ES2332678B1 - Dispositivo para la medici0n de la perdida de carga en contenedores de membranas de osmosis inversa. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo para la medición de la pérdida de
carga en contenedores de membranas de ósmosis inversa.
Una instalación de ósmosis inversa (1) con
membranas formando dos grupos (2) y (2') por las que es pasante un
tubo de permeado de agua (3), comprende un interconector (7)
acoplado en dicho tubo (3) separando de los dos grupos 2 y 2' de
membranas. El interconector (7) presenta un extremo (8) abierto y un
extremo (9) cerrado, y una zona afectada de orificios (10) que
comunican con una cámara axial (11) en cuyo extremo abierto (8)
incorpora un conector (12) para un tubo de presión (13) que discurre
por el tramo de tubo (3) correspondiente al grupo de membranas (2),
emergiendo al exterior de la tapa (4) de cierre del extremo (5) de
alimentación del tubo de presión (1), hasta alcanzar una conexión
(15) en la que se ha previsto un medidor de presión (16) que permite
la medida de presión en el punto (17) donde está montado el
interconector (7).
Description
Dispositivo para la medición de la pérdida de
carga en contenedores de membranas de ósmosis inversa.
La presente invención, según se expresa en el
enunciado de esta memoria descriptiva, se refiere un dispositivo
para la medición de la pérdida de carga en contenedores de
membranas de ósmosis inversa, previsto para su aplicación concreta
en aquéllas situaciones en las que se establece la separación de
grupos de membranas que determinan etapas diferentes de ósmosis. El
dispositivo se basa en la incorporación de un interconector ciego
intercalado en el tramo de tubo de permeado que separa las
membranas correspondientes a las etapas establecidas en la
instalación entre las propias membranas.
El objeto de la invención es permitir efectuar
una medición de la pérdida de carga de cada etapa, es decir de los
diferentes grupos de membranas que se establezcan en la instalación
así como medir otros parámetros tales como la presión de rechazo,
conductividad y temperatura.
Como es sabido, las instalaciones desaladoras en
las que se realiza una ósmosis inversa a base de membranas
mediante las que se realiza el permeado del agua salada y por lo
tanto la obtención de agua apta para el consumo para ciertos usos,
presenta la particularidad de que las membranas se alojan en un
contenedor de presión y se conectan correlativamente entre sí,
efectuando la interconexión mediante un tubo de recogida de agua
permeada, que es pasante a través de todas las membranas para que
el agua que circule por el interior del contenedor y pase a través
de dichas membranas alcance el referido tubo y el agua permeada
obtenida en éste, sea recogida en su correspondiente extremo de
salida establecido al final del contenedor propiamente dicho.
En instalaciones normales, el contenedor por el
que circula el agua a tratar y que contiene las membranas
permeables, presenta en uno de sus extremos la alimentación del
agua a tratar, mientras que el extremo opuesto presenta la salida
para le agua de rechazo o no tratada, así como la salida del tubo
de recogida de agua permeada.
Pues bien, en algunos casos es preciso
establecer dentro del mismo contenedor de presión dos grupos de
membranas, permitiendo establecer dentro de tal contenedor un
sistema de ósmosis inversa con dos etapas, estando separadas ambas
etapas por un interconector ciego intercalado en el tubo de
recogida de agua permeada, y concretamente entre las membranas que
separan las dos consideradas etapas o grupos.
De esta forma, se pueden obtener dos calidades
de agua permeada de las membranas, pudiéndose realizar
posteriormente un tratamiento de afino de cada una de dichas aguas
permeadas según las necesidades y/o uso para que se destine el agua
en cuestión.
Ahora bien, el montaje en dos etapas o grupos
dentro del mismo contenedor presenta el inconveniente de que no
permite conocer ni la composición ni la presión de la corriente de
agua no tratada procedente de la membrana última correspondiente al
primer grupo, cuya membrana va situada con anterioridad a la
primera membrana del segundo grupo, con lo que no es posible
conocer la presión neta que alimenta a la comentada primera
membrana del segundo grupo.
