Dispositivo para la mezcla o separación de componentes sólidos,

líquidos o gaseosos de un flujo de masa o de varios flujos de masa que se atraviesan, fluyen en paralelo y/o fluyen a contracorriente, mediante un campo hidrodinámico de supercavitación o varios campos hidrodinámicos de supercavitación para generar una mezcla, una emulsión o una suspensión, así como nuevos enlaces o separaciones moleculares, con

una carcasa (1-1) que presenta una o varias aberturas de entrada (1-2) para el suministro de al menos una parte del flujo de masa y una o varias aberturas de salida (1-3) para la descarga de un flujo de masa,

presentando la carcasa (1-1) una cámara de paso (1-4) con un cuerpo (1-8) difícilmente contorneable por un flujo dispuesto aquí mediante un soporte (1-6) para la generación del campo de supercavitación o de los campos de supercavitación,

poseyendo el cuerpo (1-8) difícilmente contorneable por un flujo al menos una zona parcial (1-9) difícilmente contorneable por un flujo que proporciona respectivamente una constricción local del flujo, donde la sección transversal de la cámara de paso (1-4) que se toma perpendicularmente a su eje central, al menos en una parte de la zona que rodea el cuerpo (1-8) difícilmente contorneable por un flujo, se vuelve en primer lugar mayor y luego menor con dirección de flujo cambiante de todo el flujo de masa que atraviesa la cámara de paso (1-4),

caracterizado porque el cuerpo (1-8) difícilmente contorneable por un flujo está dispuesto sobre una carcasa de cámara (2-2, 3-2), porque la carcasa de cámara (2-2, 3-2) con una o varias suspensiones dispuestas en la cámara de paso está instalada en la carcasa, y porque en esta suspensión o en estas suspensiones está instalada al menos una tubuladura de admisión o de evacuación (2-3, 3-3) para la afluencia y descarga de componentes

Factor de supercavitación multicámara.

Un dispositivo para la integración y desintegración molecular de componentes sólidos, líquidos y/o gaseosos que se atraviesan, fluyen en paralelo y/o fluyen a contracorriente mediante cavitación para cambiar, componer o descomponer enlaces moleculares. La invención ofrece la posibilidad de conseguir mezclas estables a partir de componentes que no pueden mezclarse o sólo difícilmente, o de separar mezclas semejantes. Igualmente se pueden cambiar, componer o descomponer también enlaces complejos, que no pudieron cambiarse o producirse hasta ahora o sólo mediante costosos tratamientos múltiples y con elevado coste técnico, mediante el presente reactor molecular de supercavitación con un coste energético muy reducido.

Antecedentes de la invención/Estado de la técnica

La invención se refiere a un dispositivo para la integración y desintegración molecular de componentes sólidos, líquidos y/o gaseosos que se atraviesan, fluyen en paralelo y/o fluyen a contracorriente mediante cavitación. En este caso en un reactor, preferiblemente un reactor de paso se forma un campo hidrodinámico de cavitación.

Del estado de la técnica se conocen reactores de paso cavitativos en los que los campos de cavitación se generan mediante ultrasonidos. Según el número y la disposición de los generadores de ultrasonidos pueden formarse por consiguiente también campos de supercavitación, es decir, una superposición de varios campos de cavitación que mejoran esencialmente el efecto. Se usan para desintegrar enlaces moleculares, por ejemplo sustancias perjudiciales, o integrar nuevos enlaces moleculares. No obstante es común a todos que la generación de los campos de cavitación mediante ultrasonidos requiere mucha energía y por consiguiente sólo puede utilizarse económicamente en cantidades limitadas.

Los generadores de cavitación hidrodinámica se conocen por el estado de la técnica. También éstos pueden ampliarse por disposición correspondiente de cuerpos difícilmente contorneables por un flujo para formar los generadores de supercavitación, conforme al documento DE 10009326. En este caso se trata la mayoría de las veces de componentes estáticos que deben optimizarse por experimentos para los fluidos correspondientes. Entonces se consigue una función de regulación por variación de la presión inicial o desplazamiento de los elementos generadores de turbulencias. Estos generadores de supercavitación hidrodinámica según el estado de la técnica obtienen buenos resultados mediante un campo de supercavitación formado en la mezcla de ingredientes o componentes de un flujo de masa que se atraviesa.

