en un cárter (2), una serie de elementos de filtración
(3) de forma tubular que se extienden paralelamente entre sí. Cada
elemento de filtración (3) posee una forma externa de sección
transversal recta, por ejemplo hexagonal o circular. Cada elemento
de filtración (3) comprende al menos un canal realizado
paralelamente al eje longitudinal del elemento de filtración. La
superficie de los canales está recubierta por al menos una capa
separadora, no representada, que estará en contacto con el medio
fluido a tratar que circula en el interior de los canales. La
naturaleza de la o de las capas separadoras se selecciona en función
del poder de separación o de filtración a obtener.
Los elementos de filtración (3) están montados,
en cada uno de sus extremos, sobre una placa de posicionamiento (4),
montada en el interior del cárter (2). De manera convencional, cada
placa de posicionamiento (4) comprende un orificio que permite el
paso del extremo de un elemento de filtración tubular (3). Cada
orificio está equipado con una junta de estanqueidad que permite
asegurar un montaje estanco de los elementos de filtración (3) sobre
las placas de posicionamiento (4). Las placas de posicionamiento (4)
definen, entre sí y con el cárter (2), un volumen de recogida (6)
para el filtrado que sale de la superficie periférica de los
elementos de filtración (3). Este volumen de recogida (6) comunica,
mediante al menos una y, en el ejemplo ilustrado, dos salidas (7) de
evacuación del filtrado. En el ejemplo ilustrado, cada salida (7)
para el filtrado está constituida por un tramo de canalización
empalmado a una virola (9) que constituye, en parte, el cárter (2) y
en cada uno de cuyos extremos están montadas las placas de
posicionamiento (4). La virola (9) delimita de este modo, con las
placas de posicionamiento (4), el volumen de recogida (6).
El dispositivo de filtración (1) comprende,
también, una primera cámara de comunicación (11) habilitada en el
cárter (2) y en la que desemboca, más allá de la placa de
posicionamiento (4), uno de los extremos de los elementos de
filtración (3), mientras que el otro extremo de los elementos de
filtración (3) desemboca, más allá de la otra placa de filtración
(4), en una segunda cámara de comunicación (12). Tal como aparece
más exactamente en la figura 1, la primera cámara (11) está
delimitada en el interior de una carcasa de cierre (13) empalmada a
la virola (9) y/o a la placa de posicionamiento (4), mientras que la
segunda cámara de comunicación (12) está delimitada entre la placa
de posicionamiento adyacente (4) y un fondo de cierre (14) montado
sobre la virola (9) y/o la placa de posicionamiento (4). De este
modo, el cárter (2) está constituido por la virola (9), la carcasa
(13) y el fondo de cierre (14).
El dispositivo (1) comprende medios de
separación (15) montados en la primera cámara de comunicación (11),
para dividir esta primera cámara, por un lado, en un primer volumen
(V_{1}), que comunica con una primera serie (s_{1}) de elementos
de filtración (3), recorrida por el fluido a tratar según un primer
sentido representado mediante la flecha (f_{1}) y, por otro lado,
en un segundo volumen (V_{2}) que comunica con una segunda serie
(s_{2}) de elementos de filtración (3) atravesados por el fluido
según un segundo sentido (f_{2}) contrario al primer sentido
(f_{1}). Los medios de separación (15) están montados de manera
estanca sobre la placa de posicionamiento (4) adyacente, para
dividir el volumen de la primera cámara (11) en un primer volumen
(V_{1}) y en un segundo volumen (V_{2}), situados,
respectivamente, en el interior y en el exterior de los medios de
separación. Debe entenderse que los elementos de filtración (3), que
pertenecen a la primera serie, son diferentes de los elementos de
filtración (3) de la segunda serie (s_{2}). De acuerdo con una
característica preferida de realización, los medios de separación
(15) están montados de manera que las series (s_{1}, s_{2}) de
los elementos de filtración (3) comprenden un número prácticamente
igual de elementos de filtración (3).