Por otro lado, y como inconveniente más
importante, cabe destacar que el montaje según las dos referidas
etapas o grupos no permite conocer la pérdida de carga de cada
grupo de membranas establecido en el contenedor de presión, por lo
que no es posible establecer un modelo completo de funcionamiento
del sistema de ósmosis inversa.
Mediante el dispositivo de la invención es
posible medir las variables citadas en el apartado anterior,
basándose en que la interconexión entre los dos grupos de membranas
establecidos en el contenedor de presión, se efectúa mediante un
interconector que presenta la particularidad de que uno de sus
extremos es abierto, siendo el otro extremo cerrado.
Dicho interconector, intercalado en el tubo de
recogida de agua permeada, presenta otra característica particular
consistente en que sobre un tramo intermedio en zonas determinadas
de la periferia del citado tubo, se ha previsto una alineación
circunferencial de orificios que comunican con una cámara
establecida hacia el extremo abierto de dicho interconector,
incorporando en este extremo un racor sobre el que se conecta un
tubo de presión, de pequeño diámetro, que discurre axialmente por
el interior del tramo de tubo de agua permeada correspondiente al
grupo de membranas cuya medición de pérdida de carga se pretende
medir, así como poder realizar la medida de otros parámetros, tales
como presión de rechazo o el agua no tratada, conductividad y
temperatura.
El comentado tubo de presión de pequeño diámetro
se prolonga al exterior del contenedor de presión, atravesando la
respectiva tapa extrema de éste, pasando por el interior del tramo
exterior correspondiente al tubo de recogida de agua permeada,
hasta alcanzar una conexión en "T" donde está instalado un
sensor de presión del agua no permeada o de rechazo, en la parte de
montaje del interconector. Además, se han previsto unos medios de
contrapresión extremos, así como unos medios de caudal, también
extremos, y respectivas válvulas reguladoras de caudal, montadas en
los tramos de agua permeada de los dos grupos de membranas.
Por otro lado, se ha previsto también que en la
entrada del agua de alimentación al contenedor de presión vaya
montado un sensor de presión que mide la presión de entrada al
sistema, mientras que en la conducción de agua de rechazo o no
tratada va montado otro medidor de la presión de dicha agua no
tratada.
Finalmente, se ha previsto que en ambos tramos
del tubo de agua permeada se incluyan, a continuación de los
medidores de presión, una válvula reguladora de caudal que colabora
en ver el efecto del interconector que separa los dos grupos de
membranas, permitiendo crear una contrapresión en cada extremo de
dichos tramos de agua permeada, permitiendo observar la influencia
de las contrapresiones aplicadas en los puntos de montaje de tales
válvulas reguladoras, para regular el flujo de agua permeada que
pasa a través de las membranas y por lo tanto observar la presión
en el punto de montaje del interconector.
Mediante una toma de muestras de agua de rechazo
no tratada, es posible realizar analíticas de dicho agua de
rechazo en la membrana última del primer grupo de membranas, para
poder calcular la presión osmótica y con ello calcular la presión
neta que alimenta al segundo grupo de membranas, lo que posibilita
prever el comportamiento de esas membranas del segundo grupo.
Es decir, en base al dispositivo de la
invención, una instalación o contenedor de presión con membranas de
ósmosis inversa de agua salada montadas en dos grupos, se pueden
conseguir los siguientes datos:
1°.- Se puede medir la pérdida de carga de los
distintos grupos de membranas montados en el contenedor de presión
en una instalación de ósmosis inversa.
2°.- Es posible medir la presión de la cámara
establecida en el interconector, así como recoger muestras del agua
en ese punto para realizar analíticas químicas.
3°.- Es posible recoger muestras de agua de
rechazo y alimentación de las membranas en las que se encuentra
instalado el interconector.
4°.- Es posible conocer las contrapresiones en
el extremo de cada uno de los tramos del tubo de recogida de agua
permeada de cada uno de los grupos de membranas.
5°.- Es posible conocer los caudales del agua
permeada en cada extremo del conjunto de membranas.
