ES2216185T3 - Dispositivo de agitacion y de aireacion de un liquido y de eliminacion de la espuma en una cuba de tratamiento de dicho liquido. - Google Patents
Dispositivo de agitacion y de aireacion de un liquido y de eliminacion de la espuma en una cuba de tratamiento de dicho liquido.Info
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Abstract
LA INVENCION SE REFIERE A UN DISPOSITIVO DE SOLDADURA Y DE AIREACION DE UN LIQUIDO Y DE ELIMINACION DE LA ESPUMA EN UNA CUBA DE TRATAMIENTO DE ESTE LIQUIDO. EL DISPOSITIVO COMPRENDE UNA VAINA VERTICAL (11) QUE SE EXTIENDE EN UNA PARTE DE LA ALTURA DE LA CUBA (1), UN EMBUDO (14) DISPUESTO ALREDEDOR DE LA PARTE SUPERIOR DE LA VAINA (11), UNA PRIMERA SERIE DE VENTANAS (17) DISPUESTAS EN LA PARTE SUPERIOR DE LA VAINA (11), UNA SEGUNDA SERIE DE VENTANAS (18) DISPUESTAS EN LA VAINA (11) POR ENCIMA DEL FONDO DEL EMBUDO (14), UN EJE VERTICAL (19) DISPUESTO EN EL INTERIOR DE LA VAINA (11), UNA HELICE (20) FIJADA AL EXTREMO LIBRE DEL EJE (18), POR ENCIMA DEL FONDO DEL EMBUDO (14), UN ORGANO ANTIVORTICAL (24) DISPUESTO EN EL INTERIOR DE LA VAINA (11), POR ENCIMA DE LA HELICE (20), MEDIOS (25) DE REGULACION DEL NIVEL DE LIQUIDO EN EL EMBUDO (14) Y MEDIOS (33) DE INYECCION DE UN GAS A PRESION EN LA VAINA (11). LA INVENCION SE APLICA, POR EJEMPLO, AL TRATAMIENTO DE LOS DESECHOS GRASOS EXTRAIDOS DE LOS EFLUENTES DE AGUAS RESIDUALES O DE LAS INDUSTRIAS AGROALIMENTARIAS.
Description
Dispositivo de agitación y de aireación de un
líquido y de eliminación de la espuma en una cuba de tratamiento de
dicho líquido.
La presente invención tiene por objeto un
dispositivo de agitación y de aireación de un líquido y de
eliminación de la espuma en una cuba de tratamiento para dicho
líquido, como por ejemplo desechos grasos extraídos de los efluentes
urbanos de aguas sanitarias o de las industrias
agroalimentarias.
Como es sabido, los efluentes urbanos de aguas
sanitarias que circulan en los canales de evacuación tales como las
alcantarillas, se recogen en plantas depuradoras en las cuales se
efectúan diversas operaciones de tratamiento con el objeto de
depurarlos antes de devolverlos al medio natural.
Esta depuración produce unos subproductos
relacionados con la depuración, tales como grasa, ba-
rros ...
rros ...
Ahora bien, los vertederos admiten cada vez menos
este tipo de productos, de manera que las plantas depuradoras
actuales, deben ser ahora capaces de tratarlos para limitarlos al
máximo.
De esta forma, las grasas retenidas a la entrada
de la planta depuradora son vertidas en una cuba de tratamiento,
como por ejemplo una cuba de degradación biológica, que comprende un
agitador mecánico que permite agitar el líquido.
Además, la cuba puede comprender en su interior y
en su parte inferior unas rampas de inyección en el líquido de aire
a presión que permite ventilar y acentuar la agitación del
líquido.
Pero, este tipo de dispositivo de aireación y
agitación es más conveniente particularmente para unos fluidos poco
cargados es decir de baja viscosidad, y su rendimiento disminuye
rápidamente para unos fluidos cargados en particular con grasa.
Además, cuando se trata un líquido como por
ejemplo los desechos grasos, con este tipo de dispositivo, se forma
en la superficie del líquido una importante capa de espuma que vuela
y contamina tanto el medio ambiente, que es necesario prever unos
medios que permitan eliminar esta espuma que flota en la superficie
del líquido cuando se procede al tratamiento del mismo.
Hasta el presente, estos medios están
constituidos por unos agitadores dispuestos a nivel de la superficie
del líquido y están destinados a rebajar la espuma.
Pero, estos agitadores no brindan entera
satisfacción y una parte de la espuma vuela y contamina el medio
ambiente.
La invención tiene por objetivo evitar estos
inconvenientes proponiendo un dispositivo de agitación y de
aireación de un líquido, como por ejemplo unos desechos grasos
extraídos de los efluentes urbanos de aguas sanitarias o de
industrias agroalimentarias que permite, a través de medios simples
y que consumen poca energía, tratar de manera eficaz este tipo de
líquido y recuperar la espuma que flota en la superficie del
mismo.
La invención tiene por lo tanto por objeto un
dispositivo de agitación y de aireación de un líquido y de
eliminación de la espuma en una cuba de tratamiento de dicho
líquido, de acuerdo con las reivindicaciones adjuntas.
