ES2250327T3 - Procedimiento e instalacion de una lamina flotante en la superficie de un liquido. - Google Patents
Procedimiento e instalacion de una lamina flotante en la superficie de un liquido.Info
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Abstract
Instalación de recogida de un producto que forma una lámina que flota en la superficie del agua, como una lámina de petróleo, que incluye: - un cabezal de recogida (1) formado por un recinto (2) con una entrada (3) en la parte alta, para el producto a recuperar, y una salida para el producto recogido, - un generador de vórtex formado por una hélice (9) sumergida en el recinto y soportada por el árbol (8) de un motor (7), que genera en el recinto un vórtex (V) descendente, - un medio de flotación (5) que sostiene el recinto (2), - un conducto (20) que une el recinto a un depósito (31), caracterizada porque - el recinto (2) es una tolva que adopta las líneas de flujo del vórtex, cuya parte acampanada constituye la entrada (3) del producto y, en la parte baja (4), la cima del cono constituye la salida (4), quedando unida dicha salida al conducto de evacuación (20) del producto recogido - el generador de vórtex forma un vórtex dinámico descendente (V) en el recinto (2) hasta su salida, y - la unión (10) entre los flotadores (5) y el recinto (2) es ajustable para regular la profundidad de inmersión de la entrada (3) del recinto, en función del grosor (X) de la lámina de producto a recoger (P).
Description
Procedimiento e instalación de una lámina
flotante en la superficie de un líquido.
La presente invención se refiere a una
instalación de recogida de una lámina flotante en la superficie del
agua, como una lámina de petróleo, como se define en el preámbulo de
la primera reivindicación.
Se conocen distintos procedimientos e
instalaciones para recoger el producto de una lámina flotando en la
superficie del agua y, especialmente, una lámina de petróleo
flotando en el mar.
Estos procedimientos e instalaciones conocidos
son muy diversos, desde presas flotantes hasta almacenamientos
flotantes o recuperadores. Los recuperadores se clasifican en dos
tipos, los recuperadores mecánicos, que recurren a las propiedades
de circulación fluida y de la densidad del líquido a recoger, y los
recuperadores oleófilos destinados más concretamente a la recogida
de petróleo, que utilizan las propiedades de adherencia del petróleo
en superficies puestas en contacto con el agua y el
contaminante.
Esta clasificación está publicada en un estudio
del CEDRE (Centro de documentación de investigación y
experimentaciones sobre la contaminación accidental de las aguas),
titulado "La recogida de petróleo en el mar" (extracto de las
prácticas INFOPOL, organizadas por el CEDRE en 1999).
Los recuperadores mecánico emplean bien la
aspiración directa, bien la aspiración con vertido, una cinta
transportadora simple o una cinta transportadora que trabaja en
inmersión.
Los recuperadores oleófilos están formados, en
general, por un conjunto de discos, tambores, o un equipo con
correas o cuerdas, que penetran en la lámina y se aprovechan de la
adherencia del petróleo a la estructura de discos, tambores, correas
o cuerdas para enganchar el producto, transportarlo y evacuarlo.
Generalmente, la retirada se efectúa mediante raspado o
centrifugado.
Entre los recuperadores mecánicos, existe un
recuperador llamado de vórtex, formado por un cabezal de bombeo o
alcachofa que viene por encima de la lámina a bombear, a nivel de la
misma. Bajo el cabezal de bombeo, una hélice genera una depresión
formando un vórtex estático, de manera a acumular el producto menos
denso que el agua para concentrarlo bajo la alcachofa.
En realidad, esta instalación emplea una hélice
para generar, bajo el cabezal de aspiración, una bolsa en la que se
acumula el líquido a bombear.
Según el análisis realizado en este documento y
que resume las pruebas, esta instalación es muy delicada de utilizar
y conviene únicamente para productos fluidos en aguas tranquilas.
Este procedimiento y esta instalación no permiten bombear productos
en parte sólidos ya que el bombeo se lleva a cabo desde arriba, en
la dirección opuesta a la dirección en la que el vórtex estático
genera la depresión que forma la
bolsa.
bolsa.
Dicho de otro modo, el vórtex estático y el
efecto de aspiración de bombeo actúan en direcciones o-
puestas.
puestas.
Este procedimiento no puede utilizarse cuando la
superficie del agua está agitada, ya que, en dicho caso, la
penetración del aire en el cabezal de bombeo implica un riesgo de
descebar la bomba.
