Medidor del nivel de llenado para gasómetros de membrana.

Medidor (4) del nivel de llenado para gasómetros de membrana (1),

que consta de al menos una cámara deacumulación (C1) dispuesta para contener un gas, que comprende una membrana flexible impermeable (2) capaz demoverse entre dos posiciones que corresponden a la cámara totalmente llena y totalmente vacía, en donde dichomedidor (4) comprende:

- un instrumento (12) asociado con un elemento fijo (3, 9), dispuesto para generar una señal de medida de unvalor físico que puede ser correlacionado con la cantidad de gas contenido en dicha cámara (C1);

- un medio para procesar y visualizar (5) el valor de la cantidad de gas que corresponde a dicha señalgenerada;

- un medio filiforme flexible (6) para conectar dicho instrumento (12) y dicha membrana (2);

caracterizado porque dicho medio filiforme flexible (6) comprende al menos una parte constituida por un medioelástico (7).

Medidor del nivel de llenado para gasómetros de membrana La presente invención se refiere al sector de los gasómetros de membrana, particularmente útil para el almacenamiento de biogás (gas biológico) generado por la digestión de lodos, aguas residuales y sustancias orgánicas en general, o para el almacenamiento del gas que procede de los tanques de acumulación de aguas residuales que contienen material fermentable.

Más específicamente, la invención se refiere a un medidor del nivel apropiado para medir de forma continua la cantidad de gas o biogás contenido en dichos gasómetros o contenedores de gas.

De acuerdo con la técnica conocida, los gasómetros de membrana constan de una estructura laminar compuesta por una membrana hermética al aire.

Se usa una técnica mejorada en la fabricación de gasómetros de membrana de tipo presostático, que comprenden una primera membrana interior (membrana de gas) , la cual delimita una cámara de acumulación de gas, y una segunda membrana más exterior (membrana de aire) , dispuesta para crear una cámara de mantenimiento de la presión entre las dos membranas, generalmente rellena con aire, contigua a dicha cámara de acumulación de gas.

La cámara de acumulación está conectada a unos tubos de entrada y salida para el gas contenido en ella, o se comunica directamente con un tanque inferior para el almacenamiento de líquidos o lodos, de los que procede dicho gas.

Por otra parte, la cámara de mantenimiento de la presión está conectada a un ventilador de aire auxiliar o a un compresor, que permiten mantener una presión dada en el interior de la cámara.

En un tipo común de contenedores de gas presostáticos la primera membrana forma una cúpula encima de un área de base, y la segunda membrana forma una cúpula exterior que encierra la primera.

Dicha área de base puede ser una base de hormigón, por ejemplo, alineada con otra membrana unida a la primera membrana a lo largo del borde, o la misma superficie de un líquido en el que está sumergido un borde de la primera membrana.

Los gasómetros de membrana más tradicionales tienen generalmente una forma de cúpula hemisférica, de cubierta esférica, de “tres cuartos de esfera” o con forma de cúpula cilíndrica, esta última con un área de base con una forma sustancialmente rectangular o elíptica.

Las membranas son flexibles, hechas generalmente de una tela de fibras de poliéster extendida sobre un material plástico, por ejemplo PVC, y deben estar bien ancladas al terreno o a una estructura fija específica.

Para el uso correcto de dichos gasómetros es necesario conocer el grado de llenado de la cámara de acumulación de gas, tanto para la gestión como para la regulación del contenedor de gas durante el funcionamiento normal y con fines de seguridad. Como la segunda membrana encierra exteriormente a la primera esto no es posible con una simple inspección visual y se requiere el uso de un dispositivo de medición específico.

De acuerdo con la técnica conocida, hay dos tipos diferentes de dispositivos de medición para este fin: un primer tipo comprende instrumentos que pueden ser definidos como dispositivos de “medición de la distancia”, en tanto que un segundo tipo comprende instrumentos que pueden ser definidos como dispositivos de “medición de la fuerza”.

El primer tipo de instrumento permite medir la distancia entre la parte superior de la primera membrana y la correspondiente parte superior de la segunda membrana. De hecho, esta última generalmente mantiene la misma forma ya que está a presión en tanto que la primera membrana sube y desciende dependiendo de la cantidad del gas que contiene; por lo tanto, la medida de la distancia entre las partes superiores de las membranas da un valor que puede ser fácilmente correlacionado geométricamente con la cantidad del gas contenido en la cámara de acumulación.

Con este objeto, la solicitud de patente FR 2.766.255 describe el uso de un instrumento de eco, generalmente una sonda ultrasónica, asociado con la membrana exterior, dispuesto para emitir impulsos en forma de onda en la dirección de la membrana interior. Dichos impulsos golpean la membrana interior y son reflejados y redireccionados hacia atrás dirigidos al instrumento emisor; se procesa el tiempo empleado para la ida y vuelta y se convierte en una señal eléctrica proporcional a la medida de la distancia entre las dos membranas, y después se correlaciona con un valor del volumen del gas contenido en la cámara de acumulación, expresado como un porcentaje o como un valor absoluto, y se visualiza en un panel indicador digital específico capaz de generar una señal de voltaje o de intensidad, generalmente de 0-12 voltios o 4-20 mA. Este instrumento de eco se usa a menudo con un disco metálico plano, una especie de objetivo, situado en la parte superior de la membrana interior, y tiene como fin ser una superficie reflectante de seguridad para las ondas ultrasónicas.