De acuerdo con este ejemplo, los elementos de
filtración (3), que pertenecen a la primera serie (s_{1}), están
situados en el interior de la envuelta virtual que prolonga los
medios de separación (15), mientras que los elementos de filtración
(3), que pertenecen a la segunda serie (s_{2}), están situados en
el exterior de esta envuelta virtual. Debe entenderse que los
elementos de filtración (3) de las primera serie (s_{1}) y segunda
serie (s_{2}) forman los circuitos de ida y de retorno de un bucle
de circulación para el fluido a tratar, realizado en el interior del
cárter. En el ejemplo ilustrado en la figura 1, los elementos de
filtración de la segunda serie (s_{2}) forman el circuito de ida,
mientras que los elementos de filtración de la primera serie
(s_{1}) forman el circuito de retorno.
Los medios de separación (15) delimitan
internamente un alojamiento (22) para una turbina (23) de una bomba
de circulación. Los medios de separación (15), que se describirán en
detalle en lo sucesivo en la descripción, se presentan en una forma
tubular o cilíndrica y están montados, de manera estanca, sobre la
placa de posicionamiento adyacente (4). Los medios de separación
(15) delimitan internamente el primer volumen (V_{1}) y
externamente con respecto a la carcasa de cierre (13), el segundo
volumen (V_{2}). La carcasa de cierre (13) puede estar fijada a la
placa de posicionamiento (4) por medio de medios de ensamblaje. Los
medios de separación (15) comprenden un pasaje de comunicación (24)
que asegura el paso del fluido a tratar entre los volúmenes
(V_{1}, V_{2}). La turbina (23) comprende un eje motor (25),
unido a un motor de accionamiento en rotación (26) montado sobre la
carcasa de cierre (13). Preferentemente, el eje motor (25) está
montado alineado con el eje de la virola (9) en la que los elementos
de filtración (3) se distribuyen regularmente siguiendo el eje de la
virola. Por supuesto, la carcasa de cierre (13) comprende un pasaje
estanco para el árbol motor (25).
En el ejemplo ilustrado en la figura 1, se
considera que el motor (26) de accionamiento de la bomba funciona
en modo de aspiración. La turbina permite, por un lado, aspirar el
fluido procedente de las membranas de la primera serie (s_{1})
que forman el circuito de retorno y, por otro lado, impeler el
fluido por el pasaje de comunicación (24) y el volumen (V_{2}),
para alimentar las membranas de la segunda serie (s_{2}) que
forman el circuito de ida del bucle de circulación.
De acuerdo con otra característica del objeto de
la invención, el dispositivo (2) comprende una entrada (E) para el
fluido a tratar que desemboca en la primera cámara de comunicación
(11) del cárter, entre la turbina (23) de la bomba de circulación y
los elementos de filtración (3) de la serie que forman el circuito
de retorno del bucle de circulación, a saber los elementos de
filtración de la primera serie (s_{1}), en el ejemplo ilustrado en
la figura 1.
De acuerdo con otra característica ventajosa, la
segunda cámara de comunicación (12) está habilitada en el fondo de
cierre (14) que está equipado, en el ejemplo ilustrado, con una
salida (S) de evacuación del retentado. La segunda cámara de
comunicación (12) está delimitada por la placa de posicionamiento
(4) adyacente y asegura la comunicación entre los elementos de
filtración (3) de la segunda serie (s_{2}) y los elementos de
filtración (3) de la primera serie (s_{1}).
El funcionamiento del dispositivo (1), descrito
en las figuras 1 y 2, se deriva directamente de la descripción
anterior. El fluido a tratar llega por la entrada (E) al volumen
(V_{1}) y es aspirado bajo el efecto del funcionamiento de la
turbina (23) en los elementos de filtración (3) de la segunda serie
(s_{2}) habiendo pasado, previamente, por el volumen (V_{2}), a
través del pasaje de comunicación (24). El fluido atraviesa los
elementos de filtración (3) de la segunda serie (s_{2}) que
forman, de este modo, el circuito de ida del bucle de circulación
para desembocar en la segunda cámara de comunicación (12) para ser
distribuido, por un lado, en la salida (S) de evacuación del
retentado y, por otro lado, bajo el efecto de la aspiración de la
turbina, a través de los elementos de filtración (3) de la primera
serie (s_{1}) que forman el circuito de retorno del bucle de
circulación. El fluido que ha circulado a través de los elementos de
filtración (3) de la primera serie (s_{1}) se recupera en el
volumen (V_{1}). El ciclo de filtración continúa de acuerdo con la
descripción anterior.
