ES2205511T3 - Reciclador de agua portatil. - Google Patents
Reciclador de agua portatil.Info
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Abstract
Un reciclador de agua portátil (10) para depurar y reciclar el agua empleada en un sistema de lavado de productos u otro sistema similar. El reciclador de agua portátil (10) es particularmente conveniente en el reciclaje de agua utilizada en un sistema de lavado de patatas. El reciclador de agua portátil (10) incluye un filtro transportador (200) que quita y transporta la basura, en sentido generalmente lateral, permitiendo a la vez que el agua pase, en sentido generalmente vertical, a través de un embudo (400), hacia un tanque recolector (100). El tanque recolector (100) tiene un suelo inclinado y una salida en el fondo. El agua sucia se descarga desde la salida del fondo y se bombea a través de al menos un separador centrífugo (300) para una posterior separación de partículas de material del agua.
Description
Reciclador de agua portátil.
La presente invención se refiere a dispositivos
para retirar detritus de un líquido y, más particularmente, a
dispositivos para limpiar y reciclar agua en un sistema que
requiere el agua des-sedimentada (es decir agua con
un contenido en sedimentos reducido). Las aplicaciones más
preferentes de la presente invención implican la limpieza y
reciclado del agua usada en sistemas de lavado de productos
agrícolas, incluyendo sistemas para lavar por ejemplo productos
agrícolas con raíces, como por ejemplo patatas, remolachas,
zanahorias, etc., cítricos como por ejemplo naranjas etc., y otras
frutas y hortalizas como por ejemplo manzanas, tomates, etc. La
presente invención es particularmente ventajosa en el reciclado del
agua usada en sistemas para lavar patatas.
Una variedad de sistemas conocidos requieren agua
des-sedimentada para un dar rendimiento óptimo. Por
ejemplo, en un sistema de lavado de patatas, que usa agua reciclada
para lavar la superficie de las patatas, el agua podrá verse poblada
con detritus y sedimentos que, para un rendimiento óptimo, deberían
ser retirados del agua. A menudo, el agua contaminada es
simplemente desechada del sistema de lavado de patatas y se añade
agua limpia para compensar la pérdida de agua. Este procedimiento
tiene un número de convenientes. En primer lugar, dicho
procedimiento da como resultado una excesiva pérdida de agua y
costes incrementados. En segundo lugar, la descarga de agua
contaminada no es conveniente desde el punto de vista
medioambiental y puede originar polución. Este procedimiento común
requiere también una fuente disponible de agua para suministrar
agua limpia, así como una localización disponible para desechar el
agua sucia. Como resultado, existen limitaciones en la localización
disponible para el uso de dichos sistemas, y dichos sistemas no son
portátiles.
También es una práctica conocida reciclar el agua
usada en sistemas de lavado de patatas con grandes depósitos de
sedimentación o clarificación y/o balsas de sedimentación. Dichos
depósitos tienen volúmenes bastante grandes, oscilando por ejemplo
entre aproximadamente 7,57 y 1.890 kilolitros. Como resultado, el
tiempo de residencia dentro de dichos depósitos o balsas es
bastante elevado. Por lo tanto, este procedimiento tiene también un
número de inconvenientes. Por ejemplo, el tiempo de residencia
incrementado da como resultado bacterias y otros problemas de
contaminación. Grandes depósitos y balsas eliminan también
cualquier posibilidad de transportar los sistemas.
Existen diversos sistemas conocidos para limpiar
agua sucia. Por ejemplo, el agua potable se limpia normalmente en
un sistema municipal de clarificación con anterioridad a su uso.
Sin embargo, los sistemas de agua municipales existentes, y otros
sistemas que pueden suministrar capacidades de limpieza
suficientes, son normalmente unos dispositivos muy caros,
voluminosos y complicados.
No existen sistemas aceptables que puedan retirar
el detritus y los sedimentos de un sistema de lavado de patatas, o
de otros sistemas que tengan requisitos de agua similares y
devuelvan el agua des-sedimentada al sistema para
su uso continuado. También existen sistemas conocidos que puedan ser
fácilmente transportados a una localización apropiada para reciclar
el agua en dichos sistemas.
La técnica existente incluye un número de
procedimientos y dispositivos para la limpieza de líquidos. Sin
embargo, la técnica existente es inapropiada para reciclar agua
usada para producir sistemas de lavado u otros sistemas
similares.