En los sistemas conocidos hasta ahora ha sido necesaria la regulación a través de la presión inicial o la disposición de sistemas generadores de turbulencias. Según los componentes empleados es posible la regulabilidad y/o valor máximo de la presión inicial pero de forma limitada y con frecuencia sólo con dificultades. Además, para el desplazamiento o variación de los sistemas generadores de turbulencias debe realizarse respectivamente un cambio mecánico o modificación completa o distinto montaje del aparato, que requieren una optimización frecuente y costosa. La variabilidad mecánica de estos sistemas generadores de turbulencias se dirige a la carga de una forma constructiva sencilla y efectiva en costes o hace necesarios distintos compromisos en la efectividad. Para muchos componentes no está resuelto todavía este problema o no es posible sin cambios en el principio de funcionamiento de los reactores de cavitación.

El documento SU-A-1124063 da a conocer un dispositivo según el preámbulo de la reivindicación 1.

Exposición de la invención

La invención tiene el objetivo de crear un dispositivo para la integración y desintegración molecular de componentes sólidos, líquidos y/o gaseosos que se atraviesan, fluyen en paralelo y/o fluyen a contracorriente y que, en función o independientemente de las presiones iniciales elevadas o reducidas e independientemente de la composición y diferencias de densidad de los componentes, está en condiciones de garantizar continuamente un campo de supercavitación muy eficaz debido a sus posibilidades de regulación dinámica. El paso de un componente en un flujo principal no es necesario obligatoriamente en este caso, sino que puede escindirse en varios flujos secundarios.

Este objetivo se resuelve en el reactor molecular en el dispositivo según la invención mediante las características de la reivindicación 1. En las reivindicaciones dependientes se indican características preferidas de la invención. El dispositivo según la invención está construido preferiblemente de forma que en el eje central de la cámara de paso están introducidos canales de alimentación/canales de descarga, a través de los que pueden introducirse/descargarse los componentes, por ejemplo, fluidos en la dirección de la corriente del flujo de masa o a contracorriente, que en unión con los cuerpos difícilmente contorneables por un flujo garantizan una superposición opuesta de elevada eficiencia de al menos dos campos de supercavitación. El potencial energético liberado en este caso crea la condición para la formación de nuevos enlaces moleculares hechos por modificación/descomposición y/o sirve para la mezcla homogeneizada y/o disolución y/o suspensión de componentes que fluyen a contracorriente y que fluyen en paralelo.

El dispositivo según la invención para la integración y desintegración molecular de componentes sólidos, líquidos y/o gaseosos mediante cavitación forma en un reactor un campo hidrodinámico de cavitación, que puede usarse de muchas formas: por un lado, puede consultarse para la mezcla física de componentes difícilmente miscibles y/o solubles, por ejemplo, mezclas hidrófobas e hidrófilas, como agua/aceite, leche/grasa, carburante/agua, por otro lado, puede emplearse para en función de la concentración de los materiales añadidos o disueltos (por ejemplo, gases) generar radicales, precursores reactivos (como por ejemplo polióxidos) que pueden usarse como catalizadores así como reactivos tanto para la descomposición, composición o modificación de enlaces moleculares. Por ello se hacen posibles reacciones de componentes incompatibles en condiciones estándares (por ejemplo, no miscibles). Ejemplos de tales reacciones comprenden la mezcla, emulsión, dispersión, homogeneización, disociación, separación, desgasificación y gasificación en sistemas que comprenden componentes en forma de fases sólido-líquido, líquido-sólido, líquido-líquido, gas-líquido, líquido-gas.

En un aspecto modificado de la invención se prepara la fabricación de nuevos materiales, un campo amplio de nuevas reacciones químicas, alternativas o mejoradas, así como la electrolisis y/o reacción en un campo magnético dispuesto dentro del campo de cavitación.