En el ejemplo ilustrado en las figuras 1 y 2, la
entrada (E) para el fluido desemboca en el volumen (V_{1}) de la
primera cámara de comunicación (11), situada en el interior de los
medios de separación. De acuerdo con este ejemplo de realización,
la entrada (E) comprende un elemento tubular (30) que atraviesa la
carcasa (13), el volumen (V_{2}) de la cámara de comunicación (11)
y los medios de separación (15), para desembocar en el volumen
(V_{1}) delimitado en el interior de los medios de separación
(15). De acuerdo con un ejemplo de realización, los medios de
separación (15) comprenden un estator (15_{1}) de forma tubular,
en cuyo interior está montada la turbina (23). Los medios de
separación (15) también comprenden un cuerpo tubular (15_{2}) que
prolonga al estator (15_{1}) y montado, de manera estanca, sobre
la placa de posicionamiento adyacente (4) pero, también, sobre el
estator (15_{1}). Preferentemente, este cuerpo tubular (15_{2})
está provisto de un revestimiento metálico sobre el que se apoya la
turbina. Este revestimiento asegura, de este modo, la estanqueidad
entre el estator y el cuerpo tubular, así como la rotación de la
turbina. El cuerpo tubular (15_{2}) posee una altura suficiente
que permite el montaje del elemento tubular (30) que está montado
radialmente sobre el cuerpo tubular (15_{2}). El elemento tubular
(30) desemboca, de este modo, en el interior del cuerpo tubular
(15_{2}), entre la salida de los elementos de filtración (3) de la
primera serie (s_{1}) y la turbina (23) montados en el interior de
los medios de separación (15), es decir en el primer volumen
(V_{1}).
El elemento tubular (30) es accesible de este
modo desde el exterior del cárter, para que pueda estar unido a un
conducto de empalme. Debe observarse que el cuerpo tubular
(15_{2}) puede estar provisto de un collarín de montaje apoyado
sobre la pared interna de la carcasa (13). Este collarín, que se
extiende, de este modo, radialmente entre el cuerpo tubular
(15_{2}) y la carcasa (13), está provisto de pasajes para el
fluido que circula en el interior del volumen (V_{2}).
En el ejemplo anterior, la bomba aspira el
fluido a través de los elementos de filtración de la primera serie
(s_{1}) y expulsa el fluido a través de los elementos de
filtración de la segunda serie (s_{2}). Por supuesto, mediante la
inversión del sentido de rotación de la turbina, puede estar
previsto aspirar a través de los elementos de filtración (3) de la
segunda serie (s_{2}) e impeler el fluido a través de los
elementos de filtración (3) de la primera serie (s_{1}).
De acuerdo con esta variante de realización,
ilustrada en la figura (3), los elementos de filtración (3) de la
primera serie (s_{1}) son alimentados por el primer volumen
(V_{1}) formando de este modo el circuito de ida del bucle de
circulación. A la salida de los elementos de filtración (3) de la
primera serie (s_{1}), el fluido se distribuye, por un lado, en la
salida de evacuación (S) del retentado y, por otro lado, en los
elementos de filtración (3) de la segunda serie (s_{2}) que forman
el circuito de retorno. El fluido penetra en el segundo volumen
(V_{2}) a la salida de los elementos de filtración (3) de la
segunda serie (s_{2}).
En este ejemplo de realización, la entrada (E)
del fluido desemboca en el segundo volumen (V_{2}), es decir
entre la turbina (23) y los elementos de filtración (3) de la
segunda serie (s_{2}) que forman el circuito de retorno del bucle
de circulación. De este modo, el fluido del segundo volumen
(V_{2}), procedente de la entrada (E) y de la salida de los
elementos de filtración de la segunda serie (s_{2}), es aspirado
por la turbina (23) a través del pasaje de comunicación (24).
En uno u otro de estos ejemplos de realización,
la entrada (E) del fluido a tratar está situada aguas arriba de la
turbina (23) de la bomba de circulación. En estas condiciones, la
presión a nivel de la entrada (E) puede ser inferior a la presión de
salida de la bomba de circulación.