Los párrafos siguientes describen un número de
procedimientos y dispositivos conocidos que son solamente
genéricamente relevantes a la tecnología de limpieza del agua.
La patente U.S. número 955.843 muestra un
dispositivo separador que tiene unas cadenas transportadoras 15 con
unos limpiadores 17. Los limpiadores 17 transportan el desecho
fuera de una pantalla 2 mientras que el agua pasa a través del
tamiz 2 y dentro de un depósito 20.
La patente US número 3.540.588 muestra un
procedimiento para separar partículas sólidas de una corriente de
un refrigerante de una herramienta mecánica. El procedimiento
incluye un depósito 12 de sedimentación que contiene líquido sucio,
un hidrociclón 13 que recibe líquido del depósito 12, y un depósito
de transferencia 15 que recibe líquido limpio del hidrociclón. El
depósito 12 incluye un transportador de arrastre 24 mostrado en la
Figura 4.
La patente U.S. número 4.033.866 muestra un
procedimiento para separar partículas sólidas de un líquido, y para
separar dos diferentes cantidades de líquido de una mezcla líquida.
El aparato incluye un depósito 10 que tiene una salida 53 que está
dirigida a los hidrociclones 58.
La patente U.S. número 4.042.507 muestra un
dispositivo para retirar materia transportada en el agua con objeto
de reutilizar el agua. El dispositivo incluye un depósito 10 que
tiene una toma A y una salida B y un transportador filtro 12 de un
tamiz de alambre fino a través de la cual pasa el líquido.
La patente U.S. número 4.234.424 muestra un
aparato trailer para vehículo transportarle para la purificación de
emulsiones oleosas. El dispositivo incluye un recipiente de
reacción 1 que tiene un tubo 5 en el fondo para la recolección de
una mezcla de lodo.
La patente U.S. número 4.525.284 muestra un
procedimiento para la clarificación de agua en el procesado de
madera y materiales de papel. El sistema incluye un transportador 2
que tiene un fondo de chapa perforada. El agua fluye a través del
transportador, dentro de un tubo 3 y dentro de un clarificador 7
vertical. Un depósito colector 9 para el agua limpia para la
recolección de agua limpia está situado en la parte superior del
clarificador 7, y una abertura 12 para descargar partículas pesadas
está situada en el fondo del clarificador.
La patente U.S. número 5.076.915 muestra un
aparato para retirar sólidos suspendidos en un líquido. En la forma
de realización mostrada en la Figura 2, se muestra un sedimentador
30 por gravedad con una parte de fondo 51 convergente, unos
amortiguadores 54 y 66, una salida 68 para el líquido clarificado,
y una zona 58 de lavado de descarga. El aparato sirve como un
sedimentador por gravedad para separar sólidos finamente divididos,
como por ejemplo carbón, de un líquido.
La patente U.S. número 5.543.063 enseña un
procedimiento para lavar polvo de un producto y para recuperar
agentes de tratamiento químico usados en dicho procedimiento. El
sistema incluye un depósito de almacenamiento 22 que recibe líquido
de un sistema de lavado. El líquido dentro del depósito de
almacenamiento de 22 es filtrado en un ensamblaje de filtración 26
que incluye un tamiz 32 en la parte superior de un depósito 30, una
bomba 40 que dirige líquido desde el depósito 30 a un hidrociclón
36, un depósito de sedimentación 46 que recibe sólidos del
hidrociclón y un filtro autolimpiante 52.
La patente U.S. número 4.787.972 muestra un
aparato de filtro en dos etapas para retirar partículas contenidas
en un líquido. La primera etapa consta de una correa filtro sin fin
seguida por una segunda etapa que consta de un filtro tipo ciclón.
El líquido filtrado resultante está posteriormente disponible para
su uso pretendido, y el líquido sucio que contiene a un material
particulado completa otro pase a través del aparato para suministrar
una filtración subsecuente de las partículas.
Aún permanece la necesidad de un aparato que
pueda separar de forma fiable detritus y sedimentos del agua para
producir sistema de lavado o en otros sistemas que tienen
requisitos de agua similares. También permanece la necesidad de un
sistema que sea fácil de fabricar no resulte caro y no sea
complicado. También se necesita un sistema que sea compacto y/o
transportarle. También existe la necesidad de un sistema que pueda
conservar agua y evitar la contaminación ambiental. También existe
la necesidad de un sistema que reduzca el tiempo de residencia del
agua reciclada, con objeto de reducir el crecimiento de
bacterias.
