Colector multidireccional de partículas transportadas por el viento.

Colector multidireccional del tipo de los utilizados para la recogida de partículas sólidas en suspensión en el aire transportadas por el viento. El colector incorpora una cámara de separación

(1) que dispone de una abertura de entrada (2) de flujo de aire, una abertura de salida (3) por la cual retorna el flujo de aire al exterior, y una abertura de descarga (4) en su parte inferior por la cual se precipitan las partículas que se encontraban en suspensión en el aire. Una aleta plana (6) es solidaria a la cámara de separación (1) y el conjunto puede girar alrededor de un mástil (7) por acción del viento a modo de veleta, de forma que la abertura de entrada (2) queda enfrentada a la dirección del viento. La abertura de descarga (4) conecta con un contenedor (12) que contiene una diversidad de recipientes (13). El recipiente (13) en el cual son recogidas las partículas dependerá de la dirección del viento en cada momento.

Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P201400329.

Solicitante: UNIVERSIDAD DE ALMERIA.

Nacionalidad solicitante: España.

Inventor/es: LÓPEZ MARTÍNEZ,JAVIER, ASENSIO GRIMA,Carlos Manuel, LOZANO CANTERO,Francisco Javier.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION G — FISICA > METROLOGIA; ENSAYOS > INVESTIGACION O ANALISIS DE MATERIALES POR DETERMINACION... > Muestreo; Preparación de muestras para la investigación... > G01N1/22 (en estado gaseoso)
  • SECCION G — FISICA > METROLOGIA; ENSAYOS > INVESTIGACION O ANALISIS DE MATERIALES POR DETERMINACION... > Muestreo; Preparación de muestras para la investigación... > G01N1/02 (Dispositivos para tomar muestras)
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Colector multidireccional de partículas transportadas por el viento.

Fragmento de la descripción:

COLECTOR MULTIDIRECCIONAL DE PARTÍCULAS TRANSPORTADAS POR EL VIENTO

CAMPO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se enmarca, de manera general, en los sistemas de separación de partículas de fluidos. Más concretamente, la presente invención se refiere a colectores utilizados para separar partículas sólidas del aire, transportadas por el viento.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Son conocidos los aparatos separadores mecánicos, en los que las partículas sólidas en suspensión son separadas de un fluido, normalmente aire, por medio de la acción de la gravedad y de la inercia de las partículas. Estos aparatos constan generalmente de una abertura de entrada del fluido con partículas en suspensión, una abertura de salida del fluido sin esas partículas, y una o varias aberturas por donde son recolectadas las partículas anteriormente suspendidas en el fluido. Los principales tipos de separadores mecánicos son las Cámaras de Sedimentación por Gravedad, los Separadores Inerciales, como los ciclones, y los Purificadores. Puede encontrarse una descripción general de separadores mecánicos de partículas en distintos libros, monografías y artículos, como en los trabajos presentados por Ogava1 o Basaran et al.2

En las Cámaras de Sedimentación por Gravedad, la sección de la abertura de entrada a la cámara es menor que la sección transversal por la que discurre el fluido en el interior de la cámara, de manera que la velocidad de la corriente de fluido es reducida significativamente a medida que el fluido se expande en el interior de la cámara. La reducción de la velocidad permite que las partículas

1 Ogava, A. 1984. Separation of partióles from air and gases. CRC Press.

2 Basaran, M,; Erpul, G.; Uzun, O.; Gabriels, D. 2011. Comparad ve EfTiciency Testing For A Newly Designed Cyclone Type Sediment Trap For Wind Erosión Measurements. Geomorphology 130: 343-

grandes se asienten, separándose de la corriente de fluido. Estas partículas son recolectadas en la base de la cámara de sedimentación por medio de una o varias tolvas.