En el ejemplo de realización ilustrado en la
figura 3, la entrada (E) para el fluido a tratar comprende un racor
tubular (31) que atraviesa la carcasa (13) para ser accesible desde
el exterior del cárter y desembocar en el exterior de los medios de
separación (15). En el ejemplo ilustrado, los medios de separación
(15) comprenden el estator (15_{1}) y el cuerpo tubular
(15_{2}). Debe observarse que el cuerpo tubular (15_{2}) puede
suprimirse de acuerdo con esta variante de realización.
En el ejemplo ilustrado en la figura 1, la
salida de evacuación del retentado (S) comunica con la segunda
cámara de comunicación (12). Debe observarse que esta salida de
evacuación del retentado (S) puede habilitarse para comunicar con la
primera cámara de comunicación (11), en la que también desemboca la
entrada (E) del fluido a tratar. En el ejemplo ilustrado en la
figura 1, la salida de evacuación del retentado (S) puede atravesar
la carcasa (13) para desembocar en el segundo volumen (V_{2}), o
la carcasa (13) y el cuerpo tubular (15_{2}) para desembocar en el
primer volumen (V_{1}), frente o no a la entrada (E). En el
ejemplo ilustrado en la figura 3, la salida de evacuación del
retentado (S) puede atravesar la carcasa (13) para desembocar en el
segundo volumen (V_{2}), frente o no a la entrada (E).
La invención no se limita a los ejemplos
descritos y representados, ya que pueden aportarse diversas
modificaciones de estos sin alejarse de su marco.
Claims (18)
1. Dispositivo para la filtración tangencial de
un fluido a tratar, que se distribuirá en un filtrado y en un
retentado, comprendiendo el dispositivo, en un cárter (2):
- \sqbullet
- al menos una entrada (E) para el fluido a tratar,
- \sqbullet
- al menos una salida (S) de evacuación del retentado,
- \sqbullet
- una serie de elementos de filtración (3) de forma tubular que se extienden paralelamente entre sí atravesando de manera estanca, en cada uno de sus extremos, una placa de posicionamiento (4), comprendiendo los elementos de filtración (3) cada uno al menos un canal de circulación para el fluido a tratar y asegurando la filtración de dicho fluido, para obtener, en la superficie periférica de los elementos de filtración, la salida del filtrado que se recuperará en un volumen de recogida (6) situado entre las placas de posicionamiento (4) y el cárter (2),
- \sqbullet
- al menos una salida (7) para el filtrado que comunica con el volumen de recogida (6) del filtrado,
- \sqbullet
- una primera cámara de comunicación (11) en la que desemboca uno de los extremos de los elementos de filtración y en la que están montados medios de separación (15), en contacto estanco con la placa de posicionamiento (4) adyacente, para dividir dicha cámara en los primer (V_{1}) y segundo (V_{2}) volúmenes delimitados respectivamente en el interior y en el exterior de los medios de separación y que comunican con, respectivamente, una primera serie (s_{1}) y una segunda serie (s_{2}) de elementos de filtración (3) que forman los circuitos de ida y de retorno de un bucle de circulación para el fluido a tratar, comprendiendo los medios de separación un pasaje de comunicación (24), entre el segundo volumen (V_{2}) y el primer volumen (V_{1}), en cuyo interior está montada una turbina (23) de una bomba de circulación, provista de un eje motor (25) que se extiende en el exterior de la primera cámara (11) para unirse a un motor de accionamiento (26),
- \sqbullet
- y una segunda cámara de comunicación (12) en la que desemboca el otro de los extremos de los elementos de filtración y que asegura una comunicación para el fluido a tratar, entre los elementos de filtración de la primera serie (s_{1}) y los de la segunda serie (s_{2}),
caracterizado por que la
entrada (E) para el fluido a tratar desemboca en la primera cámara
de comunicación (11) del cárter entre la turbina (23) de la bomba de
circulación y los elementos de filtración (3) de la serie, que
forman el circuito de retorno del bucle de
circulación.
2. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación
1, caracterizado por que el motor de accionamiento de la
bomba está controlado de manera que los elementos de filtración (3)
de la segunda serie (s_{2}), alimentados por el segundo volumen
(V_{2}), forman el circuito de ida, mientras que los elementos de
filtración (3) de la primera serie (s_{1}), que desembocan en el
primer volumen (V_{1}), forman el circuito de retorno y por que
la entrada (E) para el fluido a tratar desemboca en el primer
volumen (V_{1}) de la primera cámara (11) entre la salida de los
elementos de filtración de la primera serie (s_{1}) y la turbina
(23) montada en el interior de los medios de separación (15).
3. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación
1, caracterizado por que el motor de accionamiento de la
bomba está controlado de manera que los elementos de filtración (3)
de la primera serie (s_{1}), alimentados por el primer volumen
(V_{1}), forman el circuito de ida, mientras que los elementos de
filtración (3) de la segunda serie (s_{2}), que desembocan en el
segundo volumen (V_{2}), forman el circuito de retorno y por que
la entrada (E) para el fluido a tratar desemboca en el segundo
volumen (V_{2}) de la primera cámara delimitada en el exterior de
los medios de separación (15) entre la salida de los elementos de
filtración (3) de la segunda serie (s_{2}) y la turbina (23)
montada en el interior de los medios de separación (15).
4. Dispositivo de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que los medios de
separación (15) están montados en el interior de una carcasa (13)
para la bomba, montada sobre una placa de posicionamiento (4).
5. Dispositivo de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que los medios de
separación (15) comprenden al menos un estator tubular (15_{1}),
en cuyo interior está montada la turbina (23) de la bomba.
6. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación
5, caracterizado por que el estator tubular (15_{1}) está
fijado de manera estanca sobre la placa de posicionamiento adyacente
(4).
7. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación
5, caracterizado por que el estator tubular (15_{1}) se
prolonga mediante un cuerpo tubular (15_{2}) montado, de manera
estanca, sobre la placa de posicionamiento adyacente (4).
8. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación
7, caracterizado por que el cuerpo tubular (15_{2}) está
equipado con un collarín de montaje en el interior de la carcasa
(13), estando este collarín provisto de pasajes para el fluido.
9. Dispositivo de acuerdo con las
reivindicaciones 2, 4 y 5, caracterizado por que la entrada
(E) para el fluido a tratar comprende un elemento tubular (30) que
atraviesa la carcasa (13) y el estator tubular (15_{1}) para ser
accesible desde el exterior del cárter y desembocar en el interior
de los medios de separación (15).
10. Dispositivo de acuerdo con las
reivindicaciones 3 y 4, caracterizado por que la entrada (E)
para el fluido a tratar comprende un racor tubular (31) que
atraviesa la carcasa (13) para ser accesible desde el exterior del
cárter y desembocar en el exterior de los medios de separación
(15).
11. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación
1, caracterizado por que la segunda cámara de comunicación
(12) está delimitada, entre un fondo de cierre (14) y la placa de
posicionamiento que no delimita la primera cámara de comunicación
(11), asegurando esta segunda cámara (12) la recuperación del fluido
a tratar que ha circulado por el circuito de ida y la alimentación
con fluido para el circuito de retorno.
12. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación
11, caracterizado por que el fondo de cierre (14), que
delimita la segunda cámara de comunicación (12), está equipado con
la salida (S) de evacuación del retentado.
13. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación
1, caracterizado por que las placas de posicionamiento (4)
están unidas entre sí por medio de una virola (9) que delimita el
volumen de recogida (6) del filtrado, estando la virola (9) equipada
con al menos una salida (7) para el filtrado.
14. Dispositivo de acuerdo con las
reivindicaciones 4, 11 y 13, caracterizado por que el cárter
comprende la virola (9), la carcasa (13) para la bomba y el fondo
de cierre (14).
15. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación
1, caracterizado por que los medios de separación (15) están
montados de manera que las primera y segunda series (s_{1},
s_{2}) de elementos de filtración (3) comprenden un número
prácticamente igual de elementos de filtración (3).
16. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación
1, caracterizado por que el eje motor (25) está montado
alineado con el eje de la virola (9) y por que el motor de
accionamiento (26) es soportado por la carcasa (13).
17. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación
1, caracterizado por que la salida (S) de evacuación del
retentado está habilitada para comunicar con la primera cámara de
comunicación (11).
18. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación
17, caracterizado por que la salida (S) de evacuación del
retentado comunica con el primer volumen (V_{1}) de la primera
cámara (11) que atraviesa la carcasa (13) y los medios de
separación (15), o con el segundo volumen (V_{2}) de dicha primera
cámara.
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