Otras características y ventajas de la invención
se pondrán de manifiesto a partir de la descripción siguiente,
haciendo referencia a los dibujos adjuntos, en los cuales:
- la figura 1 es una vista esquemática en sección
de una cuba de tratamiento de un líquido, equipada con un primer
modo de realización de un dispositivo de agitación y de aireación de
dicho líquido, según la invención,
- la figura 2 es una vista en sección según la
línea 2-2 de la figura 1,
- la figura 3 es una vista esquemática en sección
de una cuba de tratamiento de un líquido, equipada con un segundo
modo de realización de un dispositivo de agitación y de aireación de
dicho líquido, según la invención,
- la figura 4 es una vista en sección según la
línea 4-4 de la figura 3,
- la figura 5 es una vista esquemática parcial en
sección de un tercer modo de realización de un dispositivo de
agitación y de aireación del líquido, según la invención,
- la figura 6 es una vista esquemática en sección
de un acelerador de líquido del dispositivo de agitación y de
aireación, según la invención,
- la figura 7 es una vista esquemática en sección
de los medios de aireación de la superficie del líquido,
- la figura 8 es una vista esquemática parcial y
en sección de un cuarto modo de realización de un dispositivo de
agitación y de aireación del líquido, según la invención,
- la figura 9 es una vista esquemática y a mayor
escala de la bomba de vórtices del cuarto modo de realización del
dispositivo, según la invención,
- la figura 10 es una vista en sección según la
línea 10-10 de la figura 9,
- la figura 11 es una vista esquemática parcial y
en sección de un quinto modo de realización de un dispositivo de
agitación y de aireación del líquido, según la invención,
- la figura 12 es una vista en sección según la
línea 12-12 de la figura 11,
- la figura 13 es una vista esquemática parcial y
en sección de un sexto modo de realización de un dispositivo de
agitación y de aireación del líquido, según la invención,
- la figura 14 es una vista en sección según la
línea 14-14 de la figura 13.
En las figuras 1 y 3, se ha representado una cuba
1 provista en su parte superior de un orificio 2 de entrada de un
líquido 3 a tratar, como por ejemplo unos efluentes grasos extraídos
de los efluentes urbanos de aguas sanitarias.
La cuba de tratamiento 1 está recubierta en su
cara externa por un aislante 4 y comprende un dispositivo de
agitación y de aireación del líquido y de eliminación de la espuma,
designado en su conjunto por la referencia 10.
El dispositivo 10 según la invención dispuesto en
el interior de la cuba 1 se compone de una vaina vertical 11 que se
extiende sobre una parte de la altura de dicha cuba 1.
El extremo superior 11a de la vaina 11 está
obturado por una placa 12 y el extremo inferior de esta vaina 11
está abierto y forma con el fondo de la cuba 1 un paso 13 para el
líquido 3.
El dispositivo 10 comprende también un embudo 14
ensanchado hacia arriba cuyo borde superior forma con la pared de la
cuba 1 un espacio libre 15 para el paso del líquido 3 y cuyo borde
inferior está unido a la vaina 11 a cierta distancia del extremo
superior de dicha vaina 11.
El conjunto constituido por la vaina 11 y el
embudo 14 está fijado al interior de la cuba 1 mediante unos medios
apropiados, como por ejemplo unas patas 16 que forman entre sí unos
pasos para el líquido 3.
La vaina 11 presenta una primera serie de
ventanas 17 uniformemente repartidas en el contorno de esta vaina 11
y situadas a nivel del líquido en el interior del embudo 14.
Esta vaina 11 también está provista de una
segunda serie de ventanas 18 uniformemente repartidas en el contorno
de dicha vaina 11 y situadas por encima del fondo del embudo 14.
El dispositivo 10 también está provisto de unos
medios de aspiración del líquido y de la espuma en el interior de la
vaina 11 por las ventanas 17 y 18 y que están constituidos por un
árbol vertical 19 dispuesto en el interior de esta vaina 11 que se
extiende desde el extremo superior de dicha vaina 11 hasta el fondo
del embudo 14 y por una hélice principal 20 fijada al extremo libre
del árbol 19, por debajo del fondo de dicho embudo 14.
El diámetro de la hélice principal 20 es
ligeramente inferior al diámetro interior de la vaina 11.
El árbol 19 y la hélice 20 son arrastrados en
rotación por medio de un motorreductor 21 que está fijado a la placa
12 de obturación del extremo superior de dicha vaina 11.
El dispositivo 10 está provisto de medios de
regulación del caudal de líquido y de espuma aspirado por la hélice
principal 20 en el interior de la vaina 11 por las ventanas 17 y
18.
Estos medios de regulación están formados, por
una parte, por un primer manguito 22 dispuesto alrededor de la vaina
11 a nivel de la primera serie de ventanas 17 y por un segundo
manguito 23 dispuesto alrededor de dicha vaina a nivel de la segunda
serie de ventanas 18.
La posición de cada manguito 22 y 23 con respecto
a las ventanas 17 y 18 respectivamente, es regulable verticalmente
por unos medios de apriete apropiados, no representados.
Un órgano antivórtices 24 está dispuesto en el
interior de la vaina 11 por debajo de la hélice 20, para evitar la
rotación del líquido 3 en dicha vaina 11.
Tal como se ha representado en la figura 2, este
órgano antivórtices 24 está constituido por tres placas verticales
24a, dispuestas a 120º en el interior de dicha vaina 11.
El dispositivo 10 también está provisto de unos
medios de regulación del nivel de líquido 3 en el embudo 14 que
están constituidos por un tubo de rebosamiento 25 dispuesto en el
interior de dicho embudo 14 y cuya posición se puede regular
verticalmente.
Según un segundo modo de realización representado
en la figura 3, el dispositivo 10 comprende unos medios 30 de
agitación estática por turbulencia del líquido 3 en el interior de
la vaina 11 y dispuestos por debajo del órgano antivórtices 24 en
dicha vaina 11.