La presente invención supera los problemas
anteriormente mencionados así como otros problemas referentes a
procedimientos existentes de suministrar agua
des-sedimentada (es decir, agua con un contenido en
sedimento reducido) en sistemas, como por ejemplo para producir
sistemas de lavado y similares.
Según un primer aspecto de la invención se
suministra un reciclador de agua portátil que recibe agua sucia de
un sistema (S), retira detritus y sedimentos del agua sucia, y
devuelve el agua des-sedimentada al sistema (S),
que comprende:
a) un conducto de suministro (C1) que suministra
agua sucia procedente del sistema (S) al reciclador de agua
portátil;
b) un filtro transportador que recibe el agua
sucia de dicho conducto de suministro (C1) y que conduce en
detritus genéricamente de forma lateral mientras permite que el
agua pase genéricamente de forma vertical;
c) un depósito de agua recliclada debajo de dicho
filtro transportador que tiene un piso inclinado con una salida de
descarga;
d) un embudo debajo de dicho filtro transportador
que dirige el agua filtrada procedente de dicho filtro
transportador a una región inferior de dicho depósito de reciclado,
teniendo dicho embudo una salida situada encima de dicha salida de
descarga de dicho depósito de reciclado;
e) un conducto de descarga (C2) extendido de
dicha salida de descarga a un mecanismo de filtro, teniendo dicho
mecanismo de filtro una primera salida que emite agua
des-sedimentada y una segunda salida que emite agua
sucia concentrada; y
f) un conducto de retorno (C4) para devolver agua
des-sedimentada al sistema (S) precedente de una
región superior de dicho depósito de reciclado o de dicha primera
salida de dicho mecanismo de filtro.
Según otro aspecto de la invención, el reciclador
de agua portátil incluye, además, un bastidor para soportar el
depósito, el filtro transportador y el separador centrífugo, y una
pluralidad de ruedas montadas en el bastidor para transportar el
reciclador de agua a una localización deseada, como por ejemplo el
uso de un mecanismo de enganche montado en el bastidor para ejercer
tracción del reciclador de agua portátil detrás de un vehículo de
remolque.
Según otro aspecto de la invención, el reclicador
de agua podrá estar permanentemente instalado en una instalación.
Es decir, el dispositivo podrá estar montado para ser estático y/o
permanente. A modo de ejemplo, la estructura de bastidor
anteriormente mencionada podrá ser reinstalada o podrá estar fijada
a la superficie del piso. Un reciclador permanente no tiene que
estar construido para ser transportable, como por ejemplo con
ruedas, mecanismos de enganche, etc. Sin embargo las formas de
realización más preferentes son transportables.
Según otro aspecto de la invención, el reciclador
de agua portátil incluye además una bomba soportada en el bastidor
para bombear agua sucia (por ejemplo del fondo del depósito de
reciclado) a los separadores centrífugos. Además, una segunda bomba
podrá estar también soportada del bastidor para absorber agua
des-sedimentada de una región superior del
depósito.
Según otro aspecto de la invención, el filtro
transportador incluye un filtro y una correa o cadena
transportadora que tiene al menos un miembro de crueceta para
empujar el detritus a lo largo del filtro.
Según otro aspecto de la invención, el filtro
tiene preferentemente unas aberturas con un diámetro menor de
aproximadamente 0,127 cm y más preferentemente entre
aproximadamente 0,051 y 0,102 cm de ancho.
Según otro aspecto de la invención, el filtro es
preferentemente un filtro de alambre triangular que tiene unos
alambres con secciones transversales triangulares. Los alambres
están preferentemente orientados de forma paralela a la dirección de
desplazamiento de al menos de un miembro de crueceta que empuja en
detritus a lo largo del filtro.
Según otro aspecto de la invención, el sistema
para el cual el agua sucia es recibida es un sistema de lavado de
productos agrícolas para lavar productos agrícolas con agua, como
por ejemplo cualquier sistema conocido de lavado de productos
agrícolas.
