DISPOSITIVO PARA LA ESTABILIZACIÓN DE LÍQUIDOS EN UN RECIPIENTE.

Dispositivo para la estabilización de líquidos en un recipiente La invención se refiere a un dispositivo para la estabilización de líquidos en un recipiente, en el que sobre la superficie del líquido flota un flotador constituido de varios primeros elementos de flotación, y la dimensión del flotador se corresponde predominantemente con la superficie del líquido. Un dispositivo semejante y/o tanque para el transporte de cargas líquidas se conoce por el documento DE 1 297 539. En el transporte de una carga líquida, por la oscilación de la carga, denominado en el lenguaje técnico como sloshing, pueden actuar fuerzas considerables sobre el recipiente. Estas fuerzas pueden deteriorar el recipiente y/o el medio de transporte, por ejemplo un barco o un camión, se puede volver inestable. Es conocido el hecho de que la oscilación de la carga líquida aparece ante todo si el depósito está lleno sólo parcialmente. Durante el transporte se pueden formar olas proporcionalmente grandes debido a los movimientos del transporte. Éstas se rompen en las paredes del recipiente o se devuelven por éstas. Movimientos ondulatorios semejantes se originan, por ejemplo, en las maniobras de frenado de los camiones o por un movimiento de balanceo y cabeceo de los barcos al navegar. Para reducir la oscilación de la carga líquida es conocido el hecho de utilizar los así denominados mamparos de choque, que se sumergen total o parcialmente en el líquido. En este caso es desventajoso que los mamparos de choque necesiten una conexión muy fija y estable con el recipiente, a fin de transmitirle al recipiente de forma segura y uniforme las fuerzas dinámicas que aparecen. Además, es conocido el heho de llenar el recipiente con cuerpos de relleno rígidos que están conectados igualmente de forma fija con el recipiente y presentan una estructura permeable. En este caso es desventajoso que los mamparos de choque conocidos u otras estructuras rígidas, que están conectadas de forma fija con el recipiente, sean inapropiados para el uso con líquidos fuertemente enfriados. Así, por ejemplo, el gas natural líquido se transporta con una temperatura de aproximadamente -162 ºC. Los tanques de membrana utilizados para ello presentan un aislamiento interior proporcionalmente sensible y las paredes laterales planas se ponen especialmente en peligro por la oscilación del líquido y las fuerzas que actúan sobre las paredes laterales. Debido a las bajas temperaturas no se pueden utilizar los dispositivos conocidos hasta ahora para la reducción de la oscilación de la carga, ya que existe el peligro de la fragilización del material utilizado. Así habitualmente se utilizan aceros para los mamparos de choque que, no obstante, se fragilizan con temperaturas muy bajas, por lo que existe el peligro de que se rompa el material. Los fragmentos arrastrados en el líquido a transportar pueden deteriorar considerablemente el recipiente. Además, es desventajoso que para estados de carga parcial, las paredes de los recipientes conocidos hasta ahora se deban diseñar para una presión máxima de, por ejemplo, 36 bares para poder contrarrestar las fuerzas que actúan sobre las paredes por las olas. Esto requiere un elevado gasto constructivo, que provoca elevados costes en el desarrollo y fabricación. Además, es desventajoso que la conexión fija de, por ejemplo, los mamparos de choque con el recipiente represente un puente térmico considerable. Por ello se aumenta el gasto de refrigeración por lo que se produce un gasto aumentado de energía y costes. Esto provoca la desventaja de que en el transporte de líquidos fuertemente enfriados, como por ejemplo gas natural líquido, los tanques utilizados, por ejemplo, en los barcos no se llenen parcialmente. Por ello se originan desventajas económicas considerables, ya que sólo se pueden tomar o entregar grandes cantidades de carga en un lugar y no se puede realizar un reparto de la carga en unidades más pequeñas según las necesidades. Por ello el problema que sirve de base a la invención es desarrollar un dispositivo y un tanque del tipo mencionado anteriormente, de forma que la oscilación de un líquido se pueda reducir claramente de manera económica y que los recipientes utilizados se puedan explotar en un estado lleno parcialmente. El problema se resuelve porque en un dispositivo del tipo mencionado anteriormente, en el flotador está dispuesto al menos un elemento amortiguador que se sumerge verticalmente en el líquido. Además, el problema se resuelve por un tanque con un dispositivo semejante. Por ello se puede evitar de forma sencilla la oscilación de la carga líquida. Ya que el flotador flota sobre la superficie del líquido, el efecto de frenado del oleaje del dispositivo se realiza independientemente del estado de llenado del recipiente. Por consiguiente también se pueden transportar ahora sin peligro los recipientes llenos parcialmente. Debido al elemento amortiguador se produce un efecto similar a los mamparos de choque conocidos hasta ahora. El movimiento del líquido se frena, pudiendo ser flexible el elemento amortiguador. Por ello se reduce considerablemente el peligro de una ruptura del material debido a las fuerzas especialmente elevadas que actúan. El elemento 2 E08170019 25-10-2011   amortiguador mismo puede estar provisto de pequeñas aberturas de paso. Se evita de forma segura el peligro de una inestabilidad del medio de transporte por una oscilación del líquido. Además, debido a la falta de conexión rígida del dispositivo con el recipiente no se forman unos puentes térmicos adicionales. Por ello se puede reducir el gasto de energía y costes para el enfriamiento del líquido. Ya que la superficie del líquido está recubierta predominantemente con el flotador se reduce la fracción de la superficie de líquido libre y por ello se reduce la formación de los movimientos ondulatorios y de oscilación. Por ello es además posible reducir considerablemente la presión de diseño del recipiente. Así los recipientes y/o sus paredes sólo se deben diseñar para una presión máxima reducida de, por ejemplo, 5 a 6 bares, en lugar de la presión máxima a tener en cuenta hasta ahora, por ejemplo