ES2633992T3 - Instalación de tratamiento de líquidos - Google Patents

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ES2633992T3 ES14189728.0T ES14189728T ES2633992T3 ES 2633992 T3 ES2633992 T3 ES 2633992T3 ES 14189728 T ES14189728 T ES 14189728T ES 2633992 T3 ES2633992 T3 ES 2633992T3
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Abstract

Instalación de tratamiento de líquidos (10) para el tratamiento modificador de la densidad de un líquido (13), con un dispositivo determinador de la densidad del líquido (11) con: Un vaso de medición de líquido (14) que puede moverse verticalmente con un volumen de llenado conocido (F) y una entrada de líquido (29), un conducto de llenado no rígido (35), que desemboca en la entrada de líquido (29), un sensor de llenado (32), que detecta el llenado completo del vaso de medición (14) con el líquido (13'), un sensor de temperatura (34), que detecta la temperatura del líquido (t) del líquido (13') en el vaso de medición (14), una báscula electrónica (16), que soporta el vaso de medición de líquido (14) y determina la masa del líquido (m), y un control de la instalación (20) con un determinador de densidad (20'), que determina la densidad física (D) del líquido (13') a partir del volumen de llenado conocido (F), la temperatura del líquido medida (t) y la masa del líquido medida (m), cuando el sensor de llenado (32) detecta el llenado completo del vaso de medición (14) con el líquido (13').

Description

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DESCRIPCION
Instalacion de tratamiento de llquidos
La presente invencion se refiere a una instalacion de tratamiento de llquidos para el tratamiento modificador de la densidad de un llquido con un dispositivo determinador de la densidad del llquido.
Una instalacion de tratamiento de llquidos puede ser, por ejemplo, una instalacion para la fabricacion de un concentrado de dialisis, como se conoce por el documento DE 103 13 965 B3. En esta instalacion de tratamiento de llquidos, a partir de un concentrado seco y agua se produce un concentrado acido de llquido de dialisis. Para esto, en un deposito de llquido, denominado recipiente de alimentacion, primero se llena una cantidad de agua exactamente medida. El agua del deposito del llquido despues se mezcla con el concentrado seco, en lo que el concentrado seco se disuelve en el agua, por lo que se modifica la densidad del llquido. Para la determinacion exacta de la cantidad de agua introducida en el deposito del llquido, en la entrada de agua se encuentra dispuesto un sensor de flujo preciso, con el que en un control de la instalacion se determina la cantidad de agua que ha entrado en total. Para poder determinar la proporcion de mezcla exacta, es decir, la concentracion del concentrado seco y de sus componentes en la cantidad de llquido total, en un conducto de llquido de la instalacion se encuentra dispuesto un sensor de densidad de alta precision.
Tanto el sensor de flujo como tambien el sensor de densidad representan respectivamente un componente costoso y sensible, con los que tanto la cantidad de llquido como tambien la densidad del llquido solo se mide indirectamente con estos sensores, es decir que la medicion basicamente esta sujeta a una inseguridad condicionada por el principio de medicion.
El documento EP 1 154 244 A1 desvela una instalacion y un procedimiento para medir el estado de llenado de un llquido en un recipiente, en el que el nivel de llquido se determina en un tubo de medicion del nivel de llenado. Con el tubo de medicion del estado de llenado completamente lleno, tambien se puede medir la densidad o la concentracion de un llquido.
El documento FR 1 394 100 tambien desvela una medicion del estado de llenado para un tanque de gas licuado, en el que el gas licuado se encuentra dentro de un tubo de medicion del estado de llenado. La temperatura del gas licuado en el tubo de medicion del estado de llenado se le en un termometro en el tubo de medicion del estado de llenado, y el nivel de llenado leldo en el tubo de medicion del estado de llenado se corrige de acuerdo con la temperatura basandose en una tabla.
