1. Ebullómetro metálico provisto de recirculación interna de los fluidos caracterizados por fabricarse por fabricarse en material metálico y conformar un equipo continuo y dinámico en el que ambas fases pueden ser recirculadas,

caracterizado por contener los siguientes elementos principales:A. Un vaso invertido de doble pared del que parte, en la zona superior, un tubo Cotrell, y en su parte inferior, otro tubo que se conecta con la parte inferior del equipo. Así en el espacio intermedio de las dos paredes se alojará la mezcla y en el interior del vaso se coloca una resistencia. El citado tubo Cotrell sube por el exterior del equipo y se introduce en éste por la parte superior, y se extiende en su interior hasta la cámara de equilibrio, la cual está conformada por un recipiente invertido, que tiene origen en la parte superior del recinto, y donde se aloja también un termopar. A la derecha de éste se encuentra el segundo termopar y la entrada a una tubería que sale del cuerpo delequipo con un doblez hacia la parte inferior en su punto medio y se conecta con otra vertical, que, a su vez, está rodeada de un refrigerante. En la parte inferior se encuentra esta tubería rodeada por otra de mayor diámetro, y ambas acaban en una válvula, pero, en su parte superior la tubería externa se separa de la interna y se introduce en el cuerpo del equipo mediante una tubería que presenta un curvatura en su zona media.B. Debajo de la cámara de equilibrio se encuentra un cono que ocupa la totalidad de la cámara de equilibrio al ser de un diámetro algo mayor, permitiendo la recogida y canalización de la mezcla. En su parte inferior dispone de una tubería que lo saca al exterior, en donde se encuentra un refrigerante y posteriormente una válvula. El tubo que viene desde el refrigerante se vuelve concéntrico a otro exterior que lo rodea, hasta llegar a la válvula, y el exterior se extiende desde la válvula hasta un segundo refrigerante que se encuentra en la parte superior, que a su vez se introduce nuevamente en el cuerpo del equipo mediante un codo que está pegado a la pared del mismo y que está direccionado hacia la parte inferior del equipo.C. El cuerpo del equipo reduce paulatinamente su diámetro hasta que se transforma en una tubería que pasa a través de un refrigerante y llega a una válvula. Esta tubería está rodeada por otra tubería exterior que lo envuelve, y de la que por la parte superior del refrigerante sale otra tubería ascendente en ángulo de unos 40º que hace enlace con el vaso invertido de doble pared.D. Junto a los termopares, pero un poco más alejada de la cámara de equilibrio, se sitúa una tubería que está rodeada por un refrigerante. Cuando acaba el refrigerante se sitúa una válvula, y a continuación un recinto de amortiguación, compuesto por dos tuberías de igual diámetro en los extremos y una de mayor diámetro en el centro, y por último otra válvula y un cono

Ebullómetro metálico provisto de recirculación interna de los fluidos.

Objeto de la invención

La presente invención, según se expresa en el enunciado de esta memoria descriptiva, se refiere a un ebullómetro para el estudio del equilibrio líquido-vapor fabricado en material metálico y con recirculación interna de los fluidos sin necesidad de utilizar elementos externos auxiliares para tal circunstancia, por ello, toma las ventajas de los equipos de vidrio y al ser metálico permite trabajar a presiones alejadas de la atmosférica en un rango de hasta 10 bars aproximadamente.

Antecedentes en el estado de la técnica

El estudio del comportamiento de las mezclas de interés en los procesos de separación se ha realizado tradicionalmente mediante la determinación del Equilibrio Líquido-Vapor y por ello de las condiciones de presión, temperatura y composiciones de las fases, para tal finalidad los equipos de investigación se han desarrollado en el entorno de la presión atmosférica (bajas presiones) y, por ello, los equipos que se han utilizado y desarrollado son múltiples y muy variados, no obstante, normalmente realizados en vidrio. Esto es así muy mayoritariamente cuando consideramos equipos en los que las fases a separar en el proceso son recirculadas dentro del equipo. En consecuencia, los equipos metálicos existentes para trabajar a medias y altas presiones, son en general discontinuos o utilizan elementos externos para recircular los fluidos.

Atendiendo al estado de la técnica en la materia, el Equilibrio Líquido-Vapor tradicionalmente se ha desarrollado mayoritariamente en el entorno de la presión atmosférica (bajas presiones) y es por ello que los equipos que se han utilizado están normalmente realizados en vidrio.

Una breve revisión bibliográfica de estos considerando los que han sido tomados como referencia constructiva, podría ser:

• Ebullómetro de Gillespie (1946).