En la patente EP 0.333.698 se describe un segundo instrumento de “medición de la distancia”, que describe un sistema que comprende una bobina fijada de forma estable a la parte superior de la membrana exterior del gasómetro, desde el cual se desenrolla un hilo metálico, cuyo extremo está fijado a la parte superior de la membrana interior. La bobina está provista de un muelle de torsión dispuesto para rebobinarse el hilo metálico. A medida que el hilo metálico se desenrolla o se enrolla de nuevo, siguiendo los movimientos de la membrana interior cuando sube o baja según varía el contenido de gas, un potenciómetro registra el giro de la bobina y de este modo da una medida de la distancia entre las partes superiores de las membranas, la cual puede ser también correlacionada con el volumen del gas contenido en la cámara de acumulación y puede ser visualizada en un indicador digital apropiado capaz de generar una señal eléctrica apropiada.

El primer tipo de dispositivo para medir la cantidad del gas contenido en la cámara de acumulación de los gasómetros tiene unas ciertas desventajas comunes a las dos aplicaciones antes descritas.

La membrana de gas, como está hecha de un paño no extensible y no elástico, cuando se vacía la cámara de acumulación se hunde y cae sobre sí misma formando dobleces y vueltas. Además, la forma adoptada por la cámara de acumulación durante cada ciclo de emisión de gas es diferente: esto implica la no biyección entre los valores registrados por los instrumentos de medida y el volumen real del gas presente en la cámara.

Esta desventaja viene acentuada si el gasómetro no es un gasómetro de tipo de cubierta semiesférica o esférica. En particular, si el gasómetro consta de una cubierta de 3/4 de esfera, cuando se vacía la cámara de acumulación, la membrana de gas, además de hundirse y de crear vueltas, puede llegar a desequilibrarse y caer fuera de su área proyectada, lo que da lugar a unas mediciones incluso más inexactas.

Además, el peso concentrado en la primera membrana del disco metálico plano usado conjuntamente con la sonda ultrasónica tiene una influencia negativa sobre la forma de la cámara de acumulación de gas, lo hace que se provoque un desequilibrio de la misma membrana cuando se vacía la cámara: la membrana tiende a caer de una forma desequilibrada y descentrada con respecto al área proyectada de la cúpula, lo que da lugar a una lectura inexacta del volumen sujeta a errores casuales que son diferentes para cada ciclo y por lo tanto no pueden ser normalizados. En un intento de remediar este problema la citada patente sugiere el uso de cables de conexión entre las membranas primera y segunda, dispuestos regularmente a lo largo de la circunferencia máxima de la superficie esférica. Dicha solución, aunque previene la pérdida de equilibrio, de forma desventajosa distorsiona la lectura del volumen: cuando el disco toca la superficie sobre la que descansa el gasómetro, el gasómetro no está vacío, sino que en el interior de la cámara de acumulación, en el área de forma semitoroidal que queda, formada alrededor del disco, aún queda una considerable cantidad de gas. Por lo tanto, en el interior del gasómetro el valor volumétrico registrado y usado para la capacidad de almacenamiento es considerablemente inferior al volumen geométrico nominal real.

La principal desventaja de usar un cable fijado a la parte superior de la membrana interior es que los ciclos continuos de enrollamiento y desenrollamiento del cable tienden con el paso del tiempo a dañar el muelle de torsión usado para enrollar de nuevo el cable y, en consecuencia, el dispositivo no puede ya más asegurar unas lecturas exactas del valor registrado. Por último,... [Seguir leyendo]

1. Medidor (4) del nivel de llenado para gasómetros de membrana (1) , que consta de al menos una cámara de acumulación (C1) dispuesta para contener un gas, que comprende una membrana flexible impermeable (2) capaz de moverse entre dos posiciones que corresponden a la cámara totalmente llena y totalmente vacía, en donde dicho medidor (4) comprende:

-un instrumento (12) asociado con un elemento fijo (3, 9) , dispuesto para generar una señal de medida de un valor físico que puede ser correlacionado con la cantidad de gas contenido en dicha cámara (C1) ;

-un medio para procesar y visualizar (5) el valor de la cantidad de gas que corresponde a dicha señal generada;

-un medio filiforme flexible (6) para conectar dicho instrumento (12) y dicha membrana (2) ;

caracterizado porque dicho medio filiforme flexible (6) comprende al menos una parte constituida por un medio elástico (7) .

2. Un medidor (4) del nivel de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque dicho instrumento (12) es un dispositivo dispuesto para detectar una fuerza de tracción.

3. Un medidor (4) del nivel de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque dicho instrumento (12) es una celda de carga.

4. Un medidor (4) del nivel de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque dicho instrumento (12) es un dinamómetro.

5. Un medidor (4) del nivel de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque dicho medio filiforme (6) comprende un muelle helicoidal (7) .

6. Un medidor (4) del nivel de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque dicho medio filiforme (6) comprende una pluralidad de muelles helicoidales (7) dispuestos en serie o en paralelo.

7. Un medidor (4) del nivel de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque dicho medio filiforme flexible (6) comprende un órgano de tracción mecánico pesado.

8. Un medidor (4) del nivel de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizado porque dicho órgano de tracción mecánico pesado es una cadena (8) .

9. Un medidor (4) del nivel de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque dicho medio filiforme flexible (6) tiene unos extremos (7’, 7”, 8’) dispuestos a lo largo de la dirección de la fuerza de la gravedad g.

10. Un gasómetro de membrana (1) que comprende un medidor (4) del nivel de acuerdo con al menos una de las anteriores reivindicaciones.