La invención también suministra un procedimiento
para recibir agua sucia de un sistema (S), retirar el detritus del
agua sucia, y devolver el agua des-sedimentada al
sistema (S), que comprende las etapas de:
a) suministrar agua sucia del sistema (S) a
través de un conducto de suministro (C1);
b) recibir el agua sucia procedente del conducto
de suministro (C1) en un filtro transportador, y retirar y conducir
el detritus de forma genéricamente horizontal mientras que permite
que el agua pase de forma genéricamente vertical con el filtro
transportador;
c) dirigir el agua que pasa a un depósito de
reciclado debajo del filtro transportador que tiene un piso
inclinado con una salida de descarga, dicha etapa de dirigir
incluye dirigir el agua con un embudo debajo del filtro
transportador a una región inferior del depósito de reciclado,
tendiendo el embudo una salida situada encima de la salida de
descarga del depósito de reciclado;
d) dirigir el agua sucia a través de la salida de
descarga del depósito de reciclado a un mecanismo de filtro,
teniendo dicho mecanismo de filtro una primera salida que emite
agua des-sedimentada y una segunda salida que emite
agua sucia; y
e) devolver el agua
des-sedimentada al sistema (S) procedente de una
región superior del depósito de reciclado o desde la primera salida
de dicho mecanismo de filtro.
La presente invención es capaz de separar de
forma fiable material de sedimento del agua en sistemas de lavado
de productos agrícolas o en otros sistemas que tienen requisitos de
agua similares.
La presente invención es también fácil de
fabricar, barata y no complicada. La presente invención puede ser
también compacta y/o transportarle. La presente invención podrá
también conservar agua y evitar la contaminación ambiental. Al
contrario que en sistemas de sedimentación anteriores, la
funcionabilidad del sistema presente no tiene que ser función del
volumen de agua en el sistema. Además, la presente invención podrá
también tener tiempos de residencia reducidos del ditritus, con
objeto de evitar el crecimiento de bacterias.
Las ventajas anteriores y otras ventajas,
características y aspectos de la presente invención se percibirán
más fácilmente tras la lectura de la descripción siguiente de las
formas de realización preferentes de la misma, realizada
conjuntamente con los dibujos y reivindicaciones adjuntas.
La presente invención se ilustra a modo de
ejemplo y no de limitación, en los dibujos adjuntos, en los que
referencias iguales indican piezas iguales y en los que:
la Figura 1 es una vista en perspectiva del
sistema de reciclado de agua portátil según una forma de
realización preferente de la invención;
la Figura 2 es una vista lateral del sistema de
reciclado de agua portátil mostrado en la Figura 1;
la Figura 3(A) es una vista lateral del
sistema de reciclado de agua portátil mostrado en la Figura 1 que
ilustra dimensiones preferentes de la estructura;
la Figura 3 (B) es una vista frontal del sistema
de reciclado de agua portátil mostrado en la Figura 1 que ilustra
dimensiones preferentes de la estructura;
la Figura 4 (A) es una vista desde un lado, en
sección, de la estructura del filtro transportador preferente usado
en el sistema de reciclado de agua portátil mostrado en la Figura
1;
la Figura 4(B) es una vista frontal, en
sección, tomada a lo largo de la flecha
4(B)-4(B) en la Figura
4(A);
la Figura 4(C) es una vista en perspectiva
de una parte del filtro transportador ilustrado en las Figuras
4(A) y 4(B); y
las Figuras 5(A) y 5(B) ilustran
unas vistas en perspectiva y desde un lado, respectivamente, de la
estructura montada sobre ruedas según una forma de realización
preferente.
La Figura 1 ilustra una forma de realización
preferente de un sistema de reciclado de agua portátil según la
presente invención. En la forma ilustrada, el sistema 10 de
reciclado de agua portátil se usa para retirar detritus y
sedimentos del agua en un sistema S próximo, como por ejemplo un
sistema de lavado de patatas.
La construcción preferente del sistema 10 de
reciclado de agua portátil incluye (1) un depósito de reciclado
100, (2) un filtro transportador 200, (3) al menos un separador
centrífugo 300, (4) un embudo 400 entre el filtro transportador 200
y el depósito 100, y (5) un bastidor 500 para montar los
componentes del sistema.