Ante este trasfondo, el objetivo de la presente invencion consiste en crear una instalacion de tratamiento de llquidos con un dispositivo de determinacion de la densidad del llquido mejorado.
Este objetivo se logra de acuerdo con la presente invencion mediante una instalacion de tratamiento de llquidos con un dispositivo de determinacion de la densidad del llquido de acuerdo con las caracterlsticas mencionadas en la reivindicacion 1.
El dispositivo de determinacion de la densidad del llquido de acuerdo con la presente invencion presenta un vaso de medicion de llquido verticalmente movil con un volumen de llenado conocido, que en comparacion con el volumen de llquido total en la instalacion puede ser pequeno, es decir, por ejemplo, menor del 10 % o menor del 5 % del volumen de llquido total en la instalacion. El vaso de medicion de llquido presenta una entrada de llquido, por la que el llquido puede fluir al interior del vaso de medicion. En la entrada de llquido desemboca un conducto de llenado no rlgido, que debido a su naturaleza no rlgida permite la movilidad vertical sin resistencia del vaso de medicion de llquido. El conducto de llenado no rlgido puede estar realizado, por ejemplo, como manguera flexible, aunque tambien puede estar formado por elementos rlgidos individuales, que pueden estar unidos entre si, por ejemplo, de manera telescopica o articulada. El vaso de medicion tiene asignado un sensor de llenado, que detecta el llenado completo del vaso de medicion con el llquido. El sensor de llenado emite una senal de llenado, cuando el vaso de medicion de llquido se ha llenado completamente con el volumen de llenado conocido del llquido. Adicionalmente, el vaso de medicion tiene asignado un sensor de temperatura, que detecta la temperatura del llquido en el vaso de medicion. La temperatura del llquido es esencial para determinar la densidad, ya que la densidad de un llquido depende de su temperatura.
Adicionalmente, el vaso de medicion de llquido tiene asignada una bascula electronica, que soporta el vaso de medicion de llquido y determina la masa de llquido dentro del vaso de medicion. La masa de llquido resulta de la diferencia de la masa vacla determinada previamente del vaso de medicion vaclo y de la masa total del vaso de medicion llenado completamente con el llquido.
Un control de la instalacion presenta un determinador de densidad, que determina la densidad flsica del llquido a partir del volumen de llquido conocido del vaso de medicion, la temperatura del llquido determinada por el sensor de temperatura y la masa de llquido medida por la bascula electronica, tan pronto como o cuando el sensor de llenado detecte el llenado completo del vaso de medicion con el llquido. Es decir que con este dispositivo o este
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procedimiento, respectivamente, la densidad desde el punto de vista flsico se determina directamente, es decir, a partir de la masa de llquido y el volumen de llenado conocido. Debido a que la temperatura del llquido tambien se conoce, se puede normalizar la densidad del llquido, de tal manera que a partir de la densidad del llquido normalizada as! se puede determinar la concentracion exacta de un analito presente en el llquido, por ejemplo, la concentracion exacta de un concentrado de llquido de dialisis o, respectivamente, de sus sustancias presentes en el llquido.
Con el dispositivo descrito o con el procedimiento descrito, de una manera relativamente simple desde el punto de vista tecnico se puede alcanzar una muy alta exactitud de medicion y seguridad de medicion, al mismo tiempo que los costes generales de los componentes requeridos adicionalmente para determinar la densidad se mantienen relativamente reducidos. Ademas de los componentes sensorios, que por ejemplo en una instalacion de tratamiento de llquidos para la produccion de un concentrado de dialisis de todas maneras existe, de acuerdo con la presente invencion solo se requiere una bascula electronica, que se puede obtener de manera economica como artlculo de confeccion.