6°.- Permite variar las contrapresiones del agua
permeada de forma independiente en cada uno de los extremos de los
correspondientes tramos de tubo de recogida de agua permeada de
cada grupo de membranas, y observar además la influencia de éstas
en la pérdida de carga de los dos grupos de membranas donde se
encuentra instalado el conector.
7°.- Es posible calcular presiones osmóticas y
netas del agua de rechazo no tratada y de alimentación del punto
donde está instalado el interconector.
8°.- Permite medir la temperatura en todas las
corrientes de agua, alimentación general, rechazo y alimentación de
las membranas donde se encuentra instalado el interconector, así
como de la circulación de rechazo general, determinados en cada uno
de los extremos de tramos de tubo de agua permeada de ambos grupos
de membranas.
Para complementar la descripción que
seguidamente se va a realizar y con objeto de ayudar a una mejor
comprensión de las características del invento, se acompaña a la
presente memoria descriptiva, un juego de dibujos en base a los
cuales se comprenderán más fácilmente las innovaciones y ventajas
del dispositivo de la invención.
Figura 1.- Muestra una representación
esquemática de una instalación de ósmosis inversa de membranas con
el dispositivo de la invención.
Figura 2.- Muestra una vista ampliada y a mayor
escala de la parte de la instalación donde va situado el
dispositivo constituido por el interconector como elemento
fundamental de la invención, así como el grupo de membranas situada
entre ese interconector y la entrada o alimentación de agua al
contenedor de presión.
Figura 3.- Muestra una vista ampliada del propio
interconector montado en la parte de la instalación representaba
en la figura anterior.
A la vista de las comentadas figuras, puede
observarse una instalación de ósmosis inversa para el tratamiento
de agua salada que incluye, como es convencional, un contenedor de
presión 1 en cuyo interior van montados los dos grupos de membranas
2 y 2', interconectadas correlativamente entre sí mediante un tubo
3 de recogida de agua permeada, que es pasante a través de
respectivos tapones 4 establecidos en el extremo de alimentación 5
del agua a tratar y en el extremo de salida 6 del agua de rechazo
y del agua permeada.
El grupo de membranas 2 incluye concretamente
tres membranas, mientras que el grupo de membranas 2' incluye
cinco membranas, sin descartar que el primer grupo pueda tener dos,
cuatro ó cinco membranas y el segundo grupo 2' tener seis, tres ó
dos membranas, respectivamente.
En cualquier caso, ambos grupos de membranas 2 y
2' están determinados por la incorporación de un interconector 7
intercalado en el propio tubo de recogida de agua permeada 3,
separando lógicamente los grupos de membranas 2 y 2' como se
representa en las figuras 1 y 2.
Ese interconector 7 presenta un extremo 8
abierto y un extremo opuesto 9 cerrado, y en una zona
aproximadamente intermedia y periféricamente está afectado de
orificios 10, según una distribución circunferencial, a través de
los cuales se comunica con una cámara 11 en cuyo extremo se ha
previsto un racor 12 de conexión para un tubo de presión 13 de
pequeño diámetro que discurre axialmente por el interior del tubo
de recogida de agua permeada 3 y a través de un
prensa-estopas 14 pasa la correspondiente tapa 4
establecida en el extremo de entrada de alimentación de agua 5 del
contenedor de presión 1, siguiendo dicho tubo de presión 13
exteriormente por el propio tubo de agua permeada 3 hasta alcanzar
una conexión 15 en "T", donde va instalado un sensor medidor
de presión 16, cuya finalidad es medir la presión del agua
rechazada existente en el punto 17 o de montaje del propio
interconector 7.
En los extremos de la instalación se han
previsto respectivos medidores de presión 18, así como sendos
medidores de caudal 19 y respectivas válvulas reguladoras de caudal
20, de manera que estos componentes están asociados a respectivos
indicadores de la medición 16', 18' y 19', respectivamente, todo
ello establecido en los correspondientes tramos del tubo de agua
permeada 3 pertenecientes a los dos grupos de membranas 2 y 2'.
