Procedimiento y uso de un dispositivo para airear agua.

Procedimiento para airear agua, en el que se alimentan a un tubo mezclador (2) aire a través de una entrada de aire

(7) y agua a través de una entrada de agua (13) para formar una mezcla de aire y agua, introduciéndose el agua centralmente en el tubo mezclador (2) a través de un tubo de alimentación (12) y su boca (13) y diseminándose dicha agua en la zona de la boca (13) por choque con un cuerpo de diseminación (18), caracterizado por que se produce una aceleración de la mezcla estrechando preferiblemente en forma cónica la sección transversal de flujo para la mezcla aguas abajo de la boca (13).

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2009/001223.

Solicitante: United Waters International AG.

Nacionalidad solicitante: Suiza.

Dirección: Gubelstrasse 2 6304 Zug SUIZA.

Inventor/es: TANNENBERG,DAN, BRUNNER,WILLI.

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... > Otros mezcladores; Instalaciones para efectuar mezclas,... > B01F13/10 (Instalaciones para efectuar mezclas que comprendan combinaciones de mezcladores de diferentes tipos)
  • 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))
  • 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... > B01F5/20 (con boquillas)

PDF original: ES-2459879_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Procedimiento y uso de un dispositivo para airear agua.

La invención concierne a un procedimiento para airear agua según la reivindicación 1, en el que se alimentan a un tubo mezclador aire a través de una entrada de aire y agua a través de una entrada de agua para que se forme una mezcla de aire y agua, introduciéndose el agua centralmente en el tubo mezclador a través de un tubo de alimentación y su boca y diseminándose dicha agua en la zona de la boca por choque con un cuerpo de diseminación. La invención concierne también al uso de un dispositivo para la puesta en práctica del procedimiento según la reivindicación 6.

Para diferentes fines es necesario proveer o enriquecer un líquido con un gas. Resulta ser especialmente frecuencia la aireación de agua, especialmente masas de agua, para aumentar el contenido de oxígeno del agua y, por tanto, mejorar las condiciones de vida para plantas y/o peces o impedir una muerte biológica de la masa de agua.

En el documento US 2, 591, 134 A se revelan un procedimiento según el preámbulo de la reivindicación 1 y el uso de un dispositivo genérico para airear agua según el preámbulo de la reivindicación 6, en los que un tubo de alimentación penetra centralmente en el tubo mezclador y presenta una boca orientada en dirección a la abertura de salida del tubo mezclador, estando el tubo de alimentación unido con una fuente de agua sometida a presión. En la boca del tubo de alimentación está dispuesto un cuerpo de diseminación que provoca una diseminación del líquido y, por tanto, su mezclado con el aire para obtener una mezcla de agua y aire. El tubo mezclador está constituido por dos segmentos de cono que están dispuestos uno tras otro en la dirección de flujo y que forman en sus extremos vueltos uno hacia otro un estrechamiento de la sección transversal. La boca del tubo de alimentación está dispuesta con respecto al estrechamiento de la sección transversal de modo que el cono de mezcla que se forma a la salida del agua no sea limitado por dicho estrechamiento de la sección transversal.

En el documento US 743, 528 se representa un dispositivo para airear urinarios en el que un tubo de alimentación para la alimentación de agua penetra centralmente en un tubo mezclador cilíndrico. El tubo de alimentación tiene una boca y está unido con un reservorio de agua sometido a presión. En la boca del tubo de alimentación está dispuesto un cuerpo de diseminación que provoca una diseminación del agua y, por tanto, su mezclado con el aire aspirado a su través.

En el documento US 4, 375, 185 se puede encontrar un dispositivo para tratamiento térmico de leche, en el que se introduce la leche en un tanque a través de un tubo de alimentación central, diseminándose la leche con ayuda de un cuerpo de diseminación a la salida de la boca del tubo de alimentación. El tubo de alimentación desemboca aquí dentro de un tubo más grande. Este tubo está rodeado por un canal anular al que puede alimentarse vapor que saledespués por una chapa agujereada. Únicamente en el propio tanque se produce aquí un mezclado de leche y vapor.

Por último, se conoce por el documento US 5, 372, 283 A un dispositivo de mezclado para la alimentación de una mezcla de dos componentes polímeros, desembocando un tubo de alimentación en un tubo mezclador y mezclándose allí los dos componentes uno con otro.

Para el tratamiento aerobio de fango de clarificación de agua se conoce por el documento CH 642 563 A1 un procedimiento en el que se introduce fango de clarificación en un tubo mezclador a través de un racor tubular curvado y a través de una válvula cónica. La válvula cónica tiene un cuerpo de válvula que va guiado de forma desplazable entre una posición de cierre y una posición de apertura situada agua abajo. El cuerpo de válvula está atravesado por un tubo recto de alimentación de aire que adopta al mismo tiempo la función de un vástago de válvula y que, junto con el cuerpo de válvula, va guiado en forma axialmente desplazable. En la posición de apertura del cuerpo de válvula y al alimentar fango de clarificación se aspira aire a través del tubo de alimentación de aire y este aire entra centralmente en el tubo mezclador. En este procedimiento es desventajoso el hecho de que es muy irregular el mezclado entre el fango de clarificación y el aire a lo largo de la sección transversal.