• Recinto dinámico de Malanowski (1982).

• Ebullómetro desarrollado por Casiano de Afonso (1983).

En la actualidad existen varios equipos comerciales como son:

• El Ebullómetro dinámico de vidrio Labodest modelo 602, puede trabajar en el rango de presiones de 0,25 a 400 kPa.

• El Ebullómetro dinámico Pilodist VLE 100D, puede trabajar en el rango de depresiones comprendido entre 0,1 a 300 kPa.

Por otro lado, los equipos que trabajan a altas presiones han seguido una línea de desarrollo diferente, ya que por encima de 4 bars, aproximadamente, se trabaja con equipos discontinuos los cuales, en su mayoría, son celdas, que están construidas en acero inoxidable y son capaces de operar a presiones elevadas, en los rangos de 14 hasta 3500 bars. Una breve revisión bibliográfica podría ser:

1. Sistemas estáticos (fases no recirculadas):

• Rogers (1970) con un volumen de 150 ml y presión de trabajo 1.000 bars.

• Konrad (1982) con un volumen 100 ml y una presión de 2.000 bars.

• Mfllhlbauer (1991) con un volumen de 35 ml y una presión de 200 bars.

• Galicia-Luna (2000) con un volumen de 40 ml y una presión de 600 bars.

2. Sistemas dinámicos (una o dos fases recirculadas):

• King (1983) con un volumen de 300 ml y una presión de 500 bars.

• Inomata (1988) con un volumen 750 ml y una presión de 60 bar.

• Fink (1990) con un volumen 60 ml.

Así, el "Ebullómetro metálico provisto de recirculación interna de los fluidos" objeto de la presente invención presenta respecto al estado de la técnica las ventajas de los equipos de cristal, para trabajar a bajas presiones, y lo implementa para trabajar a sobrepresión, sustituyendo el cristal por el cobre, y las uniones por soldadura de plata, además de un mecanismo de válvulas que permite introducir mezcla dentro del mismo cuando éste se encuentra operando en sobrepresión. Este factor es de gran utilidad ya que el estudio del equilibrio líquido-vapor a altas presiones presenta un gran interés industrial por, entre otros aspectos, el desplazamiento del azeótropo, que facilite o, incluso, permita, la completa separación de una mezcla.

También cabría destacar en el equipo objeto de la presente invención la nula necesidad de disponer de juntas, ya que éstas pueden ser sensibles a la degradación por las altas temperaturas de trabajo y por los productos a utilizar.

Así, las principales ventajas que se presentan con respecto a los equipos que operan a sobrepresión son la reducción del tiempo de trabajo y la disminución de consumo de reactivo. Esto es debido a que se conserva la idea de los equipos de baja presión, es decir, trabajar en continuo y con recirculación de ambas fases.

Por último, su fabricación en cobre al ser un material maleable y fácil de trabajar, cortar y soldar, permite llevar a cabo cualquier modificación sobre el mismo de forma sencilla y a bajo coste.

Explicación de la invención

Con el fin de alcanzar los objetivos y evitar los inconvenientes mencionados en los apartados anteriores la invención propone un nuevo "Ebullómetro metálico provisto de recirculación interna de los fluidos" para el estudio del Equilibro Líquido-Vapor construido por ejemplo en cobre o acero inoxidable y en el que todas las uniones de las diferentes piezas han sido soldadas con plata, con similar configuración que el ebullómetro fabricado en vidrio de "Casiano de Afonso" ya mencionado hasta conformar un equipo continuo y dinámico en el que ambas fases pueden ser recircu- lada.

El equipo dispone de un vaso invertido de doble pared del que parte, en la zona superior, un tubo Cotrell, y en su parte inferior, otro tubo que se conecta con la parte inferior del equipo. En el espacio intermedio de las dos paredes se alojará la mezcla y en el interior del vaso se coloca una resistencia. El citado tubo Cotrell sube por el exterior del equipo y se introduce en éste por la parte superior, y se extiende en su interior hasta la cámara de equilibrio, la cual, está conformada por un recipiente invertido, que tiene origen en la parte superior del recinto, y donde se aloja también un termopar; a la derecha de éste se encuentra el segundo termopar y la entrada a una tubería que sale del cuerpo del equipo con una doblez hacia la parte inferior en su punto medio y se conecta con otra vertical, que, a su vez, está rodeada de un refrigerante. En la parte inferior se encuentra esta tubería rodeada por otra de mayor diámetro, y ambas acaban en una válvula, pero, en su parte superior la tubería externa se separa de la interna y se introduce en el cuerpo del equipo mediante una tubería que presenta un curvatura en su zona media.