Tal como se ha representado en las figuras 3 y 4,
los medios 30 de agitación estática por turbulencia del líquido 3
están formados, por una parte, por un tubo vertical 31 dispuesto en
el interior de la vaina 11 y que se extienden desde el fondo de la
cuba 1 hasta por debajo del órgano antivórtices 24 y, por otra
parte, por unos obstáculos estáticos 32 superpuestos, dispuestos en
el interior de dicha vaina 11 y fijados al tubo 31.
El tubo 31 está fijado al fondo de la cuba 1
mediante unos medios apropiados.
Los obstáculos estáticos 32 forman con la pared
interna de la vaina 11 unos pasos para la circulación del
líquido.
Tal como se ha representado en la figura 1, los
obstáculos estáticos 32 están repartidos en el tubo 31, por una
parte, por debajo del órgano antivórtices 24 y, por otra parte, en
la parte inferior de la vaina 11.
Por ejemplo, el tubo 31 comprende en su parte
superior, por debajo del órgano antivórtices 24, dos obstáculos
estáticos 32 superpuestos y en la parte inferior de la vaina 11
también otros dos órganos estáticos 32 superpuestos.
Según una variante, los obstáculos estáticos 32
pueden estar repartidos regularmente en toda la parte del tubo 31
dispuesta en la vaina 11.
Según un modo de realización representado en la
figura 3, los obstáculos estáticos 32 están formados por copelas
cuya concavidad está dirigida hacia el fondo de la cuba 1.
Según una variante los obstáculos estáticos 32
pueden estar formados por discos.
Por último, el dispositivo 10 comprende unos
medios 33 de inyección de un gas a presión en la vaina 11, como por
ejemplo aire.
Estos medios de inyección 33 están formados por
lo menos por un conducto 34 que desemboca en la vaina 11 por ejemplo
a un nivel situado por debajo de los órganos estáticos 32 dispuestos
en la parte superior del tubo 31.
El dispositivo que acaba de ser descrito,
funciona de la siguiente manera.
El líquido 3 a tratar, es vertido por el orificio
2 en la cuba 1 hasta un nivel situado por encima del borde superior
del embudo 14.
Este líquido 3 se vierte igualmente en el
interior de este embudo 14.
El motorreductor 21 arrastra en rotación al árbol
19 que arrastra a su vez en rotación la hélice principal 20.
Simultáneamente, el gas a presión es inyectado en
la vaina 11 por medio de los conductos 34.
La rotación de la hélice principal 20 provoca una
aspiración del líquido 3 en la vaina 11 por las ventanas 17 y 18 de
tal modo que este líquido 3 circula en continuo de arriba hacia
abajo en esta vaina 11, a continuación pasa por el espacio 13 y
circula de abajo hacia arriba entre la vaina 11 y la pared interna
de la cuba 1 y así sucesivamente.
El órgano antivórtices 24 impide la rotación del
líquido en la vaina 11 por debajo de la hélice 20.
El nivel del líquido 3 en el interior del embudo
14 se encuentra por debajo del nivel de líquido en el interior de la
cuba 1, y este nivel de líquido en el interior del embudo 14 se
regula por medio del tubo de rebosamiento 25 de tal modo que este
nivel se encuentre sensiblemente a media altura de las ventanas
17.
Por otra parte, debido a la aspiración creada por
la hélice 20 en el interior de la vaina 11, el nivel de líquido en
el interior de esta vaina 11 se encuentra por debajo del nivel de
líquido en el interior del embudo 14.
El aire arrastrado en el interior de la chimenea
11 por la rotación de la hélice 20 así como el gas a presión
inyectado en dicha vaina 11 crean unas burbujas de gas que se
dispersan en el líquido 3 en el interior de dicha vaina 11 por
efecto de la rotación de la
hélice 20.
hélice 20.
Durante la circulación del líquido 3 en el
interior de la vaina 11, los obstáculos estáticos 32 producen un
efecto de turbulencia por debajo de cada uno de ellos, lo que tiene
por efecto favorecer la agitación y la aireación del líquido 3.
Estos obstáculos 32 presentan la ventaja de ser
estáticos, favoreciendo al mismo tiempo la agitación y la aireación
del líquido en la vaina 11, e impidiendo el enganche de estopas en
el interior de esta vaina 11.
De esta forma, el líquido 3 es agitado y las
burbujas de gas se dividen en microburbujas que favorecen la
dispersión del gas y por ello la aireación del líquido 3.
Entre la pared interna de la cuba 1 y la vaina
11, las burbujas de gas aceleran la subida del líquido favoreciendo
la circulación de este líquido en el interior de la cuba 1 lo cual
permite mejorar el rendimiento.
De esta forma, el líquido a tratar pasa varias
veces por la vaina 11 y es sometido por lo tanto a varios
tratamientos de oxigenación.
El caudal de líquido 3 puede regularse
desplazando los manguitos 22 y 23 con respecto a las ventanas 17 y
18.
La agitación del líquido 3 por medio la hélice 20
y de los obstáculos estáticos 32 provocan la formación de espuma en
la superficie del líquido 3 en la cuba 1.
La rotación de esta hélice 20 en el interior de
la vaina 11 provoca un bombeo al nivel de la superficie del líquido
3 en el interior del embudo 14 y una aspiración de la espuma que
flota en la superficie del líquido, así como una caída del nivel de
este líquido en el interior de la vaina 11.
La espuma es por lo tanto arrastrada, sumergida y
mezclada con el líquido 3 en el interior de la cuba 1 lo que permite
eliminarla progresivamente.
La posición de los manguitos 22 y 23 con respecto
a las ventanas 17 y 18 regula el caudal de líquido y de espuma
aspirado en el interior de la vaina 11 por la hélice 20.