En resumen, agua sucia procedente del sistema S
se dirige al filtro transportador 200 vía un conducto C1. El filtro
transportador 200 conduce grandes cantidades de detritus despeja
mientras que permite el agua filtrada caiga verticalmente dentro
del depósito 100 vía el embudo 400. La forma mostrada en la Figura 3
(B), el depósito de reciclado 100 dirige agua sucia concentrada a
través de la abertura de fondo, 110 mientras el agua
des-sedimentada se eleva hacia la parte superior 120
del depósito que rodea al embudo 400. El líquido sucio se descarga
a través de la abertura 110 y se suministra a través del conducto C2
a una bomba P1 que bombea el agua sucia al separador o separadores
centrífugos 300 vía en conducto C3. Los separadores centrífugos son
preferentemente hidrociclones (mostrados en la referencia 300) que
operan en la forma conocida. Específicamente, los hidrociclones
circulan el agua sucia de forma que agua sucia concentrada se
descarga desde una salida de fondo mientras el agua
des-sedimentada se descarga desde una salida
superior al interior del conducto C4. Un ejemplo de un filtro
hidrociclón que se puede usar es el modelo nº 240W de Quality Solids
Separation, Houston, Texas. La terminología del separador
centrífugo que se usa en la presente memoria es para describir
dispositivos conocidos que separan materiales mediante la fuerza
centrífuga o el movimiento en torbellino de los materiales. Aunque
menos preferente se podrán utilizar separadores centrífugos
distintos a los hidrociclones. Un ejemplo de otro menos preferente
separador centrífugo es el dispositivo conocido como filtro
LAKOS (mr) de Lakos Filtration Systems, Fresno, California. El agua des-sedimentada en el conducto C4 podrá ser devuelta al sistema S en la forma necesaria o podrá ser suministrada a la parte superior 120 del depósito 100 para un suministro superior al sistema S o podrá ser devuelta al filtro transportador 200 para un filtrado adicional.
LAKOS (mr) de Lakos Filtration Systems, Fresno, California. El agua des-sedimentada en el conducto C4 podrá ser devuelta al sistema S en la forma necesaria o podrá ser suministrada a la parte superior 120 del depósito 100 para un suministro superior al sistema S o podrá ser devuelta al filtro transportador 200 para un filtrado adicional.
La finura del sedimento retirado (por ejemplo
arena, arcilla o limo) podrá ser controlada mediante la selección
de los separadores centrífugos 300. En función de los requisitos
del sistema S, por ejemplo (a) podrán ser utilizados separadores
centrífugos que solamente retiran arena, o (b) se podrán utilizar
separadores centrífugos que solo retiran arcilla o (c) se podrán
utilizar separadores centrífugos que incluso retiran limo. En
sistemas de lavado de productos agrícolas, por ejemplo se considera
más preferente disponer separadores que retiran limo.
Una estructura preferente del depósito de
reciclado 100 y del embudo 400 se muestra en las Figuras
3(A) y 3(B). En la forma ilustrada, el depósito 100
incluye preferentemente una sección ancha superior 101 y una sección
inferior 102 con forma de embudo. El embudo 400 se extiende
preferentemente desde la parte inferior del filtro transportador
200 hasta una localización próxima al extremo inferior de la
sección de transporte inferior 102. El sedimento (por ejemplo
arena, arcilla o limo) podrá ser conducido por el embudo a lo largo
de las superficies inclinadas 103 hasta la abertura de fondo 110.
Por otra parte, el agua des-sedimentada pasa
alrededor del fondo 405 del embudo 400 y se eleva hasta la parte
superior 120 del depósito. El ángulo de inclinación de la superficie
103 debería ser mayor que el ángulo de reposo del sedimento dentro
del agua sucia. Preferentemente, este ángulo es mayor que
aproximadamente 35º. En formas de realización en variante, la
sección 102 con forma de embudo podrá tener una sección transversal
horizontal que sea circular, exagonal, irregular, etc., y la
sección con forma de embudo 102 podrá ser también simétrica.
En la forma mostrada en la Figura 3 (B), el agua
des-sedimentada podrá asumir, por ejemplo un nivel
de agua W mientras que el sedimento D será descargado desde el
fondo del depósito 100. Una salida 160 de rebose está provista
próxima al extremo superior del depósito de reciclado 100 para
asegurar que el agua no fluye sobre el borde superior del depósito.
Cualquier exceso de agua en el depósito 100 podrá ser descargado o
almacenado en un depósito de reserva (no representado) o podrá
incluso ser devuelta al sistema de lavado. El sedimento D será
descargado activamente y no debe ser apilado en el fondo del
depósito. A dicho fin, el caudal del agua sucia dentro de la
abertura del fondo 110 deberá ser lo suficientemente alto, por
ejemplo posiblemente entre aproximadamente 379 y 1700 l/minuto para
retirar el sedimento. Las Figuras
3(A)-3(B) ilustran también dimensiones
preferentes, x 2,54 en centímetros, de una forma de realización
ejemplar de la invención. El sistema podrá incluir también una
válvula 150 para cerrar la abertura de fondo 110 cuando el sistema
no está en uso. La válvula 150 está preferentemente situada dentro
del conducto C2 debajo del depósito.
