ES2581004T3 - Dispositivo para separar partículas sólidas de líquidos y utilización del mismo - Google Patents
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Abstract
Dispositivo para separar partículas sólidas de líquidos, que comprende un recipiente a presión (2) y uno o más registros del elemento de filtrado, que tienen los elementos de filtrado (1,1') dispuestos en suspensión, sobre un conducto horizontal para la descarga del filtrado (3), en el cual los elementos de filtrado (1,1') comprenden una malla de sostén sustancialmente plana (4), un medio de filtrado completamente cerrado (5), y separadores (6) suspendidos en el medio, caracterizado por que las mallas de sostén (4) se forman con conductos reticulares laminados en plano, que son lisos en el exterior, donde las mallas de sostén (4) tienen, en su interior, unas bandas longitudinales diseñadas a formar canales, los cuales permiten que el filtrado fluya hacia el conducto para la descarga del filtrado (3).
Description
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descripcion
Dispositivo para separar partfculas solidas de Kquidos y utilizacion del mismo
La invencion se refiere a un dispositivo para separar partfculas solidas de Kquidos, que comprende un recipiente a presion y uno o mas registros del elemento de filtrado, que tienen los elementos de filtrado dispuestos en suspension, sobre un conducto horizontal para la descarga del filtrado, donde los elementos de filtrado comprenden una malla de sosten sustancialmente plana, un medio de filtrado completamente cerrado, y separadores suspendidos entre ellos; la invencion tambien se refiere al uso del citado dispositivo.
Los dispositivos para separar partfculas solidas de Kquidos y gases para la instalacion en un recipiente a presion en forma de un registro, al cual se unen los elementos de filtrado, son conocidos. Dichos elementos de filtrado se usan para separar grandes cantidades de solidos, en particular, de los Ifquidos.
El documento de patente europea con el numero EP 0556 188 describe un filtro tubular, en el cual unas velas del filtro, que se combinan con una banda de sosten cilmdrica en un registro, se instalan en un recipiente a presion. Aunque el filtro tubular conocido es adecuado para separar grandes cantidades de solidos, los elementos de filtrado ocupan demasiado volumen para pequenas cantidades de solidos y, por ende, el recipiente a presion se torna innecesariamente grande y costoso.
El documento de patente con el numero DE OS 2114226 describe un filtro en el cual los tubos de filtro se hacen con una camisa flexible y permeable. Unos insertos de sosten, fabricados en plastico y provistos de unas aberturas, se situan dentro de los tubos del filtro. En lugar de un cilindro de sosten o espiral de alambre, tambien es posible usar una lamina de metal o plastico, provista de unas ranuras. En lugar de las ranuras, tambien se propone un material en forma de lamina que tenga una cantidad de aberturas o perforaciones circulares. Los disenos conocidos son muy complejos en lo que se refiere a la fabricacion de los elementos de filtrado tubulares y resistentes a la presion. Otra desventaja reside en el volumen que requieren los elementos de filtrado en el recipiente a presion.
Asimismo, el documento de patente con el numero DE OS 28 18 340 describe un filtro de Ifquidos-solidos, en el cual los elementos de filtrado tubulares son estirados sobre unas varillas de sosten axialmente paralelas. Las varillas de sosten se fabrican con un metal macizo, por lo que por un lado imparten estabilidad al elemento de filtrado, pero por el otro le agregan mucho peso.
A partir del documento de patente de los EE. UU. con el numero US 4511471, se conoce un aparato de filtrado para espesar suspensiones. Un recipiente a presion contiene un elemento de filtrado tubular, en forma de conductos. Los espacios que quedan entre los conductos del filtro estan separados por unas paredes metalicas verticales. Por lo tanto, una superficie de filtro relativamente pequena ocupa un espacio demasiado grande.
El documento de patente de los EE. UU. con el numero US 2003121855 Al describe un filtro con una membrana, que tambien se conoce como ultrafiltro. Los modulos comprenden membranas, que forman un cuerpo hueco. Los modulos de la membrana se fijan en los extremos superior e inferior o en las esquinas de la misma, para crear espacios abiertos entre ellos, a fin de filtrar el Ifquido. Se proveen unos soportes colgantes flexibles entre ellos, a modo de separadores, para evitar la compresion de las membranas durante la ultrafiltracion. Mantener el espacio abierto requiere de una construccion de retencion compleja. Ademas de la complejidad y de los costos, la construccion de retencion tiene la desventaja de que en estas posiciones, las membranas del filtro se exponen a las cargas mecanicas adicionales.
El documento de patente japonesa con el numero JP 8131783 tambien se refiere a un filtro con membrana que tiene membranas del tipo bolsa, las cuales estan dispuestas en forma colateral. Los separadores que cuelgan entre los elementos de filtrado estan dispuestos en un recipiente abierto. Se provee un dispositivo para introducir aire debajo del paquete de filtro.
