Elemento de tobera y su utilización.

Una unidad de toberas para la distribución de un gas en un líquido, que comprende dos o más toberas anulares una tras otra en la dirección del flujo

, donde cada tobera está superpuesta a la tobera siguiente, donde cada tobera tiene una o más aberturas para el suministro del gas en la superposición, donde en el lado posterior de las toberas existe un espacio anular para el suministro del gas que se abre hacia las aberturas, caracterizada por que las toberas están dispuestas en ángulo que aporta un paso de restricción en la dirección del flujo y por que la superposición de una tobera con la tobera siguiente está conformada para formar un pico de tobera puntiagudo , y por que el ángulo del pico puntiagudo de la tobera está comprendido entre 3º y 45º, preferiblemente 33º.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E10193277.

Solicitante: AGA AS.

Nacionalidad solicitante: Noruega.

Dirección: Postboks 13 Grefsen 0409 Oslo NORUEGA.

Inventor/es: GLOMSET,KARSTEN.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > PROCEDIMIENTOS O APARATOS FISICOS O QUIMICOS EN GENERAL > MEZCLA, p. ej. DISOLUCION, EMULSION, DISPERSION (mezcla... > Mezcladores de flujo (pulverizadores, atomizadores... > B01F5/04 (Mezcladores de inyectores)
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > PROCEDIMIENTOS O APARATOS FISICOS O QUIMICOS EN GENERAL > MEZCLA, p. ej. DISOLUCION, EMULSION, DISPERSION (mezcla... > Mezcla, p. ej. dispersión, emulsión, según las... > B01F3/04 (de gases o de vapores con líquidos (mezclando bebidas no alcohólicas con gases A23L 2/54))

PDF original: ES-2532472_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Elemento de tobera y su utilización.

La presente invención se refiere a una unidad de toberas para distribución de un gas en un líquido. La presente invención se refiere también al uso de una unidad de toberas para la distribución de un gas en un líquido.

La presente invención es un dispositivo para aumentar la capacidad de disolución de un gas en un líquido, por ejemplo para disolución de oxígeno en agua en una tolva de oxigenación a presión. La tolva de oxigenación a presión puede estar montada por ejemplo en una piscifactoría.

En las piscifactorías es importante que el contenido de oxígeno disuelto en el agua se mantenga alto. Las toberas utilizadas hoy en día no son capaces de proporcionar un nivel suficiente de oxígeno disuelto. Dado que la solubilidad 10 de los gases en agua se reduce por aumento de la temperatura, mientras que las necesidades de oxígeno de los peces aumentan a temperaturas elevadas, hay una necesidad particularmente grande de oxígeno en los periodos cálidos. Por tanto es sumamente útil para el piscicultor aumentar la capacidad de los disolvedores de oxígeno. Adicionalmente, la mayoría de las piscifactorías producen más peces por litro de agua que aquéllos para los que fue dimensionada originalmente la instalación. La cantidad de agua es por tanto un factor limitante de la instalación. Por tanto, se requieren una mejor utilización del agua, un consumo mayor del oxígeno y una capacidad de disolución mejorada.

La mayoría de las piscifactorías utilizan disolvedores de oxígeno presurizados con una presión de trabajo de 1-4 bares. En el caso de cantidades de agua pequeñas, es normal dejar que la totalidad del flujo de agua pase a través del disolvedor, pero muy comúnmente existe una salida que conduce una parte del flujo desde la tubería principal a 20 una bomba de refuerzo que presuriza el disolvedor. El agua oxigenada se devuelve después de ello a la tubería principal, donde aquélla se mezcla con agua sin tratar. La mayoría de los sistemas de disolución tienen una eficiencia próxima a 100% utilizando aproximadamente 1, 8-2, 0 kWH por kilo de O2 a la dosis máxima, dependiendo de la elección de la bomba. Los inyectores en combinación con los disolvedores de O2 presurizado no son comunes en Noruega. Los inyectores que se han utilizado han proporcionado un aumento relativamente pequeño en la capacidad, una gran pérdida de presión, y consumo incrementado de energía.

US 5935490 describe un aparato para disolver un gas en una corriente fluida. El aparato tiene un cuerpo anular dispuesto para definir un estrangulamiento en la corriente de fluido. El cuerpo tiene una pluralidad de aberturas orientadas hacia dentro en comunicación con una fuente del gas presurizado. Cada una de las aberturas define un punto de inyección localizado para el gas presurizado en la corriente fluida. El cuerpo anular tiene un área de sección transversal progresivamente reducida, de tal modo que los diferenciales de velocidad y presión resultantes mejoran la disolución del gas en el fluido.

Las impurezas contenidas en el agua pueden causar obstrucción de los canales para el suministro del gas, especialmente cuando se suministran cantidades pequeñas del gas o a una presión del gas baja. El área de sección transversal decreciente de las aberturas para suministro del gas da como resultado que la energía de presión se convierte en energía cinética. La presión de agua (presión contraria a la presión del gas) se encontrará por tanto en su valor más bajo para el área de sección transversal mínima. En instalaciones aguas arriba y horizontales, la diferencia de presión será considerable y da como resultado que el gas salga principalmente a través de los canales en el área de sección transversal mínima.

FR 2301289 describe una mezcla de dos fluidos, donde un fluido fluye como un film y el otro en la forma de una pluralidad de chorros. Los chorros entran en contacto con el primer fluido en cierto ángulo y a una presión que depende de las propiedades de los fluidos, y en un ángulo tal que el segundo fluido se dispersa en el primer fluido. El film del primer fluido puede ser cilíndrico o cónico.