En la forma ilustrada en la Figura 2, el filtro
transportador 200 incluye preferentemente un recipiente 250 que
tiene un extremo de entrada 210 y un extremo de descarga 220. El
agua sucia entra por el extremo de entrada 210 a través del conducto
C1 y la abertura de entrada 211. El filtro transportador 200
conduce los detritus grandes una distancia X sobre el lado del
depósito 100 y descarga en detritus desde el extremo de descarga
220. El detritus descargado podrá ser recogido en un depósito, un
transportador u otro medio conocido. En la forma mostrada en la
Figura 3 (A), el embudo 400 incluye preferentemente una sección
superior 410 ensanchada con una pared inclinada 415 extendida a lo
largo de la longitud X para devolver el agua al depósito 100 a lo
largo de sustancialmente toda la longitud del filtro transportador
200. En la forma mostrada en la Figura 4(A), el filtro
transportador 200 incluye preferentemente una correa o cadena 201
transportadora sin fin que tiene al menos una cruceta 202 fijada a
la misma. Preferentemente, una pluralidad de crucetas 202 están
provistas. Las crucetas 202 se mueven a lo largo del filtro 203
desde el extremo de entrada 210 hasta el extremo de descarga 220
del filtro transportador 200. Como resultado, el líquido sucio se
separa con material particulado y el agua que pasa a través del
filtro 203 y los detritus grandes son empujados a lo largo del
filtro 203 por las crucetas 202 y descargados a través del extremo
de descarga 220.
En la forma de realización más preferente, el
filtro 203 es un filtro de alambre triangular que tiene una
pluralidad de alambres triangulares paralelos separados
próximamente que se extienden paralelos a la dirección de
desplazamiento de las crucetas 202 a lo largo de la longitud del
filtro transportador 200. En una construcción preferente ejemplar,
los alambres triangulares tienen una anchura de aproximadamente
0,15 cm y están separados por unos espacios libres con una anchura
de aproximadamente 0,051 a 0,102 cm. Las crucetas 202 están
fabricadas preferentemente de un material semiresiliente, como por
ejemplo plástico, que se puede deformar ligeramente para encajar
dentro de los espacios libres cuando se presiona contra los
alambres triangulares, de forma que se puedan limpiar activamente
los espacios libres cuando se bloquean a lo largo de la longitud de
los alambres triangulares. Los alambres triangulares tienen
preferentemente una sección transversal triangular con los lados
superiores alineados en un plano genéricamente horizontal (es decir,
paralelo a la parte inferior de las cruecetas) y los lados
inferiores creando ángulos de incidencia para prevenir que el
detritus obstruya los espacios entre los alambres triangulares.
Aunque menos preferentemente los alambres podrán tener otras formas
en sección transversal, como por ejemplo, circular, cuadrada o
rectangular.
Aunque menos preferentemente se podrá utilizar
también un filtro de material tejido, como por ejemplo un filtro de
tela metálica. El filtro podrá fabricarse también a partir de una
placa perforada. También se podrán utilizar otros filtros
conocidos.
Alternativamente, la parte de filtro 203 podrá
estar localizada entre las partes horizontales superior e inferior
de la correa o cadena 201 transportadora, de forma que las crucetas
202 se muevan a lo largo del filtro 203 por debajo de la parte
horizontal superior de la correa o cadena en vez de por debajo de la
parte horizontal inferior de la correa o cadena, en la forma
mostrada en la Figura 4(A). En esta última forma de
realización, la rotación de la correa o cadena sería evidentemente
en una dirección opuesta a la mostrada en la Figura 4(A). En
este caso, la correa o cadena 201 debería permitir pasar al
detritus y al agua, por ejemplo, la correa o cadena debería cubrir
solamente una pequeña área y/o tener una anchura pequeña. Las
crucetas 202 podrán también estar soportadas por dos correas o
cadenas separadas paralelamente en lados opuestos de las crucetas.