Debajo de la cámara de equilibrio se encuentra un cono que ocupa la totalidad de la cámara de equilibrio al ser de un diámetro algo mayor, permitiendo la recogida y canalización de la mezcla. En su parte inferior dispone de una tubería que lo saca al exterior, en donde se encuentra un refrigerante y posteriormente una válvula. El tubo que viene desde el refrigerante se vuelve concéntrico a otro exterior que lo rodea, hasta llegar a la válvula, y el exterior se extiende desde la válvula hasta un segundo refrigerante que se encuentra en la parte superior, que, a su vez, se introduce nuevamente en el cuerpo del equipo mediante un codo que está pegado a la pared del mismo y que está direccionado hacia la parte inferior del equipo.

El cuerpo del equipo reduce paulatinamente su diámetro hasta que se transforma en una tubería que pasa a través de un refrigerante y llega a una válvula. Esta tubería está rodeada por otra tubería exterior que lo envuelve, y de la que, por la parte superior del refrigerante, sale otra tubería ascendente en ángulo de unos 40º que hace enlace con el vaso invertido de doble pared.

Junto a los termopares, pero un poco más alejada de la cámara de equilibrio, se sitúa una tubería que está rodeada por un refrigerante. Cuando acaba el refrigerante se sitúa una válvula, a continuación un recinto de amortiguación, compuesto por dos tuberías de igual diámetro en los extremos y una de mayor diámetro en el centro, y por último otra válvula y un cono.

Descripción de los dibujos

Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, de acuerdo con los ejemplos preferentes de realización práctica del mismo, se acompaña como parte integrante de dicha descripción,...

1. Ebullómetro metálico provisto de recirculación interna de los fluidos caracterizados por fabricarse en material metálico y conformar un equipo continuo y dinámico en el que ambas fases pueden ser recirculadas, caracterizado por contener los siguientes elementos principales:

A. Un vaso invertido de doble pared del que parte, en la zona superior, un tubo Cotrell, y en su parte inferior, otro tubo que se conecta con la parte inferior del equipo. Así en el espacio intermedio de las dos paredes se alojará la mezcla y en el interior del vaso se coloca una resistencia. El citado tubo Cotrell sube por el exterior del equipo y se introduce en éste por la parte superior, y se extiende en su interior hasta la cámara de equilibrio, la cual está conformada por un recipiente invertido, que tiene origen en la parte superior del recinto, y donde se aloja también un termopar. A la derecha de éste se encuentra el segundo termopar y la entrada a una tubería que sale del cuerpo del equipo con un doblez hacia la parte inferior en su punto medio y se conecta con otra vertical, que, a su vez, está rodeada de un refrigerante. En la parte inferior se encuentra esta tubería rodeada por otra de mayor diámetro, y ambas acaban en una válvula, pero, en su parte superior la tubería externa se separa de la interna y se introduce en el cuerpo del equipo mediante una tubería que presenta un curvatura en su zona media.

B. Debajo de la cámara de equilibrio se encuentra un cono que ocupa la totalidad de la cámara de equilibrio al ser de un diámetro algo mayor, permitiendo la recogida y canalización de la mezcla. En su parte inferior dispone de una tubería que lo saca al exterior, en donde se encuentra un refrigerante y posteriormente una válvula. El tubo que viene desde el refrigerante se vuelve concéntrico a otro exterior que lo rodea, hasta llegar a la válvula, y el exterior se extiende desde la válvula hasta un segundo refrigerante que se encuentra en la parte superior, que a su vez se introduce nuevamente en el cuerpo del equipo mediante un codo que está pegado a la pared del mismo y que está direccionado hacia la parte inferior del equipo.

C. El cuerpo del equipo reduce paulatinamente su diámetro hasta que se transforma en una tubería que pasa a través de un refrigerante y llega a una válvula. Esta tubería está rodeada por otra tubería exterior que lo envuelve, y de la que por la parte superior del refrigerante sale otra tubería ascendente en ángulo de unos 40º que hace enlace con el vaso invertido de doble pared.

D. Junto a los termopares, pero un poco más alejada de la cámara de equilibrio, se sitúa una tubería que está rodeada por un refrigerante. Cuando acaba el refrigerante se sitúa una válvula, y a continuación un recinto de amortiguación, compuesto por dos tuberías de igual diámetro en los extremos y una de mayor diámetro en el centro, y por último otra válvula y un cono.