Otro tipo de separador mecánico de partículas son los Separadores Inerciales. Estos separadores utilizan la gravedad y la inercia de las partículas para separarlas del fluido. La separación se logra al forzar el flujo de gas a cambiar rápidamente de dirección dentro del separador. Normalmente, el fluido se desplaza primero hacia abajo para después ser forzado por uno o varios deflectores a desplazarse repentinamente hacia arriba, de forma que la fuerza de inercia y la fuerza de gravedad que actúan sobre las partículas las obligan a separarse de la corriente de fluido y caer hacia la base del separador, donde las partículas son recolectadas. Este proceso de cambio de dirección del fluido puede repetirse varias veces en el interior del separador, disponiendo por tanto de varias tolvas sucesivas para la recogida de partículas.

Los Purificadores de aire suelen eliminar el material suspendido en el mismo por medio de irradiación, filtrado o empleo de un material poroso que puede absorber sustancias, por lo que se trata simplemente de un proceso en el que cambian éstas de una fase gaseosa a una fase sólida.

Es conocido también el uso de algunos separadores mecánicos para recolección de partículas sólidas en suspensión en el aire transportadas por el viento3,4. Estos colectores consisten en un separador mecánico al cual se fija una aleta y se articula a un mástil, de manera que el separador gira alrededor de dicho mástil a modo de veleta por acción del viento. La abertura de entrada de aire del separador queda de este modo enfrentada a la dirección del viento en todo 3 4

3 Fryrear, D.W. 1986. A field dust sampler. Journal of Soil Water Conservation 41: 117-120.

4 Méndez, M.J.; Funk, R.; Buschiazzo, D.E. 2011. Field wind erosión measurements with Big Spring Number Eight (BSNE) and Modified Wilson and Cook (MWAC) samplers. Geomorphology 129: 43- 48.

momento. El inconveniente de estos colectores dispuestos a modo de veleta es que no permiten diferenciar el tipo de partícula recolectada en función de la dirección del viento, ya que las partículas son recogidas en un mismo recipiente que gira solidariamente con el separador mecánico alrededor del mástil.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

La invención objeto de la presente memoria se refiere a un colector multidireccional de partículas, de entre aquellos colectores destinados a recolectar partículas que se encuentran en suspensión en el aire y que son transportadas por 10 acción del viento.

Caracteriza esta invención un especial mecanismo que permite diferenciar las partículas recogidas del aire en función de la dirección del viento. Las partículas quedan separadas en una diversidad de recipientes, correspondiendo cada uno de 15 estos recipientes a un cierto rango angular de dirección del viento.

El colector multidireccional objeto de la presente invención consta de un separador mecánico dispuesto según un plano vertical, que dispone de tres aberturas: una de entrada, por la cual entra en su interior el flujo de aire por 20 acción del viento; una de salida del flujo de aire, situada en la cara opuesta; y una de descarga en la base, por donde las partículas que se encuentran en suspensión caen por acción de la gravedad y de la inercia.

Para conseguir que la orientación de la abertura de entrada del separador 25 mecánico quede enfrentada a la dirección del viento, se dispone de una aleta plana colocada verticalmente y fijada de forma solidaria al separador mecánico. El plano que define la posición de la aleta contiene a la recta que pasa por los centros de las aberturas de entrada y salida de aire del separador; quedando la abertura de salida situada entre la abertura de entrada y la aleta. El conjunto 30 formado por el separador mecánico y la aleta se encuentra articulado mediante

sendos cojinetes a un mástil vertical fijo. De esta forma el separador mecánico puede girar según la dirección del viento a modo de veleta, quedando su abertura de entrada enfrentada a la dirección del viento.