En una forma de realización preferida, los campos de cavitación se controlan mediante la variación de la presión y los flujos de masa se unen con las presiones más diferentes en el procedimiento de flujos en paralelo o de flujos a contracorriente, lo que ofrece las siguientes ventajas frente a sistemas mezclados inicialmente fuera del campo de cavitación:

El control de la reacción de cavitación de los flujos de masa se realiza a través de las diferentes presiones de admisión/presiones de evacuación de los flujos de masa en la carcasa (1-1) y el reactor de cámara de cavitación según el dispositivo (300), así como a través de la alimentación/descarga del flujo de masa o de los componentes del flujo mezclado en o desde la carcasa de cámara II o los componentes del flujo mezclado a través de las tubuladuras de admisión/tubuladuras de evacuación (2-3) y/o (2-8).

Mediante el aumento y/o bajada independientes entre sí de la presión de los flujos de masa o componentes del flujo mezclado en la carcasa de cámara II (2-2), así como las abertura de admisión/aberturas de evacuación (2-3) se originan superposiciones de los campos de cavitación...

1. Dispositivo para la mezcla o separación de componentes sólidos, líquidos o gaseosos de un flujo de masa o de varios flujos de masa que se atraviesan, fluyen en paralelo y/o fluyen a contracorriente, mediante un campo hidrodinámico de supercavitación o varios campos hidrodinámicos de supercavitación para generar una mezcla, una emulsión o una suspensión, así como nuevos enlaces o separaciones moleculares, con

una carcasa (1-1) que presenta una o varias aberturas de entrada (1-2) para el suministro de al menos una parte del flujo de masa y una o varias aberturas de salida (1-3) para la descarga de un flujo de masa,

presentando la carcasa (1-1) una cámara de paso (1-4) con un cuerpo (1-8) difícilmente contorneable por un flujo dispuesto aquí mediante un soporte (1-6) para la generación del campo de supercavitación o de los campos de supercavitación,

poseyendo el cuerpo (1-8) difícilmente contorneable por un flujo al menos una zona parcial (1-9) difícilmente contorneable por un flujo que proporciona respectivamente una constricción local del flujo, donde la sección transversal de la cámara de paso (1-4) que se toma perpendicularmente a su eje central, al menos en una parte de la zona que rodea el cuerpo (1-8) difícilmente contorneable por un flujo, se vuelve en primer lugar mayor y luego menor con dirección de flujo cambiante de todo el flujo de masa que atraviesa la cámara de paso (1-4),

caracterizado porque el cuerpo (1-8) difícilmente contorneable por un flujo está dispuesto sobre una carcasa de cámara (2-2, 3-2), porque la carcasa de cámara (2-2, 3-2) con una o varias suspensiones dispuestas en la cámara de paso está instalada en la carcasa, y porque en esta suspensión o en estas suspensiones está instalada al menos una tubuladura de admisión o de evacuación (2-3, 3-3) para la afluencia y descarga de componentes.

2. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque el cuerpo (1-8) difícilmente contorneable por un flujo puede desplazarse a lo largo de la dirección del eje central de la cámara de paso (1-4).

3. Dispositivo según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el cuerpo (1-8) difícilmente contorneable por un flujo puede desplazarse perpendicularmente a la dirección del eje central de la cámara de paso (1-4).

4. Dispositivo según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la al menos una zona parcial (1-9) difícilmente contorneable por un flujo está configurada de forma que su sección transversal, que se toma perpendicularmente al eje central de la cámara de paso (1-4), es mayor en el extremo del cuerpo parcial situado más próximo a la abertura de entrada (1-2) que en el extremo situado más próximo a la abertura de salida (1-3).

5. Dispositivo según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la al menos una zona parcial (1-9) difícilmente contorneable por un flujo está configurada como cono truncado.

6. Dispositivo según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la al menos una zona parcial (1-9) difícilmente contorneable por un flujo está configurada como cono truncado y/o cilindro con superficies cóncavas y/o convexas.

7. Dispositivo según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el cuerpo (1-8) difícilmente contorneable por un flujo está dispuesto de forma que el vértice de la cámara de paso (1-4) contiene al menos un abombamiento (1-7) situado detrás del cuerpo (1-8) difícilmente contorneable por un flujo en la dirección de flujo de todo el flujo de masa que atraviesa la cámara de paso (1-4).

