Filtro de líquido y método automático para limpiar el mismo.

La presente invención se refiere a un filtro para agua y otros líquidos, que incluye diferentes etapas de filtración en un mismo cuerpo

, siendo su limpieza realizada automáticamente por un nuevoprocedimiento. El filtro comprende un cuerpo exterior cilíndricopor cuya base inferior penetra tangencialmente la conducción de agua a filtrar, utilizándose la fuerza centrífuga en una primera etapa de filtrado para separar las partículas de mayor densidad. Acontinuación el líquido adquiere una trayectoria helicoidal y pasa por diversos dispositivos filtrantes, como mallas, anillas, etc., siendo recogida finalmente el agua filtrada, y por tanto ya limpia, en un tubo central convenientemente perforado que sale delfiltro por el centro de su base inferior. Se utiliza para la limpieza de líquidos, fundamentalmente agua, en agricultura para riego localizado, en industria, medioambiente, etc.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/ES2007/000709.

Solicitante: UNIVERSIDAD POLITECNICA DE MADRID.

Nacionalidad solicitante: España.

Inventor/es: COBOS DE LA FUENTE,ALFONSO.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > PROCEDIMIENTOS O APARATOS FISICOS O QUIMICOS EN GENERAL > SEPARACION (separación de sólidos por vía húmeda... > Otros filtros con elementos filtrantes estacionarios... > B01D29/15 (dispuestos para una filtración con flujo dirigido hacia el interior)
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > PROCEDIMIENTOS O APARATOS FISICOS O QUIMICOS EN GENERAL > SEPARACION (separación de sólidos por vía húmeda... > Filtros formados por la unión de un conjunto de... > B01D25/38 (por piezas móviles que entran en contacto con elementos filtrantes fijos, p. ej. rascadores)
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > PROCEDIMIENTOS O APARATOS FISICOS O QUIMICOS EN GENERAL > SEPARACION (separación de sólidos por vía húmeda... > Circuitos de filtro o combinaciones de filtro con... > B01D36/02 (Combinaciones de filtros de diferentes tipos (B01D 29/50, B01D 33/35 tienen prioridad))

PDF original: ES-2549431_T3.pdf

 

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Filtro de líquido y método automático para limpiar el mismo.

Fragmento de la descripción:

Filtro de líquido y método automático para limpiar el mismo Propósito de la invención Esta invención se refiere a un sistema de filtro para agua y otros líquidos que incluye diferentes etapas de filtrado en el mismo elemento, siendo su limpieza hecha de manera automática por un nuevo procedimiento.

Sector técnico El sistema de filtro objeto de esta invención tiene un alcance de aplicación diverso, siendo bien adecuado en el sector agrícola, el sector industrial, en plantas de desalinización, y en los sectores urbano y ambiental.

Antecedentes de la invención Los líquidos normalmente contienen en suspensión diversas partículas sólidas no deseadas. Por lo tanto, con el fin de eliminar las partículas que contienen el agua y otros líquidos, se utilizan diferentes tipos de filtros.

En agricultura, la limpieza física del agua es necesaria en procedimientos de irrigación localizados, por cuya razón se requiere el uso de diferentes filtros, que son conocidos como la arena, filtros de maya y anillo, de acuerdo con su sistema de filtrado. También se utilizan los ciclones, denominados de esta manera porque su filtrado se basa en la fuerza centrífuga.

La industria también utiliza sistemas de filtrado, aunque en procesos para la descarga de agua contaminada a los canales públicos; después de pasar a través de los filtros, el agua es ambientalmente más tolerable.

Los siguientes documentos representan el estado de la técnica: la patente europea ES 2 200 901 T3 trata de un filtro de maya de tamiz único con limpieza mecánica mediante un motor;

El documento US3400820 describe un aparato de tamizado para material fibroso y mezcla de líquido, con un miembro de pantalla perforado sustancialmente cilíndrico y un miembro de impulsos rotatorios en el cual el fluido periférico que hace contacto con la superficie del miembro rotatorio se define mediante una pluralidad de porciones de banda ondulantes desplazadas una de la otra; y US 6 419 826 B1 describe un sistema de filtrado con un tubo recolector para retrolavar una pila de anillos ranurados.

Los diferentes tipos de sistema de filtrado existente pretenden obtener agua sin partículas sólidas con un diámetro sobre un cierto valor, y con facilidad de limpieza cuando ellos se sedimentan. Estos objetivos no se obtienen fácilmente. Normalmente diferentes filtros se colocan en serie, dentro de un cobertizo construido para tal propósito, que requiere un gran espacio y piezas de conexión. Las pérdidas de energía son altas, como consecuencia de que los diseños no tienen en cuenta este aspecto y el de su instalación.

Esta invención coloca los elementos de filtrado sucesivamente en un cubierta metálica única, que simplifica enormemente la instalación, con menos perdida de energía; además, la facilidad de limpieza, aun automática, resuelve los problemas existentes, que contribuyen con nuevas ventajas que serán claras a lo largo de esta descripción.