Además, se conocen mezcladores de cavitación hidrodinámicos para generar sistemas líquidos, generalmente emulsiones, suspensiones o similares, en los que se generan mediante configuraciones especiales dentro de un tubo mezclador unas zonas de cavitación en las que se produce un estallido coordinado de burbujitas de cavitación en un volumen local juntamente con una formación simultánea de ondas de presión de alta energía. Ejemplos de esto pueden encontrarse en los documentos DE 44 33 744 A1 y DE 10 2005 037 026 A1. En ambos mezcladores de cavitación – como ocurre ya también en el dispositivo según el documento CH 642 563 A5 – se alimenta centralmente aire a un tubo mezclador, concretamente, por un lado, con la corriente de líquido (documento DE 44 33 744 A1) y, por otro lado, contra la corriente de líquido (documento DE 10 2005 037 026 A1) . En este caso, en el mezclador de cavitación según el documento DE 44 33 744 A1 está inserto un cuerpo cónico en la boca del tubo de alimentación de aire central.

La invención se basa en el problema de proporcionar un procedimiento con el que se logre un enriquecimiento de agua con aire sensiblemente más alto y más uniforme en toda la sección transversal. Otro problema consiste en

proporcionar un uso de un dispositivo adecuado para la puesta en práctica del procedimiento.

El problema concerniente al procedimiento se resuelve según la invención de una manera correspondiente a la reivindicación 1 debido a que se provoca una aceleración de la mezcla estrechando la sección transversal de flujo para la mezcla aguas abajo de la boca del tubo de alimentación. Los ensayos han demostrado que se puede lograr así una relación agua-aire de más de 1:5, cuya relación es bastante más grande que la obtenida en procedimientos conocidos.

El estrechamiento de la sección transversal puede estar configurado como un diafragma cónico con una sección transversal que se estrecha aguas abajo. Después del diafragma, el tubo mezclador tiene nuevamente su sección transversal original, de modo que, después de la aceleración del flujo por el diafragma, se obtiene una especie de acción de difusor.

Para lograr una diseminación uniforme del agua se deberá emplear un cuerpo de diseminación que esté configurado como axialmente simétrico alrededor de un eje central con respecto al eje medio de la boca. De esta manera, se obtiene un chorro de agua diseminado, en particular de forma anular, con una superficie grande para el mezclado entre el agua y el aire. En este caso, es conveniente para la diseminación que se agrande la sección transversal del cuerpo de diseminación en la dirección de flujo. Para la diseminación es especialmente adecuada la forma de un cuerpo cónico, pudiendo estar configurada también la generatriz con una forma esféricamente cóncava y, por tanto, aproximada a una forma de seta. Sin embargo, particularmente en el caso de un tubo de alimentación rectangular o cuadrado entra en consideración también el uso de un casco de pontón como cuerpo de diseminación.

Según la invención, se ha previsto también que se emplee un cuerpo de diseminación que al menos parcialmente sobresalga fuera de la boca y penetre en el tubo mezclador, puesto que entonces se puede lograr una acción de diseminación especialmente grande. En este caso, la sección transversal máxima del cuerpo de diseminación... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento para airear agua, en el que se alimentan a un tubo mezclador (2) aire a través de una entrada de aire (7) y agua a través de una entrada de agua (13) para formar una mezcla de aire y agua, introduciéndose el agua centralmente en el tubo mezclador (2) a través de un tubo de alimentación (12) y su boca (13) y diseminándose dicha agua en la zona de la boca (13) por choque con un cuerpo de diseminación (18) , caracterizado por que se produce una aceleración de la mezcla estrechando preferiblemente en forma cónica la sección transversal de flujo para la mezcla aguas abajo de la boca (13) .

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por que se disemina el agua por medio de un cuerpo de diseminación (18) que está configurado como axialmente simétrico alrededor de un eje concéntrico con el eje medio de la boca (13) , especialmente agrandándose la sección transversal del cuerpo de diseminación (18) en la dirección de flujo del agua, y/o por que se disemina el agua por medio de un cuerpo de diseminación (18) configurado como un cuerpo cónico.

3. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado por que se disemina el agua por medio de un cuerpo de diseminación (18) que sale al menos parcialmente de la boca (13) y penetra en el tubo mezclador, siendo especialmente su sección transversal máxima más grande que la sección transversal libre de la boca (13) .

4. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que la mezcla choca con un cuerpo de desplazamiento (20) en una abertura de salida (5) del tubo mezclador (2) y/o por que la mezcla choca con un cuerpo de desplazamiento (20) que está configurado como simétrico alrededor de un eje concéntrico con el eje medio de la abertura de salida.

5. Procedimiento según la reivindicación 4, caracterizado por que la mezcla choca con un cuerpo de desplazamiento (20) cuya extensión transversal se agranda en la dirección de salida y/o que está configurado como un plato deflector o un cuerpo cónico y/o está asentado por fuera del tubo mezclador y/o cuya sección transversal máxima es mayor que la sección transversal libre de la abertura de salida (5) , y/o por que la mezcla es desviada en la zona de la abertura de salida (5) del tubo mezclador (2) por medio de un segmento de arco (4) de dicho tubo mezclador (2) .