La elección de la hélice principal 20 y la
velocidad de rotación de esta hélice 20 permiten adaptar el consumo
de energía en función del líquido a tratar.
En el caso en que el dispositivo según la
invención no comprenda órganos estáticos 32 como se ha representado
en la figura 1, se crean naturalmente unas turbulencias en el
interior de la vaina 11.
Pero el rendimiento es bajo, lo cual es
conveniente para unos líquidos poco cargados.
Los obstáculos estáticos 32 favorecen la
agitación del líquido por turbulencia lo cual permite aumentar el
rendimiento del dispositivo.
Según una variante, los medios de agitación
estática por turbulencia están formados por unos obstáculos
estáticos fijados a la pared interna de la vaina 11 y que forman un
paso axial para la circulación del líquido 3.
Estos obstáculos estáticos están regularmente
repartidos sobre toda la parte de la vaina 11 situada por debajo del
órgano antivórtices 24 o en el interior de la vaina 11, por una
parte, por debajo del órgano antivórtices 24 y, por otra parte, en
la parte inferior de dicha vaina 11.
En este caso también, los obstáculos estáticos
están formados por ejemplo por copelas cuya concavidad esta dirigida
hacia el fondo de la cuba 1 o por unos discos.
Según un tercer modo de realización representado
en la figura 5, el dispositivo comprende un segundo órgano
antivórtices 40 dispuesto en el interior de la vaina 11 y por encima
de la hélice principal 20.
Este segundo órgano antivórtices 40 está formado
por lo menos por dos placas 40a, verticales y prolongadas cada una
hacia arriba por una nervadura de refuerzo 41 que se extiende hasta
el extremo superior de dicha vaina 11.
Preferentemente, el segundo órgano antivórtices
40 está formado por cuatro placas 40a verticales uniformemente
repartidas en el interior de la vaina 11 y prolongadas cada una
hacia arriba por una nervadura de refuerzo 41.
Según otro modo de realización representado en la
figura 6, el dispositivo comprende un acelerador de líquido en el
interior de la vaina 11.
Este acelerador de líquido está formado por una
hélice secundaria 45 dispuesta por encima del segundo órgano
antivórtices 40 y solidaria en rotación del árbol 19.
La hélice secundaria 45 tiene un paso orientado
en el mismo sentido que el paso de la hélice principal 20.
Además, el acelerador de líquido comprende
también un órgano antivórtices 46 dispuesto por encima de la hélice
secundaria 45 y en el interior de una chimenea cilíndrica 47.
La chimenea 47 está fijada sobre el borde interno
de las nervaduras de refuerzo 41 de manera que forman con la vaina
11 y entre las nervaduras de refuerzo 41 unos pasos 48 para el
líquido.
La hélice secundaria 45, el órgano antivórtices
46 y la chimenea 47 están situados entre las dos series de ventanas
17 y 18 que, en este modo de realización, están provistas de los
medios de regulación del caudal de líquido 3 y de espuma aspirado en
el interior de la vaina 11.
La rotación de la hélice principal 20 provoca una
aspiración del líquido 3 en la vaina 11 por las ventanas 17 y 18 de
tal modo que este líquido 3 circula en continuo de arriba hacia
abajo en esta vaina 11.
Además, debido a la rotación de la hélice
secundaria 45, la aspiración del líquido 3 en la vaina 11 por las
ventanas 17 y 18 se acelera y una parte del líquido vuelve a subir
por los pasos 48 practicados entre la vaina 11 y la chimenea 47, lo
que acentúa aun más este fenómeno de aceleración del líquido en el
interior de dicha vaina 11.
También en este caso , la regulación del nivel de
líquido 3 en el interior de la vaina 11 se realiza siempre mediante
la posición de los manguitos 22 y 23 con respecto a las ventanas 17
y l8.
El órgano antivórtices 46 impide la rotación del
líquido en la chimenea 47.
Este modo de realización en particular es
conveniente para unos productos que son particularmente
espumosos.
En efecto, debido a la aceleración de la
aspiración del líquido 3 en el interior de la chimenea 47 y a una
recirculación de una parte de este líquido en los pasos 48, la
espuma que flota en la superficie del líquido 3 es aspirada hacia el
interior de dicha chimenea 47.
Según otro modo de realización representado en la
figura 7, el dispositivo comprende unos medios de aireación de la
superficie del líquido 3 en el interior de la cuba 1.
Tal como se ha representado en esta figura, los
medios de aireación de la superficie del líquido 3 están formados
por una hélice secundaria 50 dispuesta por encima del segundo órgano
antivórtices 40 y solidaria en rotación del árbol 19.
Esta hélice secundaria 50 tiene un paso invertido
con respecto al paso de la hélice principal 20.
Los medios de aireación de la superficie del
líquido 3 comprenden también un órgano antivórtices 51 dispuesto por
encima de la hélice secundaria 50 y en el interior de una chimenea
cilíndrica 52.
La chimenea 52 está fijada sobre los bordes
internos de las nervaduras de refuerzo 48 de manera que forman con
la vaina 11 y dichas nervaduras de refuerzo 48 unos pasos 55 para el
líquido 3.
La hélice secundaria 50 y el órgano antivórtices
51 están situados entre las dos series de ventanas 17 y 18 y la
chimenea 52 se extiende sensiblemente desde la parte media de la
primera serie de ventanas 17 hasta el borde superior de la segunda
serie de ventanas 18.
Una tapa 53 está montada sobre el árbol 19 por
encima del borde superior de la chimenea 52.
La posición vertical de la tapa 53 es regulable
de manera que forme junto con el borde superior de la chimenea 52 un
paso 54 regulable.