Descripción de la invención Esta invención consiste de un sistema de filtrado líquido de acuerdo con la reivindicación 1 y su procedimiento de limpieza automático de acuerdo con la reivindicación 9.

Se utiliza el flujo con movimiento helicoidal para empujar las impurezas hacia la periferia y las áreas más altas del dispositivo, removiéndolas de las partes de filtrado más activas, que reciben de esta manera una limpieza adicional.

Las siguientes etapas de filtrado se producen mediante la inserción sucesiva en el flujo de diferentes elementos de filtrado con formas de superficies cilíndricas concéntricas o de coronas circular de los empaques de anillo.

Esta disposición es aconsejable, en primer lugar, porque los elementos de filtrado están dentro de la misma cubierta, con una reducción de espacio considerable y de las piezas de conexión. En segundo lugar, el paso del fluido se hace hidrodinámicamente, con los elementos de filtrado siendo sucesivamente insertados en el flujo del líquido, sin cambios abruptos de su movimiento, y produciendo menos perdidas de carga.

Se coloca una tapa removible hermética al agua en la segunda base de la cubierta cilíndrica externa anteriormente mencionada. Unos o varios mecanismos de ventosa bola están situados sobre esta tapa para facilitarla entrada y salida de aire para llenar y vaciar el filtro. Esta tapa tiene varias muescas concéntricas circulares para asegurar los elementos de filtrado; concéntricamente sobre una hacia el interior del tubo recolector. Este resorte actúa sobre una pieza en forma de omega que guía el resorte y cuya parte interior se adapta a la parte superior del tubo recolector interior concéntrico a la cubierta exterior, dejando entre ambas partes una cámara de volumen variable, conectada por medio de un segundo tubo que tiene un diámetro más pequeño que el diámetro del tubo recolector interior, directamente a la salida del tubo recolector interior anteriormente mencionado.

La primera parte del filtro está comprendida por una cámara que drena todas impurezas, que soporta además, los elementos de filtrado. Algunas compuertas unidireccionales permiten que el flujo salga hacia esta cámara, con las partículas de desecho que no pasaron a través de los elementos de filtrado, pero nunca fluye en la otra dirección.

Normalmente, los sistemas de filtrado se instalan formado un conjunto de varias unidades de equipo. Todos los filtros se conectan en paralelo uno al otro entre los tubos generales con la entrada bruta de líquido y el recolector de salida general del líquido filtrado limpio. Otro recolector drenara los desechos provenientes de las cámaras de impurezas. Cada uno de estos tres tubos estará equipado con una válvula para regular el flujo.

El funcionamiento del dispositivo propuesto se entiende claramente después de la descripción previa y está comprendido de dos procesos bien diferenciados: el filtrado y la limpieza.

Durante el proceso de filtrado el líquido bruto que ingresa al equipo de filtro pasa a través de cada uno de ellos en diferentes etapas, dejando las partículas sólidas retenidas, y con el líquido de limpieza yendo hacia el recolector de líquido filtrado general.

Pero los desechos acumulados durante el filtrado se sedimentan en los elementos de filtrado y deben ser retirados en algún momento. Este proceso de limpieza inicia con el cierre de la válvula ubicada a la entrada del tubo tangencial en la primera base de la cubierta cilíndrica y la válvula de dos vías ubicada a la salida del tubo recolector interior, mientras se abre la válvula ubicada a la salida de la cámara de impurezas, y por lo tanto el líquido se descarga a través de esta cámara, empujando los desechos, con dos brochas flotantes ubicadas entre los elementos de filtrado que colaboran con este, que se mueven al elevar y bajar el líquido en el filtro y pelar las superficies del filtro y barrer los desechos. Regresando a las válvulas a su posición de filtrado de nuevo se pone el filtro en orden de operación con mínimo tiempo de inactividad.

Una limpieza más exhaustiva seria llevada a cabo desde la etapa de gravedad previa, por medio de la limpieza mediante el flujo inverso. En este proceso, usted abre la válvula que conecta al recolector de líquido filtrado, que ahora vendrá del resto de los filtros, que penetran a través del interior del tubo recolector, partiendo la limpieza del conjunto con el flujo inverso o, como este también se llama, retrolavado. En esta situación la presión máxima, que se encuentra en la conexión al recolector de líquido filtrado, se trasmite a través de un segundo tubo que tiene un diámetro más pequeño que el tubo de recolector interior, a la cámara variable comprendida entre la pieza en forma de omega y la parte superior del tubo... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Sistema de filtrado de líquido, que comprende una cubierta (1) exterior cilíndrica vertical que comprende a su vez una primera base y una segunda base opuesta a la primera base, en cuyo interior se encuentran ubicados elementos de filtrado, dicho sistema de filtrado de líquido adicionalmente comprende

un tubo (2) que penetra tangencialmente a través de la primera base de la cubierta (1) cilíndrica exterior anteriormente mencionada a través del cual el líquido al ser filtrado ingresa, un tubo (10) recolector interior concéntrico a la cubierta (1) exterior con una salida cerca de la primera base para el líquido filtrado.