El documento US 3 635 342 describe una
instalación de recogida de una lámina de petróleo flotando en la
superficie del agua. Esta instalación incluye un cabezal de recogida
formado por un recinto cuya parte alta está dotada de una entrada
para recibir el producto a recoger. Dicho recinto está dotado de una
salida de producto en forma de un tubo de aspiración, que asciende
por el recinto hasta por debajo de la entrada. Dicho recinto también
está dotado de una hélice sumergida en el líquido del recinto para
generar un vórtex descendente que permite formar una bolsa de
líquido a recuperar. Esta bolsa se forma por encima de la hélice.
Esta instalación que sólo debe, a priori, recoger el producto
de la bolsa formada en el vórtex, es delicada de ajustar ya que el
producto es bombeado en dicha bolsa mediante una bomba, generando
simplemente el vórtex la bolsa, ya que dicho vórtex está formado
principalmente por el agua. Dicho vórtex no propulsa el líquido a
recoger en el conducto, realizándose la recogida únicamente mediante
la bomba. Esta instalación no tiene por objeto separar de forma
precisa el líquido a recuperar del agua en la que flota, ya que la
instalación está enganchada en el fondo del agua.
Por ello, según el grosor de la lámina de líquido
y el caudal de la bomba, se arrastra una parte mayor o menor de agua
junto con el líquido.
La eficacia de esta instalación es muy teórica
debido a los problemas de puesta a punto del funcionamiento.
En resumen, esta instalación genera, mediante
efecto de vórtex o aspiración mediante venturi, en los distintos
modos de realización previstos, una bolsa en el agua, bolsa en la
que llega el líquido a recoger para ser bombeado en dicha bolsa.
Existe asimismo una instalación descrita en el
documento US 3 753 496. Este documento describe en realidad dos
modos de realización distintos uno de otro por la forma de recoger
el líquido.
Estos dos modos de realización tienen en común un
cabezal de recogida en forma de embudo cuya entrada está dotada de
palas fijas, en espiral, para favorecer la regularidad de la llegada
del producto en dicho cabezal de recogida con forma de embudo. En un
modo de realización, el extremo inferior de dicho embudo está unido
a un conducto de aspiración. En otro modo de realización, dicho
extremo está tapado para formar un depósito en el que se sumerge una
bomba aspirante, que recoge el líquido en este lugar.
Pero esta instalación, con sus dos modos de
realización, aspira una mezcla de agua y producto a recuperar
(petróleo) sin intentar separar eficazmente el agua del líquidos a
recoger, para reducir el volumen de producto a tratar más
adelante.
Dicho de otro modo, en este documento, no se
trata en absoluto de intentar separar, en la instalación, el líquido
a recuperar del agua sobre la que flota dicho líquido.
La presente invención tiene por objeto remediar
los inconvenientes de las soluciones conocidas y pretende
desarrollar una instalación que permita bombear de forma
extremadamente eficaz láminas de producto flotando en la superficie
del agua, cualquiera que sea la naturaleza física de los productos
(estado fluido, semifluido o incluso en parte solidificado), y
cualesquiera que sean las características del lugar de la lámina
flotante, ya esté sometida a marejada, al viento, a corrientes de
superficie o cualquiera que sea el lugar en que se sitúa la lámina,
sin bombear el agua en la que flotan dichas láminas, para
incrementar la eficacia de la recogida.
A tal efecto, la invención se refiere a una
instalación, según las características de la parte caracterizadora
de la primera reivindicación.
El vórtex de la invención hace circular el flujo
de producto recogido de la lámina para evacuarlo.
La instalación genera un vórtex dinámico, es
decir, un vórtex que produce una circulación de fluido de arriba
abajo, desde la entrada del recuperador hacia su salida, no una
simple depresión estática que forma una bolsa cargada de producto de
menor densidad que la del líquido en el que flota normalmente la
lámina de producto, es decir, agua dulce o agua del mar.
Dicha aspiración se añade entonces al impulso
comunicado al fluido a nivel del vórtex.
La recogida de producto puede efectuarse de
manera muy independiente de la naturaleza física del producto
recogido, ya sea éste líquido, más o menos pastoso o incluso si
contiene partículas o partes sólidas.
La instalación permite recoger incluso partículas
sólidas que floten en la superficie de la lámina, ya que dichas
partículas serán arrastradas en el vórtex, y evacuadas.
De forma ventajosa, la hélice que genera el
vórtex está sumergida a una altura ajustable del recinto de la
lámina flotante, lo que permite adaptar el efecto del vórtex a la
naturaleza del producto a recoger.
La forma de tolva o embudo del recinto favorece
el flujo de la lámina de producto en el vórtex, sin generar zonas
muertas que quedarían ocupadas por producto o agua.
La unión entre los flotadores y el recinto es
ajustable, lo que permite regular la profundidad de inmersión de la
entrada del recinto en función del grosor de la lámina de producto a
recoger sin aspirar
agua.
agua.