Por el documento de patente de los EE. UU. con el numero US 2 568 085 A se conoce un dispositivo para la separacion de solidos, en el que los elementos de filtrado cuadrados se componen de un bastidor y una malla flexible o estera que sirve como sosten para el tejido de filtro tensado encima y la descarga de filtrado. La malla de sosten metalica es pesada y el elemento de filtrado es de construccion laboriosa. Una desventaja adicional es que la descarga de filtrado de cada elemento de filtrado individual se realiza a traves de un conducto de descarga separado que se conduce en primer lugar entonces hacia un tubo colector. Esto significa gasto material adicional.
El problema que aborda la invencion es el de disponer la mayor superficie de filtro en el menor espacio posible, de modo tal que de todas maneras, el solido depositado pueda eliminarse dclicamente por enjuague del filtro, en una forma concentrada.
El problema se soluciona gracias a la invencion, porque las mallas de sosten se fabrican con conductos reticulares laminados en piano, cuya parte externa es lisa. Esto significa que la parte externa tiene una superficie lisa, sin rebordes o nervaduras. Las mallas de sosten planas tienen la ventaja de ocupar un pequeno volumen en el
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recipiente a presion y ser resistentes a la presion, pese a la pequena cantldad de material. Una superflcle lisa evlta que el residuo se adhiera a las tortas de filtro despues del retrolavado, cuando se limpian los elementos de filtrado.
Las mallas de sosten tienen unas bandas longitudinales en su interior, que se han disenado de manera tal que formen canales, los cuales permiten que el filtrado fluya hacia el conducto para la descarga del filtrado. Esto tiene la ventaja de que el filtrado saliente no encuentra obstrucciones.
Los elementos de filtrado dispuestos en sentido vertical se suspenden, ventajosamente en el conducto horizontal para la descarga del filtrado, de manera tal que la suspension introducida a traves de la entrada desde arriba llegue entre los elementos de filtrado y que se pueda conectar una gran cantidad de elementos de filtrado facilmente a la descarga para el filtrado.
Resulta ventajoso fabricar las mallas de sosten con plastico. Esto tiene ventajas productivas: se utiliza una cantidad mmima de material, el peso para la suspension en el filtro es bajo y el montaje es simple.
Los elementos de filtrado se conectan por su mitad superior, suspendidos en un conducto para la descarga del filtrado que esta dispuesto en sentido horizontal, donde los separadores cuelgan entre los elementos de filtrado. La malla de sosten plana tiene la ventaja de que los elementos de filtrado resistentes a la presion pueden fabricarse usando una cantidad mmima de material, y estos elementos de filtrado ocupan un volumen mmimo. Por medio de los separadores que cuelgan entre los elementos de filtrado, tambien es posible reducir el espacio entre los elementos de filtrado a un mmimo necesario.
Ventajosamente, los separadores tambien se fabrican con plastico.
Mediante el Ifquido introducido a traves de la descarga de filtrado, el solido depositado sobre los elementos de filtrado se elimina y se desplaza hacia abajo, en direccion a la salida para el concentrado.
Los paquetes de filtro se disponen en el recipiente a presion de manera tal que, durante el retrolavado, estos paquetes de filtro queden sostenidos por las paredes del recipiente a presion o las paredes separadoras provistas a tal efecto, de modo tal que estos paquetes de filtro no puedan expandirse mas de lo permisible, para evitar danos a los elementos de filtrado.
Los separadores terminan en los bordes superior e inferior de los mismos, junto con los elementos de filtrado y comprenden bandas longitudinales verticales, que estan disenadas de modo tal que se extiendan hacia el elemento de filtrado, y que el solido retirado durante el retrolavado descienda al ser enjuagado, hacia la salida del concentrado.
Los separadores situados entre los elementos de filtrado comprenden un elastomero o plastico y cierres hermeticos que comprenden un elastomero, ubicados entre el separador y el elemento de filtrado. Esto tiene la ventaja de que, de ser necesario, la distancia entre los elementos se puede adaptar a las condiciones del proceso de una aplicacion.
El uso del dispositivo es adecuado, en particular, para separar solidos que tengan un tamano de partmula variable entre 0,1 y 10 micrometros de un Ifquido, y donde el contenido de solidos de la suspension a filtrar sea de 1 mg/l a 5000 mg/l.
La invencion se explica en mayor detalle con referenda a los dibujos detallados a continuacion:
Se muestra:
La figura 1 un corte transversal lateral de una carcasa de un filtro que tiene elementos internos.
La figura 2 un corte transversal en vista superior de una carcasa de un filtro que tiene elementos internos.
La figura 3 un corte transversal mas detallado, en vista superior, de los elementos de filtrado.