La rotación de la hélice principal 20 provoca una
aspiración del líquido 3 por las ventanas 17 y 18 de tal modo que
este líquido 3 circula de abajo hacia arriba en la vaina 11.
De esta forma, una parte del líquido 3 es
aspirada en la vaina 11 por las ventanas 18 y otra parte del líquido
3 es aspirada por las ventanas 17 y circula de arriba hacia abajo en
los pasos 55 practicados entre la chimenea 52 y la vaina 11.
Además, teniendo en cuenta el paso de la hélice
secundaria 50 que está invertido con respecto al paso de la hélice
principal 20, una parte del líquido es aspirada en la chimenea 52 de
abajo hacia arriba y es proyectada en el aire sobre la superficie
del líquido 3 en el interior del embudo 14 pasando por el paso
54.
De esta forma, la proyección de una parte del
líquido permite airear la superficie del líquido 3 y por ello
disminuir la formación de espuma sobre esta superficie.
El órgano antivórtices 51 impide la rotación del
líquido en la chimenea 52 por encima de la hélice secundaria 50.
También en este modo de realización, el caudal de
líquido 3 en la vaina 11 puede ser regulado desplazando los
manguitos 22 y 23 con respecto a las ventanas 17 y 18.
Según un modo de realización representado en las
figuras 8 a 10, el dispositivo comprende una bomba de vórtices 60 de
aspiración de la superficie del líquido en el interior de la vaina
11.
Esta bomba de vórtices 60 está dispuesta por
encima del segundo órgano antivórtices 40 y a nivel de la primera
serie de ventanas 17.
Esta bomba de vórtices 60 es arrastrada en
rotación por el árbol 19 y comprende, por una parte, un plato
circular 61 fijado sobre este árbol 19 y provisto en su cara
superior de palas 62 radiales y verticales y, por otra parte, una
chimenea 63 fijada sobre el borde superior de dichas palas 62.
El conjunto constituido por el plato 61, las
palas 62 y la chimenea 63 se mantiene sobre el árbol 19 por medio de
un manguito 61a, cuya posición vertical sobre este árbol 19 es
regulable.
El manguito 61a, está fijado sobre dicho árbol 19
por medio de un órgano constituido por ejemplo por un tornillo de
fijación, no representado.
Tal como se ha representado en las figuras 8 y 9,
el borde superior de las palas 62 está equipado con una corona 64
que se extiende hacia el exterior de la chimenea 63.
Esta chimenea 63 se extiende hacia la parte
superior de la cuba 1 sensiblemente desde la parte media de la
primera serie de ventanas 17 hasta el borde superior de las palas
62.
Esta chimenea 63 forma de un paso interno 65 que
comunica, en su parte inferior, con el interior de la vaina 11 por
unos pasos anulares 66 practicados entre las palas 62 y entre la
corona 64 y el plato 61.
Preferentemente, la chimenea 63 es cónica y la
conicidad está dirigida hacia la parte superior de la cuba 1, tal
como se ha representado en la figura 9.
Según una variante, la chimenea 63 puede ser
cilíndrica.
Las palas 62 son planas o curvadas y son,
preferentemente, tres, regularmente repartidas sobre el plato 61,
tal como se ha representado en la figura 10.
La rotación de la hélice principal 20 provoca una
aspiración del líquido 3 en la vaina 11 por las ventanas 17 y 18 de
tal modo que este líquido 3 circula en continuo de arriba hacia
abajo en dicha vaina 11.
Además, la rotación de la bomba de vórtices 60
arrastrada por el árbol 19, es decir la rotación del conjunto
constituido por el plato 61, las palas 62 y la chimenea 63, provoca
una aspiración de la superficie del líquido 3 en el paso 65 de tal
modo que este líquido pase a continuación por los pasos anulares 66
y sea reinyectado en la cuba 1.
En este modo de realización, no es necesaria la
regulación del caudal de líquido por los manguitos 22 y 23 en el
interior de la vaina 11.
Este modo de realización es particularmente
conveniente para los productos muy espumosos debido a que la espuma
que flota sobre la superficie del líquido 3 es aspirada por la bomba
de vórtices 60 lo cual permite eliminar rápida y eficazmente esta
espuma.
Según un modo de realización representado en las
figuras 11 y 12, el dispositivo comprende una hélice monocanal 70 de
aspiración del líquido 3 en el interior de la vaina 11.
Esta hélice monocanal 70, está dispuesta por
encima del segundo órgano antivórtices 40 y a nivel de la primera
serie de ventanas 17.
La hélice monocanal 70 es arrastrada en rotación
por el árbol 19 y comprende, por una parte, un plato circular 71
fijado sobre este árbol 19 y dispuesto por encima del nivel del
líquido 3 en la cuba 1 y, por otra parte, en el interior del líquido
3, una placa vertical 72 que forma una espiral y está fijada sobre
la cara inferior de dicho plato 71 alrededor del árbol 19.
Tal como se ha representado más particularmente
en la figura 12, la placa 72 delimita una entrada lateral 73 del
líquido que se extiende sobre toda la altura de dicha placa 72, un
canal vertical 74 de circulación de este líquido de arriba hacia
abajo y una salida inferior 75 de dicho líquido.
El conjunto constituido por el plato 71 y la
placa vertical 72 es mantenido sobre el árbol 19 por medio de un
manguito 71a, cuya posición vertical sobre este árbol 19 es
regulable.
Con este fin, el manguito 71a, está fijado sobre
dicho árbol 19 por medio de un órgano constituido por ejemplo por un
tornillo de fijación, no representado.