Además, en el extremo de entrada de alimentación
de agua 15 al contenedor de presión 1, se ha previsto un medidor
de presión 21 medidor de la presión de entrada a la instalación,
mientras que en el extremo de salida de agua de rechazo 6' se ha
previsto un medidor 22 para medir la presión del agua no
tratada.
El montaje de las válvulas reguladoras de
presión 18 permiten crear una contrapresión en cada extremo de los
tramos del tubo 3 de agua permeada, lo que permite observar la
influencia de las contrapresiones aplicadas en los respectivos
puntos para regular el flujo de agua permeada que pasa a través de
la membranas y por lo tanto poder observas la presión en el punto
17 de montaje del interconector 7.
En definitiva, mediante el dispositivo y los
complementos referidos con anterioridad, es posible calcular la
presión osmótica del agua procedente de la membrana última del
grupo 2 de membranas, así como calcular la pérdida de carga de
ambos grupos de membranas 2 y 2', e incluso calcular la pérdida de
carga total y la presión neta de alimentación al conjunto de
membranas, permitiendo en este último caso poder prever el
comportamiento de las membranas del segundo grupo 2', todo ello
resultando de gran utilidad para el estudio de una instalación o
sistema de ósmosis inversa mediante el grupo de membranas separadas
por un interconector 7 como el descrito.
Claims (3)
1. Dispositivo para la medición de la pérdida de
carga en contenedores de membranas de ósmosis, que siendo
aplicable en aquel tipo de instalaciones prevista para el desalado
del agua del mar o salubre, utilizando una pluralidad de membranas
permeables y montadas en el interior de un contenedor de presión
(1) que a través de uno de sus extremos (5) se alimenta el agua a
tratar, estando las membranas conectadas correlativamente entre sí
a través de un tubo de recogida del agua permeada (3), incluyendo
un interconector (7) entre dos membranas consecutivas que establece
dos grupos de membranas (2) y (2') a uno y otro lado del mismo, en
el interior del propio contenedor de presión (1), se
caracteriza porque el interconector (7) acoplado en el tubo
de agua permeada (3), para establecer los dos grupos de membranas
(2) y (2'), presenta uno de sus extremos (8) abierto y el extremo
opuesto (9) cerrado, además de presentar en una zona periférica
correspondiente a un tramo aproximadamente intermedio de dicho
interconector (7), una pluralidad de orificios (10) realizados de
forma circunferencial, a través de los cuales se establece la
comunicación con una cámara axial (11) determinada en el propio
interconector (7), hacia el extremo abierto (8) de éste, habiéndose
previsto que en dicho extremo (8) un racor (12) de conexión para
un tubo de presión (13) de pequeño diámetro que discurre por el
interior del tramo de tubo de agua permeada (3) comprendido entre
el interconector (7) y el extremo (5) de alimentación del agua a
tratar; cuyo tubo de presión (13) se continúa exteriormente al
contenedor de presión (1) tras atravesar la tapa de cierre (4) del
extremo de tal contenedor de presión (1); con la particularidad de
que dicho tubo de presión (13) finaliza en una conexión en "T"
(15) en la que se ha previsto un sensor (16) para medición de la
presión del agua de rechazo no tratada correspondiente al grupo de
membranas (2) establecido entre el extremo de alimentación (5) del
agua a tratar y el punto (17) de montaje del propio interconector
(7).
2. Dispositivo para la medición de la pérdida de
carga en contenedores de membranas de ósmosis inversa, según
reivindicación 1, caracterizado porque el extremo de salida
de ambos tramos del tubo de agua permeada (3) correspondiente a los
dos grupos de membranas (2) y (2'), incluyen sendos medidores de
presión (18), así como sendos medidores de caudal (19) y
respectivas válvulas reguladoras de caudal (20).
3. Dispositivo para la medición de la pérdida de
carga en contenedores de membranas de ósmosis inversa, según
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque en
correspondencia con el extremo (5) de alimentación del agua a
tratar en el interior del contenedor de presión (1), se ha previsto
un medidor (21) de la presión del agua de entrada, mientras que en
el extremo de salida (6) del agua de rechazo no tratada, se incluye
un medidor (22) de la presión del agua no tratada.
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