De acuerdo con una forma de realizacion preferente de la presente invencion, la instalacion de tratamiento de llquidos presenta un deposito de llquido con medidas de volumen conocidas. El deposito de llquido esta configurado con una seccion transversal constante, por ejemplo, en la direccion vertical, de tal manera que existe una relacion lineal entre la altura de llenado y el volumen de llenado. De manera fluldicamente paralela al deposito de llquido se provee el vaso de medicion de llquido realizado como tubo elevador, que desde el punto de vista fluldico se comunica con el deposito de llquido fijo a traves de un conducto de comunicacion no rlgido. La altura de llenado en el tubo elevador corresponde exactamente a la altura de llenado en el deposito de llquido. Por lo tanto, en el tubo elevador se puede “leer” el estado de llenado del deposito de llquido. El conducto de comunicacion no rlgido puede ser identico al conducto de llenado no rlgido, aunque tambien puede ser un conducto realizado de manera separada del conducto de llenado.
El control de la instalacion presenta preferentemente un determinador de volumen, que a partir de las medidas de volumen conocidas del deposito de llquido, la densidad flsica del llquido y la masa de llquido medida determina el volumen de llquido del llquido en el deposito de llquido, cuando el nivel de llquido en el tubo elevador corresponde al nivel de llquido en el deposito de llquido.
Por lo tanto, la bascula electronica requerida para determinar la densidad tambien se puede usar adicionalmente para una determinacion de volumen exacta del volumen del llquido en el deposito de llquido. Bajo inclusion de la temperatura del llquido se puede normalizar el volumen del llquido.
Preferentemente, la instalacion de tratamiento de llquidos presenta una bomba de llenado, que se encuentra dispuesto corriente abajo del conducto de llenado. La bomba de llenado se requiere en particular para poder llenar completamente con el llquido el vaso de medicion de llquido, incluso si la presion estatica del llquido dentro de la instalacion no fuera suficiente para esto. En particular con una configuracion del vaso de medicion de llquido como tubo elevador, se requiere una bomba de llenado para llenar el tubo elevador en toda su altura.
Preferentemente, en el extremo inferior del vaso de medicion se encuentra dispuesto un sensor de vaciado que detecta el vaciado completo del vaso de medicion. Cada vez que el vaso de medicion se haya vaciado por completo, lo que se detecta y se indica a traves del sensor de vaciado, se puede efectuar una medicion en vaclo por medio de la bascula electronica, con el fin de determinar el peso vaclo exacto del vaso de medicion de llquido y de todos los componentes soportados por la bascula electronica. Esta medicion en vaclo se puede efectuar regularmente, con el fin de prevenir errores graves en la determinacion de la densidad y/o en la determinacion del volumen.
Preferentemente, en el extremo superior del vaso de medicion se provee un conducto de rebose no rlgido, que desemboca en la parte superior en el deposito de llquido. El conducto de llenado preferentemente desemboca en el extremo inferior del vaso de medicion dentro del vaso de medicion. De esta manera, en el vaso de medicion puede existir un flujo continuo de llquido desde abajo hacia arriba, de tal manera que las mediciones de la densidad se pueden efectuar consecutivamente a intervalos de tiempo relativamente cortos.
De acuerdo con una forma de realizacion preferente de la presente invencion, la instalacion de tratamiento de llquidos corriente arriba de la bomba de llenado presenta una bifurcacion del conducto y el deposito de llquido presenta por lo menos una alimentacion del deposito, en donde la bifurcacion del conducto y la alimentacion del deposito establecen respectivamente una comunicacion fluldica con un recipiente de mezclado intermedio, en el que se encuentra almacenado un concentrado seco de dialisato, que se disuelve en el agua o en el llquido dentro de la instalacion. Por lo tanto, la instalacion de tratamiento de llquido preferentemente es una instalacion para fabricar un concentrado de llquido de dialisis, como se conoce, por ejemplo, por el documento DE 103 13 965 B3. A este respecto, la bomba de llenado tambien puede asumir los demas trabajos de bombeo en la instalacion, de tal manera que no se requiere ninguna bomba adicional.
