1. Bomba neumoreciprocante de flujo continuo, concebida para bombear líquidos que contengan organismos vivos,

y que actúa como regulador de presión en gases que efectúan trabajo, caracterizada por recipientes (1) conformados por tubos rígidos con bridas en sus extremos, presurizables, tubulares e interconectados con válvulas hidráulicas (2) y válvulas neumáticas (3), y gobernada por un sistema de control (4) electrónico.

BOMBA NEUMORECIPROCANTE DE FLUJO CONTINUO

Dispositivo que se conforma con RECIPIENTES (1) presuriza bies, VÁLVULAS HIDRÁULICAS (2) , Y VÁLVULAS NEUMÁTICAS (3) , Y SISTEMA DE CONTROL (4) electrónico; concebido para bombear líquidos vehículos de organismos vivos (los numerales son referencias de los dibujos) .

OBJETO

A continuación se describe el diseño de un dispositivo cuya utilidad es la de bombear organismos vivos contenidos en líquidos, sin afectar su integridad y salvaguardando todas sus funciones vitales.

ANTECEDENTES

Las velocidades relativas son tan altas entre los elementos mecánicos y los líquidos que impulsan las bombas reciprocantes y centrífugas, que generan unos esfuerzos (de corte, aplastamiento, etc.) que destruyen continuamente una importantísima cantidad de células, cuando esas máquinas son utilizadas para bombear líquidos ricos en organismos vivos. Este proceso destructor se potencia cuando esas bombas son usadas para impulsar esos líquidos en circuitos cerrados, debido a que se recircula el líquido una y otra vez por esa suerte de licuadora. El efecto de la acción destructora mencionada termina produciendo una severa degradación, por contaminación y envenenamiento, del líquido, lo que a su vez degrada su capacidad de mantener la vida. Las bombas de tipos de aletas deslizantes, peristálticas o de diafragma, debido a sus características inherentes, sólo es recomendable usarlas para mover volúmenes de líquido relativamente pequeños, pero en instalaciones industriales que deban mover, y sobre todo recircular, grandes volúmenes de líquidos biológicos, es preferible usar bombas de desplazamiento volumétrico.

Las bombas de desplazamiento volumétrico neumáticas convencionales presentan dos inconvenientes principales: i) el consumo específico de energía es muy elevado, y ii) el caudal que entregan no es constante sino pulsante. Se presenta una bomba del tipo desplazamiento volumétrico, que, para aplicaciones como la recirculación de microalgas en su medio acuoso, prácticamente elimina esos dos problemas.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

Los elementos principales se indican en números. El diseño sobre el que se basa la siguiente descripción de la invención que se reivindica (referida al esquema) representa una de las configuraciones en las que se puede disponer la invención. Nomenclatura de los Componentes y sus funciones. Se detallan los componentes principales del dispositivo que se reivindica más adelante, dejando fuera de ese detalle los accesorios menores como por ejemplo válvulas auxiliares para mantenimiento y venteo, tuberías, cableados, sensores, fuentes de alimentación eléctrica, etc.

1. RECIPIENTES. De material rígido y norma comercial (preferiblemente de acero inoxidable, plástico o materiales compuestos) . Debido a que su función es almacenar líquidos y gases a presión, su diseño debe cumplir con la normativa vigente para tanques sometidos a estas condiciones.

2. VÁLVULAS HIDRÁULICAS. Los RECIPIENTES, por debajO, se llenan parCialmente y vacían de líquido periódicamente, mediante el circuito de tuberías que los interconecta y con otros equipos de proceso. El control de los flujOS de líquido en los RECIPIENTES se efectúa a través de estas válvulas.

3. VÁLVULAS NEUMÁTICAS. Los recipientes son presurizados por arriba periódicamente con gas mediante un circuito de tuberías que los interconecta y con otros equipos de proceso. El control y

secuencia de la presurización de los RECIPIENTES se efectúa a través de estas válvulas.

4. SISTEMA DE CONTROL. Alberga y es el encargado de ejecutar la programación que secuencia la apertura y cierre de las válvulas para el flujo del líquido y del gas. El programa toma lecturas de sensores de presión y de nivel, y a partir de ellas ejecuta la mencionada secuencia.

Funcionamiento

El proceso de bombeo se inicia cuando la válvula inferior de uno de los RECIPIENTES le permite llenarse de líquido hasta una altura predeterminada. Cuando se ha llenado, la válvula superior permite la entrada de gas para presurizar el recipiente a la vez que se corta la entrada de líquido. Al alcanzarse la presión de bombeo se corta la entrada de gas y se permite la salida del líquido a presión. El otro recipiente se encuentra repitiendo el mismo ciclo pero desfasado, de manera que cuando éste se está vaciando, el otro se está llenando.

Características principales

a) La velocidad del flujo bombeado es lo suficientemente baja para no afectar los organismos vivos que contenga. b) La sincronización de dos o más recipientes permite estabilizar y hacer constante el flujo a bombear.

c) En el caso de ser usado en instalaciones industriales para crecimiento de microalgas, por ejemplo, permite aprovechar la presión del C02 al reducirla empleándola en el dispositivo. De esta manera se consigue reducir al mínimo el consumo de energía de bombeo.

d) El costo de operación es sensiblemente menor. e) La rentabilidad es mayor debido a que el medio de cultivo mantiene sus características, permitiendo incrementar la productividad.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

FIG. 1 Es el diagrama de proceso general.

FORMA DE REALIZACIÓN PREFERIDA

El dispositivo de la figura muestra una configuración con dos RECIPIENTES (1) (conformados por tubos rígidos con bridas en sus extremos -fabricados bajo norma que permita su uso bajo presión, lo mismo que las tuberías, válvulas y accesorios-) con su correspondiente SISTEMA DE CONTROL (4) , tuberías y VÁLVULAS (2 Y 3) (que funcionan en modo alterno -no se ha considerado necesario mostrar los sensores de nivel, presión, bastidor, etc. ) . Las válvulas de tres vías, escogidas para el diseño, permiten llenado y vaciado (pero nunca simultáneamente) en cada recipiente optimizando la tuberías. Cuando uno de los RECIPIENTES (1) está siendo llenado de líquido por debajo, el otro, también por debajo, está siendo vaciado [gracias a que el SISTEMA DE CONTROL (4) alterna las posiciones de las VÁLVULAS (2) hidráulicas]. Al mismo tiempo el SISTEMA DE CONTROL (4) actúa en forma inversa sobre las VÁLVULAS (3) neumáticas de tres vías que regulan el flujo de gas por arriba. Cuando el primer RECIPIENTE (1) termina de llenarse (la condición de lleno y vacío en los recipientes es determinada por sensores de nivel) el SISTEMA DE CONTROL (4) invierte los sentidos de flujo en todas las VÁLVULAS (2 Y 3) del sistema, por lo que éste RECIPIENTE comienza a bombear, mientras que el segundo comienza a ser llenado. El dispositivo no sólo bombea líquido, sino que cuando termina la acción propelente del gas en cada ciclo, la expansión de éste baja su presión por lo que se produce una acción de regulación susceptible de ser utilizada.