Esta implantación flotante de la instalación
permite seguir las variaciones de altura de la lámina, especialmente
en función de la marejada.
De forma ventajosa, la salida del recinto está
unida a un conducto de evacuación dotada de un medio de aspiración.
Este conducto de evacuación puede tener cierta longitud en función
de la disposición de los distintos medios de la instalación,
especialmente del cabezal de recogida y de los depósitos que
almacenan el producto.
En el caso de un conducto de evacuación unido a
un medio de aspiración, tal como una bomba, es interesante que una
unidad de mando esté unida al motor del generador del vórtex y al
medio de aspiración, para coordinar el funcionamiento de estos dos
medios y permitir un rendimiento óptimo.
De forma ventajosa, el medio de flotación formado
por flotadores que soportan el recinto y el generador de vórtex no
constituye una barrera cerrada situada por encima del recinto o
rodeándolo. Por el contrario, se trata únicamente de puntos de apoyo
separados que dejan pasos entre sí para permitir, no sólo a la
lámina, sino también a la superficie de la lámina, penetrar en el
recinto, para ser capturada por el
vórtex.
vórtex.
De manera general, la instalación de la invención
constituye un medio extremadamente sencillo de emplear, capaz de
funcionar en condiciones extremas, a la vez por la situación de la
lámina a recuperar o por la naturaleza de los productos.
Finalmente, la instalación es especialmente fácil
de mantener y de emplear, y es poco voluminosa.
A continuación, se describe la presente invención
de manera más detallada, con la ayuda de los dibujos adjuntos, en
los cuales:
- la figura 1 muestra un esquema de una
instalación conocida,
- la figura 2 muestra un esquema de la
instalación de la invención,
- la figura 3 muestra un detalle de la
instalación de la figura 2,
- la figura 4 muestra la instalación de la
invención en posición de funcionamiento.
Según la figura 1, una instalación conocida,
llamada de vórtex, de recogida mecánica de un producto p flotante en
forma de lámina en la superficie del agua E, se compone de un
cabezal de aspiración 100, situado en la superficie de la lámina p.
Dicho cabezal de aspiración 100 incluye una hélice 101, arrastrada
por un motor no representado, alojada en un cajón 102 con forma de
trompeta que rodea a la hélice 101. La hélice 101 genera una
depresión en el interior del cajón 102 para formar una bolsa 103
bajo la entrada 104 del cabezal de aspiración 100, para acumular un
grosor de producto p que permita el bombeo. El producto p es
bombeado como lo indican las fle-
chas F1, F2.
chas F1, F2.
En dicha instalación conocida, la hélice 101
genera una especie de vórtex estático que forma la bolsa en la que
se acumula el producto p, por lo que, entonces, se puede aspirar el
mismo. Pero, como ya se ha indicado, dicha aspiración se opone a la
aspiración generada por el vórtex estático.
La presente invención se refiere a una
instalación como la representada en las figura 2 y 3 y, en posición
de funcionamiento, en la figura 4.
Según la figura 2, la instalación se compone de
un cabezal de recogida 1, formado por un recinto 2 con, en su parte
superior, una entrada 3 y, en su parte inferior, una salida 4. Dicho
cabezal 1 es soportado por un medio de flotación formado por
flotadores 5 solidarios de un chasis 6. El chasis 6 soporta asimismo
un motor 7 cuyo árbol 8 está dotado de una hélice 9 que constituye
un generador de vórtex. Esta hélice 9 genera un vórtex dinámico en
el recinto 2 que tiene, preferiblemente, forma de trompeta según las
líneas de flujo de un vórtex.
El recinto 2 está unido al bastidor 6 por medio
de órganos de unión 10, de longitud ajustable. Estos órganos de
unión están representados unidos a los flotadores 5. También podrían
estar unidos directamente al chasis 6. Dichos órganos de unión 10 de
longitud ajustable permiten modificar la profundidad
\euro{} de inmersión del borde del recinto 2 que
constituye la entrada 3. Dicho ajuste se realiza en función del
grosor X de la lámina de producto p a recuperar (véase la figura
3).
Como medio de ajuste, existe, en este ejemplo en
particular, una varilla roscada 11, unida al flotador 5 y dotada de
una tuerca 12 para sujetar el borde 13 del recinto 2. Se define así
la altura e de la abertura 3.
La figura 4 muestra la instalación de la
invención en posición de utilización.