La presente invencion se describe mas detalladamente a continuacion, basandose en un ejemplo de realizacion con referencia al dibujo adjunto.
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El dibujo muestra una instalacion de tratamiento de llquidos para el tratamiento modificador de la densidad de un llquido con un dispositivo de determinacion de la densidad del llquido.
La instalacion de tratamiento de llquido 10 de acuerdo con la presente invencion es una instalacion para fabricar un concentrado de llquido de dialisis, como se conoce por el documento DE 103 13 965 B3. La instalacion de tratamiento de llquido 10 entre otras cosas presenta un deposito de llquido 12 realizado como un as! llamado deposito de alimentacion, un recipiente intercambiable 80 con un concentrado seco para llquido de dialisis 82 y un dispositivo determinador de la densidad del llquido 11. A traves de una entrada de alimentacion 40 del deposito de llquido 12 primero se llena agua en una cantidad nominal o en un volumen nominal, respectivamente, dentro del deposito de llquido 12. Luego se bombea el agua hacia el recipiente intercambiable 80, por lo que el concentrado seco 82 se disuelve en el agua. El agua o el llquido formado de esta manera finalmente se bombea en clrculo entre el deposito de llquido 12 y el recipiente intercambiable 80, hasta que el concentrado seco se haya disuelto de manera homogenea en el volumen de llquido total. Tan pronto como el concentrado seco homogeneo se haya disuelto en el volumen de llquido total, el volumen de llquido total se bombea dentro del deposito de llquido 12. El volumen de llquido formado de esta manera es un concentrado de llquido de dialisis, que en un aparato de dialisis se mezcla o se diluye nuevamente con agua para formar un llquido de dialisis.
Para vigilar todo el proceso de fabricacion entero arriba descrito, se requiere la determinacion exacta de la densidad del llquido as! como del volumen de llquido. Para esto sirve el dispositivo de determinacion de la densidad del llquido 11, que basicamente presenta un vaso de medicion 14 realizado como tubo elevador 30, una bomba de llenado 18, una bascula electronica 16 y un determinador de densidad 20' en un control 20 de la instalacion.
El vaso de medicion 14 es un tubo elevador 30 cillndrico colocado de manera vertical, que en su extremo superior, la cabeza, presenta un sensor de llenado 32 y en su extremo inferior, la base, presenta un sensor de vaciado 36, as! como un sensor de temperatura 34. El sensor de vaciado 36 y el sensor de llenado 32 pueden estar realizados respectivamente como sensores opticos, que detectan la presencia o la ausencia, respectivamente, del llquido 13' en el sitio de medicion. Sin embargo, tambien son apropiados otros tipos de sensores, por ejemplo, interruptores de flotador.
En el extremo de base del tubo elevador 30, el mismo esta conectado fluldicamente a traves de un conducto de comunicacion flexible 33 con la zona inferior del deposito de llquido 12. Adicionalmente, el tubo elevador 30 en su extremo de base esta conectado fluldicamente con una bomba de llenado 18 a traves de un conducto de llenado separado 35, que tambien esta realizado de manera flexible. Entre la bomba de llenado 18 y el extremo de base del tubo elevador se encuentra dispuesta una valvula de cierre 38. Adicionalmente, entre la valvula de cierre 38 y la bomba de llenado 18 se encuentra dispuesta una bifurcacion fluldica 42, que desemboca en la entrada de llquido 81 del recipiente intercambiable 80. En el extremo de cabeza del tubo elevador 30 se provee un conducto de rebose flexible 31 que desemboca en la zona superior del deposito de llquido 12. El vaso de medicion 1, 4 o el tubo elevador 30, respectivamente, presenta una movilidad vertical en la medida requerida y se encuentra emplazado sobre la bascula 16 o esta colgado en la bascula 16, respectivamente, que soporta el peso entero del vaso de medicion 14 o del tubo elevador 30, respectivamente. Los conductos flexibles 31, 33, 35 son flexibles de tal manera que no ejerce ninguna o solo muy poca influencia sobre la movilidad vertical del tubo elevador 30, es decir que no ejercen fuerzas verticales notables sobre el tubo elevador 30.