8. Dispositivo según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque entre la abertura de entrada (1-2) y la abertura de salida (1-3) de la carcasa (1-1) están presentes otros canales de suministro (1-18) para la adición de componentes a los flujos de masa.

9. Dispositivo según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el interior de la carcasa de cámara (3-2) que puede llenarse a través de las entradas (3-3) comprende un intercalado de otros cavitadores de cámara con carcasa de cámara (3-2), respectivamente con cuerpos (1-8) difícilmente contorneables por un flujo y/o zonas parciales (1-9) difícilmente contorneables por un flujo.

10. Dispositivo según la reivindicación 9, caracterizado porque cada carcasa de cámara actúa mismamente como la carcasa (1-1) para la siguiente cámara colocada en el interior, de forma que se origina un sistema de intercalado de cámaras de cavitación en el que cada cámara funciona como un reactor de cámara de cavitación.

11. Dispositivo según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la presión de los flujos de masa, que puede introducirse en cada tubuladura de admisión o de evacuación (3-3), puede variarse de forma independiente de todos los otros flujos de masa.

12. Dispositivo según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque una cavidad que atraviesa la carcasa de cámara (3-2) está dividida por al menos una pared separadora (3-6) en varias cámaras.

13. Dispositivo según la reivindicación 12, caracterizado porque los flujos de masa individuales pueden ser suministrados y/o evacuados a través de puntos a determinar libremente sobre el cuerpo difícilmente contorneable por un flujo en el caso de presiones libremente variables.

14. Dispositivo según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la carcasa de cámara (2-2, 3-2) instalada en la cámara de paso (1-4) presenta una o varias aberturas de admisión (2-4, 2-5; 3-4, 3-5) en un extremo en la cámara de paso (1-4) y una o varias aberturas de evacuación (2-4, 2-5; 3-4, 3-5) en el otro extremo en la cámara de paso (1-4).

15. Dispositivo según la reivindicación 14, caracterizado porque una abertura de admisión (2-5, 3-5) se sitúa en un extremo de la carcasa de cámara (2-2, 3-2) en un eje central de la cámara de paso (1-4) y forma una entrada de tobera, y porque varias aberturas de evacuación (2-4, 3-4) están dispuestas en el otro extremo de la carcasa de cámara (2-2, 3-2) alrededor del eje central de la cámara de paso (1-4).

16. Dispositivo según la reivindicación 14, caracterizado porque varias aberturas de admisión (2-4, 3-4) están dispuestas en un extremo de la carcasa de cámara (2-2, 3-2) alrededor del eje central de la cámara de paso (1-4), y porque una abertura de evacuación (2-5, 3-5) se sitúa en el otro extremo de la carcasa de cámara (2-2, 3-2) en el eje central de la cámara de paso (1-4) y forma una salida de tobera.

17. Dispositivo según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la suspensión o suspensiones con tubuladura de admisión o de evacuación (2-3, 3-3) se extiende o extienden en la dirección transversalmente al eje central de la cámara de paso (1-4).

18. Utilización de un dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 17 para la mezcla o separación de componentes sólidos, líquidos o gaseosos de uno o varios flujos de masa.

19. Utilización según la reivindicación 18,

para la desgasificación del agua y/o de otros materiales que contienen gas, o

para el enlace del agua desgasificada y/o de los materiales que contienen gas con materiales hidrófobos u otros enlaces no o difícilmente solubles en agua, o

para la síntesis de metanol por mezcla de agua o agua desgasificada con metano, o

para el tratamiento de agua y lodos de clarificación, o

para la introducción de gases en alimentos, o

para la homogeneización de los alimentos, o

para el enriquecimiento de carburantes y combustibles con gases que favorecen la combustión y/o con agua antes del proceso de combustión, o

para la estabilización y/o homogeneización de carburante y almacenajes de combustibles durante un periodo más prolongado, o

para la aireación de aguas en la renaturalización ambiental, o

para la fracturación de metales pesados en una matriz sólida orgánica, o

para la eliminación de gérmenes en el agua, preferiblemente en e agua potable, en las aguas residuales o en las piscinas, o

para la realización de procesos químicos que se desarrollan en los campos de cavitación o en sistemas mezclados de campos de cavitación.