6. Uso de un dispositivo (1) para airear agua que comprende un tubo mezclador (2) , que presenta una abertura de entrada (7, 8) y una abertura de salida (5) y que tiene, especialmente en la zona de la abertura de salida (5) , un segmento de arco (4) , y un tubo de alimentación (12) que penetra centralmente en el tubo mezclador (2) y presenta una boca (13) orientada en dirección a la abertura de salida (5) , en donde el tubo de alimentación (12) está unido o puede unirse con una fuente de agua sometida a presión y en donde está dispuesto en la boca (13) un cuerpo de diseminación (18) que produce una diseminación del agua y, por tanto, su mezclado con el aire para obtener una mezcla de agua y aire y que especialmente va guiado de forma axialmente desplazable en la dirección del eje medio del tubo de alimentación (12) , caracterizado por que el tubo mezclador (2) presenta un estrechamiento (19) de su sección transversal para la mezcla aguas abajo de la boca (13) , que provoca una aceleración de la mezcla.

7. Uso según la reivindicación 6, caracterizado por que el estrechamiento de la sección transversal está configurado como un diafragma cónico (19) con sección transversal que se estrecha aguas abajo.

8. Uso según la reivindicación 6 ó 7, caracterizado por que el cuerpo de diseminación (18) está configurado como axialmente simétrico alrededor de un eje concéntrico con el eje medio de la boca (13) , agrandándose especialmente la sección transversal del cuerpo de diseminación (18) en dirección a la abertura de salida (5) del tubo mezclador (2) , y por que el cuerpo de diseminación está configurado como un cuerpo cónico (18) .

9. Uso según cualquiera de las reivindicaciones 6 a 8, caracterizado por que el cuerpo de diseminación (18) sale al menos parcialmente de la boca (13) y penetra en el tubo mezclador (2) , siendo especialmente la extensión transversal máxima del cuerpo mezclador (18) mayor que la sección transversal libre de la boca (13) y presentando preferiblemente la boca (13) y el cuerpo de diseminación (18) unas superficies de asiento de válvula complementarias.

10. Uso según cualquiera de las reivindicaciones 6 a 9, caracterizado por que el cuerpo de diseminación (18) está acoplado con un mecanismo de regulación mediante el cual dicho cuerpo puede ser desplazado axialmente desde fuera, presentando el mecanismo de regulación una barra de regulación (16) sobre la cual está asentado el cuerpo de diseminación (18) y la cual se extiende fuera del tubo de alimentación (12) , yendo guiada especialmente la barra de regulación (16) , por un lado, en una pared del tubo de alimentación (12) y, por otro lado, en un apoyo (17) del tubo mezclador (2) y siendo dicha barra desplazable axialmente por medio de un motor de regulación.

11. Uso según cualquiera de las reivindicaciones 6 a 10, caracterizado por que la boca (13) está situada en un segmento recto (3) del tubo mezclador (2) y/o dicho tubo mezclador (2) lleva asociado un segmento de alimentación

de aire (7) de forma de arco dirigido hacia el tubo de alimentación (12) .

12. Uso según cualquiera de las reivindicaciones 6 a 11, caracterizado por que la abertura de salida (5) del tubo mezclador (2) lleva asociado un cuerpo de desplazamiento (20) , estando configurado especialmente este cuerpo como simétrico alrededor de un eje concéntrico al eje medio de la abertura de salida (5) , agrandándose preferiblemente la extensión transversal del cuerpo de desplazamiento (20) en la dirección de salida, estando configurado preferiblemente el cuerpo de desplazamiento como un plato deflector (20) y/o estando configurado el cuerpo de desplazamiento como un cuerpo cónico (20) y/o estando asentado el cuerpo de desplazamiento (20) por fuera del tubo mezclador (2) .

13. Uso según la reivindicación 12, caracterizado por que la extensión transversal máxima del cuerpo de desplazamiento (20) es mayor que la sección transversal libre de la abertura de salida (5) , presentando especialmente la abertura de salida (5) y el cuerpo de desplazamiento (20) unas superficies de asiento de válvula complementarias.

14. Uso según cualquiera de las reivindicaciones 12 ó 13, caracterizado por que el cuerpo de desplazamiento (20) va guiado de forma axialmente desplazable en la dirección del eje medio de la abertura de salida (5) y está acoplado preferiblemente con un mecanismo de ajuste mediante el cual dicho cuerpo puede ser desplazado axialmente desde fuera, presentando especialmente el mecanismo de ajuste una barra de ajuste (21) sobre la cual está asentado el cuerpo de desplazamiento (20) y la cual se extiende fuera del tubo mezclador (2) , y pudiendo ser guiada entonces la barra de ajuste (21) , por un lado, en una pared del tubo mezclador (2) y, por otro lado, en la zona de la abertura de salida (5) del tubo mezclador (2) .