El borde interno de la placa vertical 72
comprende un deflector vertical 76 inclinado en dirección al centro
de la espiral formada por dicha placa 72.
Por otra parte, la distancia que separa la placa
72 y el eje del árbol 19 disminuye progresivamente, tal como se
representa en la figura 12.
La rotación de la hélice monocanal 70 arrastrada
por el árbol 19, es decir la rotación del conjunto constituido por
el plato 71 y la placa 72 en el sentido indicado por la flecha en la
figura 12, provoca una aspiración del líquido en el interior de
dicha placa 72 por la entrada lateral 73.
Este líquido es agitado en el interior del canal
vertical 74 y circula en este canal 74 de arriba hacia abajo para
ser evacuado al interior de la vaina 11 por la salida inferior
75.
El deflector 76 mejora la agitación del líquido
en el interior del canal vertical 74 y evita un retorno del líquido
por la entrada lateral 73.
Según un último modo de realización representado
en las figuras 13 y 14, el dispositivo comprende una hélice bicanal
80 de aspiración del líquido 3 en el interior de la vaina 11.
Esta hélice bicanal 80 está dispuesta por encima
del segundo órgano antivórtices 40 y a nivel de la primera serie de
ventanas 17.
La hélice bicanal 80 es arrastrada en rotación
por el árbol 19 y comprende por una parte, un plato circular 81
fijado a este árbol 19 y dispuesto por encima del nivel del líquido
3 en la cuba 1 y, por otra parte, en el interior del líquido 3, dos
placas verticales 82 y 83.
Las placas verticales 82 y 83 están fijadas a la
cara inferior del plato 80 y presentan cada una la forma de dos
semiconchas que son opuestas y están desplazadas una con respecto a
la otra, tal como se ha representado en la figura 14.
Las dos placas 82 y 83 delimitan dos entradas
laterales 84 y 85 del líquido, dos canales 86 y 87 de circulación de
estos líquidos de arriba hacia abajo y una salida inferior 88 de
dicho líquido.
El conjunto constituido por el plato 81 y las
placas verticales 82 y 83 se mantiene sobre el árbol 19 por medio de
un manguito 81a, cuya posición vertical sobre este árbol 19 es
regulable.
El manguito 81a, está fijado sobre el árbol 19
por medio de un órgano constituido por ejemplo por un tornillo de
fijación, no representado.
Tal como se ha representado más particularmente
en la figura 14, el borde de cada placa 82 y 83 situado frente al
canal 86 u 87 delimitado por la otra placa, comprende un deflector
vertical, respectivamente
89 y 90.
89 y 90.
La rotación de la hélice bicanal 80 arrastrada
por la rueda 19, es decir la rotación del conjunto constituido por
el plato 81 y las dos placas verticales 82 y 83 en el sentido
indicado por la flecha en la figura 14, provoca una aspiración del
líquido 3 por las ventanas 17.
Este líquido penetra por las entradas laterales
84 y 85 y es agitado en el interior de los canales 86 y 87 y circula
de arriba hacia abajo en el interior de estos canales 86 y 87, y a
continuación es evacuado a la vaina 11 por la salida inferior
88.
Los deflectores 89 y 90, aumentan el agitación
del líquido en el interior de los canales 86 y 87 y evitan que este
líquido vuelva a entrar por las entradas laterales 84 y 85.
En estos dos últimos modos de realización, la
regulación del caudal de líquido por los manguitos 22 y 23 de la
vaina 11 no es necesaria y estos dos últimos modos de realización
son más particularmente utilizados en el caso en que el nivel de
líquido en el interior de la cuba 1 es variable.
Para mejorar el caudal de la hélice monocanal 70
o de la hélice bicanal 80, puede estar dispuesta una hélice de
bombeo, no representada, sobre el árbol 19 por debajo de la hélice
monocanal o por debajo de la hélice bicanal.
El dispositivo según la invención se aplica por
ejemplo al tratamiento del agua, de los efluentes urbanos, de las
aguas sanitarias industriales, de las grasas por biodegradación, de
los materiales de desagüe, de los desechos de ganadería y, de una
manera general, a cualesquiera productos industriales
biodegradables.
El dispositivo según la invención también puede
aplicarse por ejemplo a la ozonización del agua por medio de un gas
ozonizado con o sin catalizador, a la estabilización de los barros
o puede ser utilizado en el tratamiento termófilo o para unos
líquidos cargados con materias en suspensión por ejemplo orgánicas o
minerales.
Este dispositivo también puede ser utilizado como
reactor funcionando en lecho fluidizado o móvil.
Por último, el dispositivo según la invención,
presenta la ventaja de tratar el líquido y simultáneamente eliminar
progresivamente la espuma que flota en la superficie de este líquido
en la cuba de tratamiento, y evitar así que esta espuma contamine el
medio
ambiente.
ambiente.