La abertura de entrada 211 podrá estar también localizada por
encima del transportador, en vez que en un extremo, para asegurarse
que el detritus es empujado por las crucetas 202.
En otra forma de realización menos preferente del
filtro transportador 200, la correa o cadena 201 transportadora,
las crucetas 202, y el filtro 203 podrán reemplazarse por una
correa transportadora tipo malla o perforada sin fin, que permita
pasar al líquido a través de los agujeros en la propia cinta
transportadora mientras conduce el detritus al extremo de descarga
220.
En otra forma de realización menos preferente del
filtro transportador, se podrá utilizar un filtro inclinado, por
ejemplo una hidromalla parabólica inclinada o similar para conducir
el detritus por gravedad y/o por la fuerza del agua que fluye sin
el uso de correas transportadoras o similares.
La terminología de "filtro transportador",
en la forma utilizada en la presente memoria, engloba cualquier
medio de filtro que mueva activa o pasivamente el detritus
lateralmente, mientras que permite que el agua filtrada pase a su
través.
En una forma de realización preferente, el filtro
transportador 200 está dimensionado en la forma ilustrada, x 2,54
en centímetros, en las Figuras 3(A), 4(A),
4(B) y 4(C). La correa o cadena transportadora 201
está preferentemente montada de forma rotativa en los ejes 215 y
216. El eje 216 es preferentemente posicionable lateralmente dentro
de la ranura 217 para ajustar la tensión de la correa o cadena
transportadora. Un motor M, mostrado en las Figuras 1 y 2, podrá
estar montado en la parte superior del filtro transportador 200 para
rotar la correa o cadena transportadora 201. Aunque no se ilustra
en las Figuras 4(A)-4(C), el
recipiente 250 podrá también incluir una tapa sobre la parte
superior del mismo.
En la forma previamente descrita, el líquido
sucio procedente de la parte inferior del depósito 100 es bombeado
a través del conducto C2 por la bomba P1 y dentro de las aberturas
de entrada 310 en los lados de los hidrociclones 300. El agua sucia
circula posteriormente dentro de los hidrociclones 300. Esta
circulación origina que el agua des-sedimentada sea
descargada a través de las salidas superiores 320 y origina que el
agua sucia concentrada sea descargada a través de las salidas
inferiores 330. En las formas de realización preferente se
suministran entre 2 y 5 hidrociclones 300. En una forma de
realización preferente, en la forma ilustrada, se incluyen 3
hidrociclones 300, cada uno de los ciclones tiene preferentemente
una capacidad para circular aproximadamente 189 l/minuto. De esta
forma, aproximadamente 178 l/minuto de agua
des-sedimentada podrá ser descargada a través de las
salidas 320 de cada hidrociclón mientras que aproximadamente 11,4
l/minuto de agua sucia concentrada podrá ser descargada aguas abajo
a través de cada una de las salidas 330. En este ejemplo, el agua
sucia se suministra a los hidrociclones a una presión de
aproximadamente 207-241 kPa. En la forma expuesta
anteriormente, podrán variar los tamaños y números de hidrociclones
en la forma deseada. Los hidrociclones se comercializan en una
variedad de tamaños, como por ejemplo tratando de aproximadamente
15,1 l/minuto hasta aproximadamente 1.890 l/minuto de agua sucia.
Los hidrociclones mayores operan a presiones menores y podrán no
retirar sedimentos de forma tan eficaz, mientras que los
hidrociclones menores podrán separar partículas muy finas, pero
operar a presiones sustancialmente menores. El agua sucia
descargada aguas abajo a través de las salidas 330 podrá ser
descargada o recolectada en un depósito clarificador o de
sedimentación (no representado) con objeto de separar adicionalmente
el material de sedimentos del agua. Se podrá utilizar también una
bomba adicional para bombear el agua
des-sedimentada desde el depósito clarificador o de
sedimentación de nuevo al interior del sistema S y/o dentro del
depósito 100. El depósito clarificador o de sedimentación debería
ser lo suficientemente grande para tener un tiempo de residencia lo
suficientemente largo para suministrar una clarificación adecuada
antes de reciclar o descargar el agua
des-sedimentada. La inclusión de un depósito como
el mencionado podría incrementar sustancialmente el tamaño del
sistema, lo cual podría ser menos deseable cuando el sistema está
fabricado para que sea transportable. Cuando se desea
transportabilidad, el depósito clarificador o de sedimentación
podrá ser transportado separadamente o podrá estar montado en el
bastidor 500 (véase la explicación del bastidor 500 en lo que
sigue).