El vaso de medicion de llquido 14 o tubo elevador 30 presenta un volumen de llenado exactamente conocido F de E, por ejemplo, 3,0 l. Debido a que el volumen de llenado 11 se conoce con exactitud, con ayuda de la bascula electronica 16 se puede efectuar una determinacion exacta de la densidad flsica D del llquido 13' en el tubo elevador 30, cuando el vaso de medicion 14 o el tubo elevador 30 esta completamente lleno. Para una determinacion de la densidad, la bomba de llenado 18 se conecta con la valvula de cierre 38 abierta, de tal manera que desde la salida 15 del deposito de llquido por medio de la bomba de llenado 18 se bombea llquido dentro de una entrada 29 en el lado de la base del vaso de medicion 14. El conducto de comunicacion 33 se cierra bien sea por medio de una valvula de cierre adicional, no representada, o bien presenta una seccion transversal de flujo tan pequena que a traves del conducto de comunicacion 33 solo se presenta un flujo de llquido comparativamente reducido en direccion hacia el deposito de llquido 12. De esta manera, el vaso de medicion 14 se llena completamente, y el excedente corre a traves del conducto de rebose 31 de regreso al deposito de llquido 12. Tan pronto como el vaso de medicion 14 se haya llenado completamente con llquido 13', esto es detectado por el sensor de llenado 32 y notificado al determinador de densidad 20'. En este momento, la bascula 16 determina la masa de llquido m basada en la diferencia entre el peso vaclo conocido del vaso de medicion 14 y el peso total medido del vaso de medicion 14 lleno. Adicionalmente, el determinador de densidad 20' detecta la temperatura de llquido actual t, que es determinada y notificada por el sensor de temperatura 34.
El determinador de densidad 20' finalmente determina la densidad D del llquido 13' en el vaso de medicion 14 basada en la masa de llquido m indicada por la bascula. Bajo inclusion de la temperatura del llquido t, se normaliza la densidad calculada del llquido, por ejemplo, con referencia a una temperatura del llquido de 20 °C. A partir de la densidad flsica normalizada D se puede entonces deducir de manera directa y exacta la concentracion K del concentrado seco o de sus componentes en el llquido. Adicionalmente, mediante la realizacion de varias determinaciones de densidad, tambien se puede hacer una declaracion exacta sobre la homogeneidad de la
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densidad del llquido 13, 13'. Tan pronto como la homogeneidad alcanza una calidad predeterminada, se determina el proceso de mezclado y el concentrado de llquido de dialisis esta disponible para la terapia.
El dispositivo de determinacion de la densidad del llquido 11 tambien se usa para determinar el volumen de llquido o la masa de llquido, respectivamente, del llquido 13 en el deposito de llquido 12. Para esto se cierra la valvula de cierre 38 y/o se desconecta la bomba de llenado 18. En el tubo elevador 30, que en el plano horizontal esta aproximadamente alineado con el deposito de llquido 12, el llquido 13' que se encuentra dentro del mismo tiene exactamente el mismo nivel que el llquido 13 en el deposito de llquido 12. La masa de la columna de llquido correspondiente del llquido 13' en el tubo elevador 30 se determina por medio de la bascula electronica 16 y se indica en un determinador de volumen 20', que en el presente ejemplo es tecnicamente identico al determinador de densidad 20', aunque en principio tambien puede estar realizado de manera separada del determinador de densidad 20'. A partir de la masa de llquido m medida por la bascula, el volumen de llenado conocido F del tubo elevador, la temperatura del llquido t determinada por el sensor de temperatura 34, la densidad flsica D del llquido correspondiente 13' para la temperatura medida y las medidas de volumen conocidas del deposito de llquido, se calcula el volumen de llquido exacto del llquido 13 en el deposito de llquido 12.