Una tapa (11) hermética al agua removible ubicada en la segunda base de la cubierta (1) cilíndrica exterior.

Un empaque cilíndrico de anillos (9) ranurados comprimidos por un resorte (13) que es concéntrico al tubo (10) recolector interior,

Una pieza en forma de omega adyacente a la segunda base que guía dicho resorte (13) y se adapta a la parte exterior del tubo (10) recolector interior, dejando entre ambas partes una cámara (15) de volumen variable,

Y un conjunto de huecos taladrado en el tubo (10) recolector interior con un ángulo fijo y una ubicación de tal manera que el flujo inverso de limpieza que sale disparado a través de dichos huecos golpea al interior del empaque cilíndrico de los anillos (9) ranurados produciendo el giro y la separación de dichos anillos (9) ,

El sistema de filtrado de líquido caracterizado porque este comprende

Una pieza de adaptación de flujo que prolongue el tubo (2) y que hace un cambio gradual de la sección circular del tubo a una sección (4) rectangular, que produce sendas circulares, por cuya razón las partículas pesadas descienden y se aproximan a la periferia, al actuar sobre ellas la fuerza de gravedad y centrifuga,

Un panel (8) de maya cilíndrica concéntrico al tubo (10) recolector interior, y dispuesto entre dicho tubo (10) recolector interior y la cubierta (1) exterior cilíndrica, estando el empaque cilíndrico de anillo (9) ranurados dispuestos entre el tubo (10) recolector y el panel (8) de maya cilíndrica,

Que tiene un diámetro más pequeño que el diámetro del tubo (10) recolector, Y ubicado concéntricamente dentro del tubo (10) recolector interior.

2. El sistema de filtrado de líquido de acuerdo con la reivindicación 1 caracterizado porque el tubo (10) recolector interior concéntrico a la cubierta (1) exterior esta perforado y soldado a la primera base, que pasa a través de esta para servir como un elemento de salida final del líquido filtrado.

3. Sistema de filtro de líquido de acuerdo con la reivindicaciones 1 a 2 caracterizado porque se ubica una trampa (5) en el área siguiente a la primera base para recolectar las partículas pesadas que permanecen almacenadas en una cámara (6) de impurezas que contiene compuertas (19) unidireccionales operadas por un resorte.

4. Sistema de filtrado de líquido de acuerdo con la reivindicaciones 1 a 3 caracterizado porque la tapa (11) hermética al agua comprende uno o varios mecanismos de ventosa de bola para facilitar la entrada y salida del aire en el llenado y vaciado del filtro.

5. El sistema de filtrado de líquido de acuerdo con la reivindicaciones 1 a 4 caracterizado porque la tapa (11) hermética al agua removible tiene muscas circulares concéntricas para asegurar los elementos de filtrado

6. El sistema de filtrado de líquido de acuerdo con la reivindicación 5 caracterizado porque el panel (8) de maya cilíndrica se asegura a la muesca circular concéntrica con el diámetro más grande.

7. Sistema de filtrado de líquido de acuerdo con la reivindicaciones 5 a 6 caracterizado porque el resorte (13) produce la compresión del empaque de los anillos (9) ranurados se centra sobre la muesca con el diámetro más pequeño.

8. Sistema de filtrado de líquido de acuerdo con la reivindicaciones 1 a 7 caracterizado porque este comprende brochas (17) flotantes alojadas entre los elementos de filtro, dichas brochas (17) flotantes se mueven hacia arriba y hacia abajo con el nivel del líquido en el filtro, y raspando las superficies de filtro, expulsando de esta manera los desechos.

9. Procedimiento de limpieza del sistema de filtrado de líquido descrito en las reivindicaciones 1 a 8, que comprende una etapa de gravedad y una segunda etapa de limpieza mediante flujo inverso, caracterizado porque la etapa de limpieza mediante eflujo inverso comprende las siguientes subetapas:

Se abre una válvula (25) de dos vías ubicada en la parte exterior del tubo (10) recolector interior, El segundo tubo (16) que conecta la cámara (15) de volumen variable a la salida del tubo (10) recolector interior suministra agua a esa cámara (15) variable a la presión máxima de tal manera que la acción del resorte (13) da vía y libera el empaque (9) de anillo, El agua que sale disparada de los huecos en el tubo (10) recolector interior produce en los anillos (9) un movimiento de giro con múltiples movimientos para liberar las partículas retenidas en sus ranuras, El flujo inverso expulsa las impurezas que pasan a través de las compuertas (19) unidireccionales a la cámara (6) de impurezas y junto con los sólidos densos atrapados en la etapa de gravedad, pasan al exterior.

10. Procedimiento de limpieza del sistema de filtrado de líquido, de acuerdo con la reivindicación 9 caracterizado porque la etapa de gravedad incluye las siguientes subetapas:

Se cierra una válvula ubicada a la entrada del tubo (2) tangencial a la primera base de la cubierta (1) cilíndrica y 15 una válvula (25) de dos vías ubicada a la salida del tubo (10) recolector interior, Se abre una válvula ubicada en la parte exterior (18) de la cámara (6) de impurezas.