Un contenedor en forma de toroide, colocado en posición horizontal, se encuentra fijado por su centro geométrico al mástil. Este contenedor dispone de una diversidad de recipientes fácilmente extraíbles que dividen el contenedor en porciones. La sucesión de estos recipientes dispuestos circularmente alrededor del mástil forman un aro completo de 360o, cuyo radio medio es igual a la distancia desde el punto medio de la abertura de descarga del separador mecánico hasta el eje del mástil. De esta forma, las partículas que caen por la abertura de descarga del separador mecánico son recogidas en el interior de los recipientes. El recipiente en el cual son recogidas las partículas del aire dependerá de la dirección del viento en cada momento. Una tapa circular concéntrica al contenedor y fijada solidariamente al separador cubre los recipientes. Esta tapa dispone de una abertura coincidente con la abertura de descarga, de forma que el paso de partículas entre el separador mecánico y el contenedor queda libre. Dos burletes situados en los bordes de la tapa cierran las juntas entre esta y el contenedor, dificultando la entrada de aire desde el exterior al interior de los recipientes. Esta tapa con burletes garantiza que las partículas recogidas se mantengan en el interior de los recipientes y no se dispersen por acción del viento.

El colector de la presente invención permite emplear distintos tipos de separadores mecánicos, los cuales dispongan de una abertura de entrada de aire situada según un plano vertical, una abertura de salida de aire, y un o varias aberturas de descarga de partículas en su base

Esta invención presenta la posibilidad...

 


Reivindicaciones:

1. Colector multidireccional de partículas, del tipo de los utilizados para la recogida de partículas sólidas que se encuentran en suspensión en el aire y son transportadas por el viento. Dicho colector consta de:

una cámara de separación (1) en la que las partículas se separan del aire. Dicha cámara posee una abertura de entrada (2), una abertura de salida (3) y una abertura de descarga (4). La abertura de entrada (2) se encuentra preferiblemente contenida en un plano vertical. La abertura de salida (3) está situada en el lado opuesto a la abertura de entrada (2). La abertura de descarga (4) se encuentra en la base de la cámara de separación (1) y contenida en un plano horizontal.

una aleta (6) unida solidariamente a la cámara de separación (1). Esta aleta está contenida en un plano vertical que corta a la abertura de entrada (2) y a la abertura de salida (3), quedando situada la abertura de salida (3) entre la abertura de entrada (2) y la aleta (6);

un mástil vertical (7) al cual se encuentra articulada la cámara de separación (1), de forma que el conjunto formado por esta cámara (1) y la aleta (6) puede girar libremente respecto del eje del mástil (7). Este mástil vertical (7) corta a la cámara (1).

- caracterizado por disponer de un contenedor (12) en forma de toroide que contiene una diversidad de recipientes (13) que dividen en su totalidad dicho contenedor (12) en porciones angulares. El contenedor (12) está unido solidariamente al mástil (7), siendo el eje de simetría del contenedor (12) coincidente con el eje del mástil (7). El diámetro de la circunferencia que describen los centros de los recipientes (13) es igual al diámetro de la circunferencia que describe el centro de la abertura de descarga (4) al girar la cámara (1) respecto del eje del mástil (7), de forma que las partículas

que pasan a través de la abertura de descarga (4) se depositan en el fondo de los recipientes (13). La posición que tenga en cada momento el orificio de descarga (4) determina el recipiente (13) en el cual se depositan las partículas separadas en la cámara (1).

2. Colector multidireccional de partículas según la reivindicación 1, caracterizado por disponer de una tapa (14) que cubre a los recipientes (13) por su parte superior y que es atravesada por la abertura de descarga (4). Esta tapa (14) está fijada a la cámara (1) y gira solidariamente con ella respecto al eje del mástil (7). Esta tapa (14) evita que las partículas depositadas en los recipientes puedan ser dispersadas por la acción del viento.

3. Colector multidireccional de partículas según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado por disponer de una diversidad de colectores multidireccionales idénticos situados a distintas alturas sobre el mismo mástil (7).

4. Colector multidireccional de partículas según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la cámara de separación (1) en lugar de una abertura de descarga (4) presenta una diversidad de ellas situadas 20 a distinta distancia respecto del eje del mástil (7), y en lugar de un contenedor

(12) presenta un número de ellos igual al número de aberturas de descarga (4). Cada una de las aberturas de descarga (4) es coincidente con un contenedor (12) distinto.