Disposición para la introducción de dióxido de carbono en un medio.

Disposición para la introducción de dióxido de carbono en el estado líquido en un medio fluido,

con un depósito de alimentación (2) para dióxido de carbono líquido, con un conducto de presión (6) conectado con el depósito de alimentación (2) y que desemboca en un punto de entrada (7) en un conducto (8, 25, 26) que conduce fluido y con un órgano de expansión (15) integrado en el conducto de presión (6), por medio del cual se puede mantener en una sección del conducto de presión (6), que está dispuesta entre el depósito de alimentación (2) y el órgano de expansión (15), una presión por encima de la presión del punto triple del dióxido de carbono, en la que el órgano de expansión (15) está dispuesto directamente en la embocadura del conducto de presión (6) en el conducto (8) que conduce fluido, caracterizada porque el órgano de expansión (15) está configurado como válvula de retención para la prevención de la entrada de medio fluido desde el conducto (8, 25, 26) hasta el conducto de presión (6).

Disposición para la introducción de dióxido de carbono en un medio.

La invención se refiere a un medio para la introducción de dióxido de carbono en el estado líquido en un medio fluido.

El dióxido de carbono se necesita para una pluralidad de procedimientos - por ejemplo en la carbonización química, para la neutralización de aguas residuales o en el ajuste del valor pH en el tratamiento de agua potable, en la refrigeración rápida de productos alimenticios y muchos más.

Muchos procedimientos se refieren a la utilización de dióxido de carbono en sustancias líquidas, de tipo aglomerado o pastosas. En este caso con frecuencia el dióxido de carbono es introducido en forma de gas en la sustancia a tratar. No obstante, la introducción del gas es con frecuencia poco efectiva y requiere una estructura costosa para conseguir una distribución lo más fina y homogénea posible del gas en la sustancia a tratar.

Un dispositivo de este tipo se conoce a parir del documento US 2005/0268786.

De manera alternativa a la introducción en forma de gas, se contempla el tratamiento con dióxido de carbono sólido (hielo seco) . Por ejemplo, se conoce a partir del documento DE 689 12 755 T3 (EP 0 376 823 B2) un sistema para la introducción de dióxido de carbono sólido en un túnel de refrigeración. Esta publicación describe también la introducción de nieve seca en un conducto lleno de líquido. La disposición descrita allí presenta un conducto de alimentación, que se puede llenar con CO2 líquido desde un depósito. En el conducto de alimentación está prevista una válvula, que sirve al mismo tiempo como órgano de expansión. Por encima de la válvula se encuentra el dióxido de carbono bajo presión en el estado líquido, aguas abajo de esta válvula el dióxido de carbono está presente en la forma de nieve deseada. Para impedir que el dióxido de carbono en el conducto de alimentación pase a la forma de gas o bien a la forma de nieve, está previsto un segundo conducto conectados en circulación con el conducto de alimentación, y que está conectado con la fase de gas del depósito de CO2 y cuyo cometido consiste en mantener la presión en la sección del conducto delante del órgano de expansión constantemente por encima del punto triple del dióxido de carbono.

Frente a los tipos de introducción mencionados, la introducción de dióxido de carbono líquido en un medio solamente se puede realizar con dificultad, puesto que en virtud del punto triple del dióxido de carbono aproximadamente a 5, 18 bares solamente puede estar presente dióxido de carbono líquido por encima de este valor; si la presión cae por debajo de este valor, el dióxido de carbono líquido pasa, en parte, a nieve de dióxido de carbono, en parte a dióxido de carbono en forma de gas. Si tiene lugar la transición dentro del conducto de alimentación de dióxido de carbono, entonces existe el peligro de que el conducto de alimentación se bloquee en virtud de la nieve de dióxido de carbono que se acumula en el interior.

Por lo tanto, el cometido de la presente invención es crear una posibilidad para la introducción de dióxido de carbono líquido en un medio fluido, en el que se reduce al mínimo el peligro de una congelación a través de la aparición de nieve de hielo seco.

Este cometido se soluciona por medio de una disposición para la introducción de dióxido de carbono líquido en un medio fluido con las características de la reivindicación 1 de la patente.

Las formas de realización ventajosas se indican en las reivindicaciones dependientes.

Por lo tanto, de acuerdo con la invención, un dispositivo para la introducción de dióxido de carbono en el estado líquido en un medio fluido presenta un depósito de alimentación para dióxido de carbono líquido, un conducto de presión, que está conectado con el depósito de alimentación y que desemboca en un punto de entrada en un conducto de conducción de fluido, para dióxido de carbono líquido. En el conducto de presión, directamente en la embocadura del conducto de presión en el conducto de conducción de fluido, está integrado un órgano de expansión, por medio del cual se puede mantener, en una sección del conducto de presión, que está dispuesta entre el depósito de alimentación y el órgano de expansión, una presión por encima de la presión del punto triple de dióxido de carbono.

La posición del órgano de expansión lo más próxima posible a la embocadura impide en este caso que se pueda acumular nieve de dióxido de carbono, que se forma durante la expansión, en el conducto de alimentación de dióxido de carbono. Al mismo tiempo se garantiza que el dióxido de carbono sea introducido, al menos en parte, en el estado todavía líquido en el medio fluido y se mezcle con el medio fluido. Como "medio fluido" se entiende aquí cualquier medio fluido, líquido, pastoso o del tipo de aglomerado. La presión en el conducto que conduce fluido puede ser mayor o menor que la presión pt del punto triple del dióxido de carbono. La entrada de dióxido de carbono en forma líquida tiene especialmente la ventaja de que el dióxido de carbono se distribuye de forma muy homogénea en el medio; además, se suprime el gasto que es necesario para la evaporación y/o solidificación del dióxido de carbono así como para la introducción de burbujas de gas lo más finas posible o de partículas de nieve lo más finas posible. Además, la expansión del dióxido de carbono dentro del medio conduce a una acción de refrigeración fuerte y deseada en muchos casos.