NL 7116127 da a conocer en la Figura 4 una unidad de toberas para la distribución de aire en agua con las características del preámbulo de la reivindicación 1. El aparato utiliza elementos planos entre los cuales es aspirado 45 el aire.

US 2100185 da a conocer una bomba de aspiración para alquitranes y lodos que presenta algunas características del preámbulo de la reivindicación 1.

US 3853271 y US 366169 dan a conocer un sistema de descarga de fluido que utiliza elementos de tobera planos para añadir aire al agua.

US 847010 da a conocer un condensador de chorro para condensación de vapor en agua utilizando tuberías condensadores planos c.

US 5173030 da a conocer una tubería de chorro -una bomba -para procesar suelo contaminado.

Conforme a la presente invención, los picos de las toberas apuntan hacia abajo en la dirección del flujo y los picos de las toberas cubren las aberturas de suministro del gas. Esto reduce el riesgo de obstrucción de las aberturas 2

debido a impurezas contenidas en el agua. Cada tobera circunda el área de la sección transversal y dará por tanto un área mayor para suministro del gas. La mayor área para suministro del gas hace que la presión del gas y la presión del agua en el punto de suministro sean aproximadamente iguales, y esto y las toberas puntiagudas causan la generación de muy pocas burbujas del gas. Las burbujas pequeñas tienen una gran superficie con relación a su masa y proporcionarán por tanto un transporte de masa relativamente grande del gas al líquido.

Sumario de la invención La presente invención se refiere a una unidad de toberas para la distribución de un gas en un líquido, que comprende dos o más toberas anulares una tras otra en la dirección del flujo, donde cada tobera tiene una o más aberturas para el suministro del gas en la superposición, donde en el lado posterior de las toberas existe un espacio anular para el suministro del gas que se abre hacia las aberturas, caracterizada por que las toberas están dispuestas en ángulo que aporta un paso de restricción en la dirección del flujo y por que la superposición de una tobera con la tobera siguiente está conformada para formar un pico de tobera puntiagudo , y por que el ángulo del pico puntiagudo de la tobera está comprendido entre 3º y 45º , preferiblemente 33º .

La unidad de toberas puede estar dispuesta en una tubería. Desde el espacio anular y hacia fuera a través de la pared de la tubería pueden existir una o más perforaciones hasta una boquilla para suministro del gas. Cuando está instalada en una tubería puede haber en el interior de la tubería una restricción de la circunferencia interior de la tubería y esta restricción puede ser redondeada. El lado interior de la tubería puede expandirse de nuevo hasta el diámetro original de la tubería en el lado de salida. En cada unidad de toberas pueden estar dispuestas una o más conexiones de salida para medida de la presión estática y una o más conexiones de salida para medida de la presión dinámica.

Conforme a la reivindicación 11, la presente invención se refiere también al uso de una unidad de toberas para la distribución de un gas en el líquido, preferiblemente para la distribución de oxígeno en agua.

Descripción de los dibujos Fig. 1 muestra una vista de principio del dispositivo de la presente invención en la entrada a las tolvas de 25 oxigenación.

Las Figuras 2a y 2b muestran la unidad de toberas dispuesta en una tubería con una pieza de conexión de entrada para la unidad de tubería y una pieza... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Una unidad de toberas para la distribución de un gas en un líquido, que comprende dos o más toberas anulares una tras otra en la dirección del flujo, donde cada tobera está superpuesta a la tobera siguiente, donde cada tobera tiene una o más aberturas para el suministro del gas en la superposición, donde en el lado posterior de las toberas existe un espacio anular para el suministro del gas que se abre hacia las aberturas, caracterizada por que las toberas están dispuestas en ángulo que aporta un paso de restricción en la dirección del flujo y por que la superposición de una tobera con la tobera siguiente está conformada para formar un pico de tobera puntiagudo , y por que el ángulo del pico puntiagudo de la tobera está comprendido entre 3º y 45º , preferiblemente 33º .

2. La unidad de toberas conforme a la reivindicación 1, en donde la unidad de toberas está dispuesta en una 10 tubería.

3. La unidad de toberas conforme a la reivindicación 1, en donde desde el espacio anular y hacia fuera a través de la pared de la tubería existen una o más perforaciones hacia una boquilla para el suministro del gas.

4. La unidad de toberas conforme a la reivindicación 1, en donde en el interior de la tubería existe una restricción de la circunferencia interior de la tubería.

5. La unidad de toberas conforme a la reivindicación 1, en donde la restricción en el lado interior está redondeada.

6. La unidad de toberas conforme a la reivindicación 1, en donde en el interior de la tubería se expande de nuevo en el lado de salida al diámetro original de la tubería.

7. La unidad de toberas conforme a la reivindicación 1, en donde la sección de entrada tiene una o más

conexiones de salida para medida de la presión estática y una o más conexiones de salida para medida de la presión cinética.

8. La unidad de toberas conforme a la reivindicación 1, en donde existen preferiblemente entre 5 y 15 toberas anulares, preferiblemente 10 toberas.

9. La unidad de toberas conforme a la reivindicación 4 ó 5, en donde el ángulo de la restricción en la sección de 25 entrada está comprendido entre 5º y 15º , preferiblemente 9º .

10. La unidad de toberas conforme a la reivindicación 1, en donde el ángulo de la restricción en la sección de la conexión de salida está comprendido entre 2º y 15º , preferiblemente 4º .

11. Uso de una unidad de toberas conforme a una o más de las reivindicaciones anteriores para la distribución de un gas en un líquido, preferiblemente para la distribución de oxígeno en agua.