El cabezal de recogida está situado en una lámina
de producto p y se apoya en la lámina y, más generalmente, en la
superficie del líquido, por medio de sus flotadores 5. Dichos
flotadores 5 no constituyen un anillo que rodea la parte superior
del recinto 2, sino que forman apoyos repar-
tidos en la superficie de la lámina o el líquido, como se indica en la figura 4 en la cual, al contrario que en la figura 2, no se ha representado el flotador dere-
cho 5.
tidos en la superficie de la lámina o el líquido, como se indica en la figura 4 en la cual, al contrario que en la figura 2, no se ha representado el flotador dere-
cho 5.
Es extremadamente importante que el o los
flotadores 5 no constituyan una barrera cerrada que se extienda por
encima de la entrada del recinto 2, para no obligar a la lámina de
producto p a pasar necesariamente bajo todos los flotadores 5.
Por el contrario, como se representa en la parte
derecha de la figura 4, unos productos más o menos sólidos p1 pueden
flotar a su vez en la superficie de la lámina p. Puede tratarse de
partículas p1 de productos más o menos solidificados. Todas estas
partículas, incluso flotando en la superficie, pueden penetrar en el
recinto 2, aspiradas por el vórtex dinámico generado por la hélice
9.
Esto significa que la hélice 9 genera no sólo una
depresión en el recinto 2 sino un vórtex V, esquematizado en la
figura 4, que llega por lo menos hasta la salida 4 del recinto
2.
Dicho vórtex dinámico aspira la capa superior del
líquido en el que flota el cabezal de recogida 1, que está formada
principalmente por la lámina de pro-
ducto p.
ducto p.
La salida 4 del recinto 2 está unida a un
conducto 20 para la evacuación del producto. Este conducto 20 está
preferiblemente unido a una bomba 30 que envía el líquido hacia un
depósito 31.
De este modo, según el procedimiento de la
invención para recoger el producto que forma una lámina en la
superficie del agua, como una lámina de petróleo, se genera un
vórtex dinámico bajo la superficie de la lámina flotante; se
alimenta dicho vórtex con la lámina, reteniendo principalmente el
líquido sobre el que flota el producto a recuperar, y se evacúa el
producto, eventualmente junto con líquido, por la base del
vórtex.
Dicha evacuación se realiza en el mismo sentido
de acción que el del vórtex.
Especialmente, se aspira el producto con,
eventualmente, líquido, por la base del vórtex. Esta aspiración se
añade al efecto de aspiración o empuje del vórtex. Este
procedimiento permite recoger el producto p que flota en la
superficie del líquido E, prácticamente cualquiera que sea el estado
del producto p, líquido, más o menos viscoso e incluso si contiene
partículas sólidas. Incluso si la superficie de la lámina de
producto p está más o menos agitada, la lámina puede recogerse con
eficacia mediante el vórtex activo.
Claims (5)
1. Instalación de recogida de un producto que
forma una lámina que flota en la superficie del agua, como una
lámina de petróleo, que incluye:
- -
- un cabezal de recogida (1) formado por un recinto (2) con una entrada (3) en la parte alta, para el producto a recuperar, y una salida para el producto recogido,
- -
- un generador de vórtex formado por una hélice (9) sumergida en el recinto y soportada por el árbol (8) de un motor (7), que genera en el recinto un vórtex (V) descendente,
- -
- un medio de flotación (5) que sostiene el recinto (2),
- -
- un conducto (20) que une el recinto a un depósito (31),
caracterizada porque
- -
- el recinto (2) es una tolva que adopta las líneas de flujo del vórtex, cuya parte acampanada constituye la entrada (3) del producto y, en la parte baja (4), la cima del cono constituye la salida (4), quedando unida dicha salida al conducto de evacuación (20) del producto recogido
- -
- el generador de vórtex forma un vórtex dinámico descendente (V) en el recinto (2) hasta su salida, y
- -
- la unión (10) entre los flotadores (5) y el recinto (2) es ajustable para regular la profundidad de inmersión de la entrada (3) del recinto, en función del grosor (X) de la lámina de producto a recoger (P).
2. Instalación, según la reivindicación 1,
caracterizada porque
la hélice (9) está sumergida a una altura
ajustable en el recinto, bajo el nivel de la lámina flotante
(P).
3. Instalación, según la reivindicación 1,
caracterizada porque
el conducto de evacuación (20) está unido a un
medios de aspiración (30).
4. Instalación, según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 y 3,
caracterizada por
una unidad de mando unida al motor (7) del
generador de vórtex (7, 8, 9) y al medio de aspiración (30) para
accionar dichos dos medios, uno en función del otro.
5. Instalación, según la reivindicación 1,
caracterizada porque
el medio de flotación (5) está formado por
flotadores que soportan el recinto (2) y el generador de vórtex (7,
8, 9).
Applications Claiming Priority (2)
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