La figura 4 un corte transversal de la carcasa del filtro de acuerdo con la figura 1, durante la filtracion.
La figura 5 un corte transversal de la carcasa del filtro de acuerdo con la figura 1, durante el retrolavado.
En la figura 1, Ios elementos de filtrado se indican con los numeros de referenda 1,1'. Los elementos de filtrado 1,1' se conectan a un recipiente a presion 2, suspendido en un conducto horizontal para la descarga del filtrado 3, que tiene los orificios de descarga para el filtrado 13,13'. Se proveen unas mallas de sosten planas 4 dentro de los elementos de filtrado 1,1, que estan dentro de un medio de filtrado completamente cerrado 5. El recipiente a presion 2 esta equipado con un conector 7, un conector 8 y un conector 9. Se proveen unos separadores 6,6' entre los elementos de filtrado individuales 1,1'. Los separadores 6,6' no se extienden mas alla de los elementos de filtrado 1,1', ya sea en su parte inferior o superior.
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La figura 2 muestra Ios elementos internos, en un corte transversal desde una vista superior, donde las partes identicas se describen usando Ios mismos numeros de referenda que en la figura 1.
La figura 3 muestra la malla de sosten 4, el medio de filtrado 5, Ios separadores 6, Ios canales de descarga del filtrado 11 y Ios canales de suspension 12 de Ios elementos de filtrado 1,1'.
La figura 4 muestra un corte transversal de la carcasa del filtro de acuerdo con figura 1, durante la filtracion.
La figura 5 muestra un corte transversal de la carcasa del filtro de acuerdo con figura 1, durante el retrolavado.
Durante la operacion, un material a filtrar se introduce en el recipiente a presion 2 mediante el conector 7. Desde el recipiente a presion 2, el material a filtrar fluye a traves del medio de filtrado 5 y sale del recipiente a presion 2 como un filtrado transparente, por Ios canales de descarga del filtrado 11 de la malla de sosten plana 4 y el conducto horizontal para la descarga del filtrado 3. El solido contenido en la suspension es retenido de este modo por el medio de filtrado 5 y se deposita sobre la superficie del medio de filtrado 5. Despues de que se completa la operacion de filtrado, Ios elementos de filtrado se limpian mediante retrolavado o retrosoplado. Los separadores 6 evitan que las superficies de Ios medios de filtrado se compriman entre sf al expandirse y atrapen al solido que este entre ellos. El solido desprendido se enjuaga para eliminarlo del espacio intermedio de Ios elementos de filtrado, a traves de Ios canales de suspension 12, permitiendo de esta manera la eliminacion del concentrado de solidos, mediante el conector 9 que esta en el extremo inferior del recipiente a presion 2.
La utilidad de la invencion se puso a prueba usando un prototipo. Con este fin, cinco elementos de filtrado que teman un espesor < 12 mm, un ancho de 155 mm y un largo de 2000 mm se instalaron en un recipiente a presion. La superficie activa del filtro fue de 3 m2 y el volumen del recipiente fue inferior a 80 litros o 27 litros por m2 Esta es una diferencia significativa en comparacion con Ios filtros de presion retrolavables conocidos.
Claims (6)
- 510152025reivindicaciones1. Dispositivo para separar partfculas solidas de Ifquidos, que comprende un recipiente a presion (2) y uno o mas registros del elemento de filtrado, que tienen los elementos de filtrado (1,1') dispuestos en suspension, sobre un conducto horizontal para la descarga del filtrado (3), en el cual los elementos de filtrado (1,1') comprenden una malla de sosten sustancialmente plana (4), un medio de filtrado completamente cerrado (5), y separadores (6) suspendidos en el medio, caracterizado por que las mallas de sosten (4) se forman con conductos reticulares laminados en piano, que son lisos en el exterior, donde las mallas de sosten (4) tienen, en su interior, unas bandas longitudinales disenadas a formar canales, los cuales permiten que el filtrado fluya hacia el conducto para la descarga del filtrado (3).
- 2. Dispositivo de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizado por que la malla de sosten (4) esta fabricada en plastico.
- 3. Dispositivo de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizado por que los separadores (6) comprenden bandas longitudinales.
- 4. Dispositivo de acuerdo con la reivindicacion 3, caracterizado por que los separadores (6) estan fabricados en plastico.
- 5. Dispositivo de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizado por que el cierre hermetico de los separadores (10) entre los elementos de filtrado (1,1') comprende un elastomero.
- 6. Aplicacion del dispositivo de acuerdo con las reivindicaciones 1 - 5 para la filtracion de partfculas solidas de un Ifquido que tienen un tamano de partfcula de 0,1 a 10 micrometros y un contenido de solidos de 1 mg/l a 5000 mg/l.
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