Claims (32)
1. Dispositivo de agitación y de aireación de un
líquido y de eliminación de la espuma en una cuba (1) de tratamiento
de dicho líquido, que comprende en el interior de la cuba (1):
- -
- una vaina (11) vertical que se extiende sobre una parte de la altura de la cuba (1) y que presenta, en su parte superior, por lo menos una primera abertura (17, 18) que forma un paso de entrada para el líquido (3) previsto en dicha cuba (1) durante su utilización y, en la proximidad del fondo de esta cuba, por lo menos una abertura que forma un paso de salida (13) para dicho líquido (3),
- -
- un embudo (14) dispuesto alrededor de la parte superior de la vaina (11) y unido a dicha vaina (11), formando el borde superior de este embudo (14) con la pared de la cuba (1) un espacio libre (15) para el paso de dicho líquido (3),
- -
- una hélice principal (20) situada en el interior de la vaina (11) por debajo del fondo del embudo (14),
- -
- un árbol vertical (19) motorizado que arrastra en rotación esta hélice (20), que se extiende por una parte, hasta por encima del extremo superior de la vaina (11) y, por otra parte, hasta por debajo del fondo del embudo (14),
- -
- un órgano antivórtices (24) dispuesto en el interior de la vaina (11), por debajo de dicha hélice (20),
- -
- unos medios (33) de inyección de un gas a presión en la vaina (11), por debajo del órgano antivórtices (24),
caracterizado porque comprende además unos
medios de agitación (31, 32) únicamente estáticos por turbulencia de
dicho líquido (3), en el interior de la vaina (11), estando estos
medios dispuestos por debajo del órgano antivórtices (24).
2. Dispositivo según la reivindicación 1,
caracterizado porque comprende:
- -
- una primera serie de ventanas (17) practicadas en la parte superior de la vaina (11) y situadas de manera que se encuentren a nivel del líquido (3) previsto en la cuba (1) durante su utilización en el interior del embudo (14),
- -
- una segunda serie de ventanas (18) practicadas en la vaina (11), directamente por encima del fondo del embudo (14), y
- -
- unos medios (25) de regulación del nivel del líquido (3) en el embudo (14).
3. Dispositivo según la reivindicación 2,
caracterizado porque comprende unos medios (22, 23) de
regulación del caudal del líquido (3) previsto en dicha cuba (1)
durante su utilización y de espuma aspirado por la hélice (20), en
el interior de la vaina (11).
4. Dispositivo según la reivindicación 3,
caracterizado porque los medios de regulación del caudal del
líquido (3) previsto en dicha cuba (1) durante su utilización y de
espuma aspirado por dicha hélice (20) están formados, por una parte,
por un primer manguito (22) dispuesto alrededor de una vaina (11) a
nivel de la primera serie de ventanas (17), y por otra parte, por un
segundo manguito (23) dispuesto alrededor de dicha vaina (11) a
nivel de la segunda serie de ventanas (18), siendo la posición de
dichos manguitos (22, 23) con respecto a las ventanas (17, 18)
correspondientes, regulable verticalmente.
5. Dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los medios
de agitación estática por turbulencia están formados, por una parte,
por un tubo vertical (31) dispuesto en el interior de la vaina (11)
y que se extiende desde el fondo de la cuba (1) hasta por debajo del
órgano antivórtices (24) y, por otra parte, por unos obstáculos
estáticos (32) superpuestos, dispuestos en el interior de dicha
vaina (11) y fijados sobre dicho tubo (31).
6. Dispositivo según la reivindicación 5,
caracterizado porque los obstáculos estáticos (32) forman
con la pared interna de la vaina (11) unos pasos para la circulación
de líquido (3) previsto en dicha cuba (1) durante su
utilización.
7. Dispositivo según las reivindicaciones 5 y 6,
caracterizado porque los obstáculos estáticos (32) están
repartidos regularmente en toda la parte del tubo (31) dispuesto en
la vaina (11).
8. Dispositivo según las reivindicaciones 5 y 6,
caracterizado porque los obstáculos estáticos (32) están
repartidos sobre el tubo (31), por una parte, por debajo del órgano
antivórtices (24) y, por otra parte, en la parte inferior de la
vaina (11).
9. Dispositivo según la reivindicación 5,
caracterizado porque los medios de agitación estáticos por
turbulencia están formados por unos obstáculos estáticos fijados a
la pared interna de la vaina (11) y que forman un paso axial para la
circulación del líquido (3) previsto en dicha cuba (1) durante su
utilización.
10. Dispositivo según la reivindicación 9,
caracterizado porque los obstáculos estáticos están
repartidos regularmente en toda la parte de la vaina (11) situada
por debajo del órgano antivórtices (24).
11. Dispositivo según la reivindicación 10,
caracterizado porque los obstáculos estáticos están
repartidos en el interior de la vaina (11), por una parte, por
debajo del órgano antivórtices (24) y, por otra parte, en la parte
inferior de dicha vaina (11).
12. Dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones 5 a 11, caracterizado porque los obstáculos
estáticos están formados por unas copelas (32) cuya cavidad está
dirigida hacia el fondo de la cuba (1).
13. Dispositivo según cualquiera de las
reivindicación 5 a 11, caracterizado porque los obstáculos
estáticos están formados por unos discos.
14. Dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la cuba (1)
está aislada.
15.Dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores cuando dependa de la reivindicación 2,
caracterizado porque los medios de regulación del nivel en el
embudo (14) del líquido (3) previsto en dicha cuba (1) durante su
utilización están formados por un tubo de rebosamiento (25)
dispuesto en el interior de dicho embudo (14) y cuya posición se
regula verticalmente.
16. Dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende
un segundo órgano antivórtices (24) dispuesto en el interior de la
vaina (11) y por encima de la hélice principal (20), estando este
segundo órgano antivórtices (40)formado por lo menos por dos
placas (40a) verticales y prolongadas cada una hacia arriba por una
nervadura de refuerzo (41), que se extiende hasta el extremo
superior de dicha vaina (11).
17. Dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende
un acelerador (45, 46, 47) de líquido en el interior de la vaina
(11).
18. Dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones 2, 16 y 17, caracterizado porque el
acelerador de líquido está formado, por una parte, por una hélice
secundaria (45) dispuesta por encima del segundo órgano antivórtices
(40) y solidaria en rotación del árbol (19) y de paso orientado
hacia el mismo sentido que el paso de la hélice principal (20) y,
por otra parte, por un órgano antivórtices (46) dispuesto por encima
de la hélice secundaria (45) y en el interior de una chimenea
cilíndrica (47) fijada sobre las nervaduras de refuerzo (41),
estando la hélice secundaria (45), el órgano antivórtices (46) y la
chimenea (47) situados entre las dos series de ventanas (17,
18).
19. Dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 16, caracterizada en que comprende unos
medios (50, 51, 52) de aireación de la superficie del líquido (3)
previsto en el interior de dicha cuba (1) durante su
utilización.
20. Dispositivo según una de las reivindicaciones
2, 16 y 19, caracterizado porque los medios de aireación de
la superficie del líquido previsto en dicha cuba (1) durante su
utilización están formados, por una parte, por una hélice secundaria
(50) dispuesta por encima del segundo órgano antivórtices (40),
solidario en rotación del árbol (19) y de paso invertido con
respecto al paso de la hélice principal (20) y, por otra parte, por
un órgano antivórtices (51) dispuesto por encima de la hélice
secundaria (50) y en el interior de una chimenea cilíndrica (52)
fijada sobre las nervaduras de refuerzo (41), estando la hélice
secundaria (50) y el órgano antivórtices (51) situados entre las dos
serie de ventanas (17, 18) y extendiéndose la chimenea (52)
sensiblemente desde la parte media de la primera serie de ventanas
(17) hasta casi el borde superior de la segunda serie de ventanas
(18), estando una tapa (53) montada sobre el árbol (19) por encima
del borde superior de la chimenea (52) y que forma con dicho borde
superior un paso (54) regulable.
21. Dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones 2 y 16, caracterizado porque comprende una
bomba de vórtices (60) de aspiración en el interior de la vaina (11)
de la parte del líquido previsto en dicha cuba (1) durante su
utilización que está situada en la proximidad de la superficie de
este líquido, dispuesta por encima del segundo órgano antivórtices
(40) y a nivel de la primera serie de ventanas (17).
22. Dispositivo según la reivindicación 21,
caracterizado porque la bomba de vórtices (60) comprende, por
una parte, un plato circular (61) solidario en rotación del árbol
(19) y provisto en su superficie superior de palas radiales y
verticales y, por otra parte, una chimenea (63) fijada sobre el
borde superior de las palas (62) y que se extiende hacia la parte
superior de la cuba (1) sensiblemente desde la parte media de la
primera serie de ventanas (17) hasta dicho borde superior de las
palas (62).
23. Dispositivo según la reivindicación 22,
caracterizado porque la chimenea (63) es cónica y cuya
conicidad esta dirigida hacia la parte superior de la cuba (1).
24. Dispositivo según la reivindicación 22,
caracterizado porque la chimenea (63) es cilíndrica.
25. Dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones 22 a 24, caracterizado porque las palas (62)
son planas o curvadas.
26. Dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones 2 y 16, caracterizado porque comprende una
hélice monocanal (70) de aspiración en el interior de la vaina (11)
del líquido (3) previsto en dicha cuba (1) durante su utilización,
dispuesta por encima del segundo órgano antivórtices (40) y a nivel
de la primera serie de ventanas (17).
27. Dispositivo según la reivindicación 26,
caracterizado porque la hélice monocanal comprende, por una
parte, un plato circular (71) solidario en rotación del árbol (19) y
dispuesto por encima del nivel que debe alcanzar el líquido (3)
previsto en dicha cuba (1) durante su utilización y, por otra parte,
que se extiende en parte por debajo de dicho nivel, una placa
vertical (72) que forma una espiral y fijada a la cara inferior de
dicho plato (71) alrededor del árbol (19), delimitando dicha placa
(72) una entrada lateral de dicho líquido, un canal vertical (74) de
circulación de dicho líquido desde arriba hacia abajo y una salida
inferior (75) de dicho líquido.
28. Dispositivo según la reivindicación 28,
caracterizado porque el borde interno de la placa vertical
(72) comprende un deflector vertical (76) inclinado en dirección al
centro de la espiral.
29. Dispositivo según las reivindicaciones 2 y
16, caracterizado porque comprende una hélice bicanal (80) de
aspiración en el interior de la vaina (11) del líquido (3) previsto
en dicha cuba (1) durante su utilización, dispuesta por encima del
segundo órgano antivórtices (40) y a nivel de la primera serie de
ventanas (17).
30. Dispositivo según la reivindicación 30,
caracterizado porque la hélice bicanal (80) comprende, por
una parte, un plato circular (81) solidario en rotación del árbol
(19) y dispuesto por encima del nivel que debe alcanzar el líquido
(3) previsto en dicha cuba (1) durante su utilización y, por otra
parte, extendiéndose en parte bajo dicho nivel, dos placas
verticales (82, 83) fijadas sobre la cara inferior de dicho plato
(81) y que presentan la forma de dos semiconchas opuestas y
desplazadas una con respecto a la otra, delimitando dichas placas
(82, 83) dos entradas laterales del líquido, dos canales verticales
(82, 83) de circulación de este líquido desde arriba hacia abajo y
una salida inferior (88) de dicho líquido.
31. Dispositivo según la reivindicación 30,
caracterizado porque el borde de cada placa (82, 83) situado
frente al canal (86, 87) delimitado por la otra placa comprende un
deflector vertical (89, 90).
32. Dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones 26 a 31, caracterizado porque una hélice de
bombeo esta fijada sobre el árbol (19) por debajo de la hélice
monocanal (70) o de la hélice bicanal (80).
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