de 36 bares. Esto permite una reducción de costes considerable en el desarrollo y la fabricación. Además, debido a la menor necesidad de material, baja el peso propio de los recipientes, por lo que se puede aumentar dado el caso la carga adicional de los medios de transporte. Según una mejora ventajosa el flotador es al menos parcialmente flexible. El flotador puede permitir un ligero movimiento ondulatorio debido a esta flexibilidad parcial del flotador. Por ello también se pueden absorber fuerzas considerables por el flotador, sin que exista el peligro de que el flotador se rompa. Además, se puede evitar que rompa el líquido en el flotador por lo que se pueden originar turbulencias considerables que pueden provocar un movimiento de oscilación. Conforme a una mejora los primeros elementos de flotación están configurados de forma tubular. Por ello los primeros elementos de flotación se pueden introducir de manera sencilla a través de aberturas más pequeñas del recipiente en el espacio interior del recipiente. Con ello también se pueden reequipar recipientes más antiguos de manera sencilla y económica. Además, los elementos de flotación tubulares se pueden fabricar de forma sencilla y se pueden llenar preferentemente con un fluido apropiado, por ejemplo, nitrógeno. Esto favorece una fabricación económica y un funcionamiento sencillo. Las dimensiones del flotador se corresponden preferentemente con las dimensiones interiores del recipiente cortado horizontalmente (plano paralelo al plano del nivel de líquido), en particular en una zona central. Por ello, en función de la forma del recipiente, se recubre en general la mayor superficie posible del líquido con el flotador. Si el nivel de líquido aumenta más allá de la zona central en una zona superior y la sección cortada horizontalmente de la zona superior es más pequeña que la de la zona central, el flotador permanece en la zona central y se atraviesa por el líquido en la dirección vertical en los lugares en los que no se recubrió anteriormente la superficie del líquido. Por consiguiente el flotador se sitúa en un recipiente lleno completamente y en función de la forma del recipiente sobre la superficie del líquido o se sumerge en el líquido. En ambos casos el flotador provoca una reducción de los movimientos de oscilación del líquido. Según una forma de realización los primeros elementos de flotación son flexibles. Por ello los primeros elementos de flotación pueden aflojar las fuerzas que actúan y se puede evitar el peligro de la ruptura de los primeros elementos de flotación. Los primeros elementos de flotación están conectados entre sí preferentemente mediante elementos de conexión.... [Seguir leyendo]

1.- Dispositivo para la estabilización de líquidos (12) en un recipiente (10), en el que sobre la superficie del líquido flota un flotador (11) constituido de varios primeros elementos de flotación (13), y la dimensión del flotador (11) se corresponde predominantemente con la superficie del liquido (12), caracterizado porque en el flotador (11) está dispuesto al menos un elemento amortiguador (15, 19) que se sumerge verticalmente en el líquido (12). 2.- Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque el flotador (11) es al menos parcialmente flexible. 3.- Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque los primeros elementos de flotación (13) son tubulares. 4.- Dispositivo según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque las dimensiones del flotador (11) se corresponden con las dimensiones interiores del recipiente (10) cortado horizontalmente, en particular en una zona central. 5.- Dispositivo según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque los primeros elementos de flotación (13) son flexibles. 6.- Dispositivo según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque los primeros elementos de flotación (13) están conectados entre sí mediante elementos de conexión (14), siendo preferentemente rígidos los elementos de conexión (14). 7.- Dispositivo según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el flotador (11) y/o los elementos de conexión (14) están fabricados de un plástico, en particular PET. 8.- Dispositivo según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el flotador (11) presenta particiones triangulares y/o poligonales. 9.- Dispositivo según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el elemento amortiguador (15, 19) está configurado como una membrana y está lastrado en particular en el extremo inferior, estando fijado preferentemente el elemento amortiguador (15, 19) en, en particular dos, elementos de conexión (14). 10.- Dispositivo según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el flotador (11) presenta una o varias capas de elementos de arrastre (17) en particular lenticulares y/o conectados entre sí por una red (18) circundante, y porque los elementos de arrastre (17) están previstos preferentemente como segundos elementos de flotación. 11.- Dispositivo según la reivindicación 10, caracterizado porque los elementos de arrastre (17) están dispuestos como segundos elementos de flotación en el interior de las particiones. 12.- Dispositivo según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el flotador (11) presenta en particular medios de estabilización (18) de tipo lámina o red, y porque preferentemente el medio de estabilización (18) está fijado como un tercer elemento de flotación en los primeros elementos de flotación (13) tubulares y/o los elementos de conexión (14). 13.- Dispositivo según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el recipiente (10) está configurado como un tanque de membrana, en particular para gas natural líquido. 14.- Tanque, en particular tanque de membrana, para el almacenamiento y/o transporte de líquidos (12), en particular gas natural líquido, con un dispositivo según una de las reivindicaciones precedentes. 15.- Utilización de un dispositivo para la estabilización de líquidos (12), en particular gas natural líquido, y/o de un depósito para el almacenamiento y/o transporte de líquidos (12), en particular gas natural líquido, según una de las reivindicaciones precedentes. 6 E08170019 25-10-2011   7 E08170019 25-10-2011