Una configuración preferida de la invención prevé que el órgano de expansión esté configurado de tal forma que se cierra automáticamente por debajo de una presión predeterminada en el conducto de presión. Por "presión predeterminada" se entiende en este caso una presión p1 que es mayor que la presión pt del punto triple del dióxido de carbono. En el caso de una inyección demasiado rápida del dióxido de carbono, entonces se garantiza con seguridad que la presión en el conducto de alimentación no caiga por debajo de la presión pt. Un elemento adecuado y preferido de este tipo se describe en el documento DE 10 2006 027 561.6.

Es especialmente conveniente configurar el órgano de expansión como válvula de retención, que impide la entrada de medio líquido en el conducto de presión.

Además, se prefiere una disposición, en la que la válvula de retención está equipada con un plato de válvula, que se asienta con efecto de obturación en el estado cerrado de la válvula de retención sobre un asiento de válvula dispuesto en el lado del plato de válvula que está alejado del conducto de conducción de fluido y que se puede llevar a su estado abierto a través del desplazamiento controlado por presión en la dirección del conducto que conduce fluido. La válvula de retención se abre en este caso a través del desplazamiento del plato de válvula en dirección al conducto de conducción de fluido, por ejemplo cuando la presión en el conducto de presión es más alta que un valor preseleccionado por encima del punto triple del dióxido de carbono. De esta manera, se impide eficazmente una obstrucción de la válvula a través del hielo que se forma en el fluido.

Otro desarrollo ventajoso de la invención prevé que desde el conducto de presión salgan conductos de derivación, que desembocan con puntos de entrada, igualmente provistos con un órgano de expansión, en varios lugares distanciados entre sí en el conducto que conduce fluido. El dióxido de carbono líquido es introducido en este caso, por lo tanto, varias veces en puntos distanciados entre sí en el mismo fluido. De esta manera, se garantiza una entrada especialmente efectiva del dióxido de carbono.

Otro desarrollo conveniente de la invención prevé que desde el conducto de presión salgan conductos de derivación, que desembocan en puntos de entrada provistos de la misma manera con un órgano de expansión en varios conductos diferentes que conducen fluido. Por lo tanto, en esta configuración, varios conductos pueden ser alimentados desde un depósito de dióxido de carbono con dióxido de carbono líquido. Evidentemente, es concebible también en el marco de la invención combinar esta forma de realización con la mencionada anteriormente, es decir, prever conductos de alimentación hacia varios conductos o depósitos y/o varios conductos de alimentación en el mismo conducto.

De manera más ventajosa, en el conducto de alimentación de dióxido de carbono, aguas arriba de la... [Seguir leyendo]

1. Disposición para la introducción de dióxido de carbono en el estado líquido en un medio fluido, con un depósito de alimentación (2) para dióxido de carbono líquido, con un conducto de presión (6) conectado con el depósito de alimentación (2) y que desemboca en un punto de entrada (7) en un conducto (8, 25, 26) que conduce fluido y con un órgano de expansión (15) integrado en el conducto de presión (6) , por medio del cual se puede mantener en una sección del conducto de presión (6) , que está dispuesta entre el depósito de alimentación (2) y el órgano de expansión (15) , una presión por encima de la presión del punto triple del dióxido de carbono, en la que el órgano de expansión (15) está dispuesto directamente en la embocadura del conducto de presión (6) en el conducto (8) que conduce fluido, caracterizada porque el órgano de expansión (15) está configurado como válvula de retención para la prevención de la entrada de medio fluido desde el conducto (8, 25, 26) hasta el conducto de presión (6) .

2. Disposición de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque el órgano de expansión (15) está configurado de tal manera que se cierra automáticamente por debajo de una presión predeterminada en el conducto de presión (6) .

3. Disposición de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la válvula de retención (15) está equipada con un plato de válvula (31) , que se asienta con efecto de obturación en el estado cerrado de la válvula de retención (15) sobre un asiento de válvula (18) dispuesto en lado del plato de válvula (17) que está alejado del conducto (8) que conduce fluido, y se puede llevar a su estado abierto a través del desplazamiento controlado por presión en la dirección del conducto (8) que conduce fluido.

4. Disposición de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque desde el conducto de presión (6) parten conductos de ramificación, que desembocan con puntos de entrada, igualmente provistos con un órgano de expansión (15) , en varios lugares distanciados entre sí en el conducto (8, 25, 26) que conduce fluido.

5. Disposición de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque desde el conducto de presión (6) salen conductos de derivación, que desembocan en puntos de entrada (23, 24) provistos de la misma manera con un órgano de expansión (15) en varios conductos (25, 26) diferentes que conducen fluido.

6. Disposición de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque en el conducto de presión (6) , aguas arriba de la válvula de expansión están previstas una válvula de regulación del caudal (12) así como una válvula de control (14) , que regula el caudal de flujo en la válvula de regulación del caudal (12) en función de un programa predeterminado y/o de parámetros físicos o químicos en el medio.

7. Disposición de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizada porque la válvula reguladora de caudal (12) está configurada como válvula On/Off.