Las medidas de volumen del deposito de llquido indican el perfil de seccion transversal a lo largo de la altura, que normalmente es constante, ya que el deposito de llquido 12 preferentemente presenta una seccion transversal constante, por ejemplo cillndrica, a lo largo de su altura.
Con la determinacion de volumen arriba descrita, se puede determinar tanto la masa de agua llenada al comienzo del proceso en el deposito de llquido 12, como tambien la masa de llquido del concentrado de llquido de dialisis almacenada al final del proceso en el deposito de llquido 12, ya que para ambos llquidos se conoce la densidad exacta o se puede determinar previamente a traves de la determinacion de densidad arriba descrita.

Claims (6)

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    REIVINDICACIONES
    1. Instalacion de tratamiento de llquidos (10) para el tratamiento modificador de la densidad de un llquido (13), con un dispositivo determinador de la densidad del llquido (11) con:
    Un vaso de medicion de llquido (14) que puede moverse verticalmente con un volumen de llenado conocido (F) y una entrada de llquido (29),
    un conducto de llenado no rlgido (35), que desemboca en la entrada de llquido (29),
    un sensor de llenado (32), que detecta el llenado completo del vaso de medicion (14) con el llquido (13'),
    un sensor de temperatura (34), que detecta la temperatura del llquido (t) del llquido (13') en el vaso de medicion
    (14),
    una bascula electronica (16), que soporta el vaso de medicion de llquido (14) y determina la masa del llquido (m),
    y
    un control de la instalacion (20) con un determinador de densidad (20'), que determina la densidad flsica (D) del llquido (13') a partir del volumen de llenado conocido (F), la temperatura del llquido medida (t) y la masa del llquido medida (m), cuando el sensor de llenado (32) detecta el llenado completo del vaso de medicion (14) con el llquido (13').
  2. 2. Instalacion de tratamiento de llquidos (10) de acuerdo con la reivindicacion 1, con un deposito de llquido (12) con medidas de volumen conocidas, en la que el vaso de medicion del llquido (14) esta realizado como tubo elevador (30) y se comunica fluldicamente con el deposito de llquido (12) a traves de un conducto de comunicacion no rlgido (33), y en la que el control de la instalacion (20) presenta un determinador de volumen (20'), que a partir de las medidas de volumen conocidas del deposito de llquido, la densidad flsica (D) del llquido (13') y la masa de llquido medida (m) determina el volumen de llquido (V) del llquido (13) en el deposito de llquido (12), cuando el nivel de llquido en el tubo elevador (30) corresponde al nivel de llquido en el deposito de llquido (12).
  3. 3. Instalacion de tratamiento de llquidos (10) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en la que se provee una bomba de llenado (18), que se encuentra dispuesta corriente abajo del conducto de llenado (35).
  4. 4. Instalacion de tratamiento de llquidos (10) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en la que en el extremo inferior del vaso de medicion (14) se encuentra dispuesto un sensor de vaciado (36) que detecta el vaciado completo del vaso de medicion (14).
  5. 5. Instalacion de tratamiento de llquidos (10) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en la que en el extremo superior del vaso de medicion (14) se provee un conducto de rebose no rlgido (31) que desemboca en la parte superior dentro del deposito de llquido (12).
  6. 6. Instalacion de tratamiento de llquidos (10) de acuerdo con la reivindicacion 3, en la que corriente arriba de la bomba de llenado (18) se provee una bifurcacion de conducto (42) y el deposito de llquido (12) presenta por lo menos una entrada de alimentacion al deposito (40), y en la que la bifurcacion de conducto (42) y la entrada de alimentacion al deposito (40) establecen la conexion fluldica con el recipiente de mezclado (60), en el que se disuelve el concentrado seco de dialisato (62) en agua.
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