En la forma mostrada en la Figura 1, el
reciclador 10 de agua portátil está montado preferentemente en un
bastidor 500. En la forma de realización ilustrada, el bastidor 500
es una estructura genéricamente con forma de caja que tiene 12
vigas de borde 501. El bastidor incluye también unos travesaños
inferiores 502 y unas vigas de soporte 503 adicionales. Se debe
sobrentender que el bastidor no está limitado a una estructura en
forma de caja. El bastidor, depósito, etc., podrá fabricarse con una
variedad de formas.
En la forma mostrada en las Figuras 1 y 2, la
bomba P1 está preferentemente situada debajo de la sección superior
101 del depósito 101 sobre al menos un travesaño 102. Como también
se muestra en las Figuras 1 y 2, una segunda bomba P2 está
preferentemente soportada de forma similar sobre el bastidor 500.
La segunda bomba P2 succiona el agua des-sedimentada
de la salida 170 en el depósito 100 y dentro del conducto C5. La
segunda bomba P2 incluye además bombas para el agua
des-sedimentada a través del conducto C6 y de nuevo
al sistema S.
El agua des-sedimentada podrá ser
también devuelta al sistema S a través del conducto C4 extendido
desde los hidrociclones 300. Alternativamente, el agua
des-sedimentada en el conducto C4 podrá ser dirigida
de nuevo dentro de la parte superior del depósito 100. Por lo tanto,
el agua des-sedimentada podrá ser dirigida de nuevo
al sistema S por los conductos C4 y C5 o por solamente 1 de dichos
conductos. A dicho fin, será posible eliminar incluso totalmente la
bomba de succión P2 y devolver el agua
des-sedimentada al sistema S con solamente el
conducto C6. Sin embargo, en la construcción preferente se incluye
la bomba P2. Cuando el sistema S es un sistema de lavado de
productos agrícolas, el agua devuelta de sedimentada podrá ser
rociada sobre la parte superior del producto agrícola o podrá ser,
en caso contrario, suministrada al sistema S.
Como también se muestra en las Figuras 1 y 2 el
reciclador de agua portátil e incluye preferentemente unas ruedas W
montadas en el bastidor 500 para transportar el dispositivo. Aunque
una rueda se ilustra en las Figuras, resultará patente que una rueda
similar está preferentemente montada en el lado opuesto del
dispositivo. Además, el dispositivo podrá modificarse para incluir
3, 4 o incluso más ruedas.
En la forma mostrada en las Figuras
5(A)-5(B) las ruedas W están montadas
preferentemente sobre unos husillos 552 de montaje de la rueda en
los extremos inferiores de los brazos extensibles 550. Los brazos
550 están recibidos preferentemente de forma telescópica dentro de
un cilindro 555 y son extensibles durante el uso de cualquier tipo
conocido de medio de gato. Como por ejemplo un eje de tornillo o
similar. El medio de gato es preferentemente operado a mano como
por ejemplo mediante las orejetas 560 mostrada en la Figura
5(B). La altura de la rueda podrá de dicha forma variarse
para acomodar la disparidad del terreno en una localización o para
permitir que el bastidor 500 descanse sobre el terreno.
Con objeto de transportar el reciclador 10 de
agua portátil, un mecanismo H de enganche con trailer podrá ser
fijado al bastidor 500. De dicha forma, el dispositivo será
remolcado por un tractor o por cualquier vehículo de remolque (no
mostrado). El mecanismo de enganche H podrá ser cualquier mecanismo
conocido. Alternativamente, en vez de funcionar como un trailer, el
reciclador 10 de agua portátil podrá ser construido como parte del
propio vehículo, como por ejemplo un camión, etc.
Además, se contempla que la presente invención
pueda construir también como un dispositivo no transportado que
esté permanentemente montado y/o estático en una localización
particular. A dicho fin, una forma de realización preferente de una
instalación permanente podría incluir las mismas características que
las ilustradas en las Figuras, excepto que las ruedas y las
características relacionadas mostradas en las Figuras 5(A) y
5(B). De dicha forma, la instalación permanente podrá ser
una estructura compacta, permitiendo más espacio en la localización
para ser usado con otros fines.
La presente invención tiene una variedad de
ventajas con respecto a los procedimientos y dispositivos
existentes para limpiar agua:
(1) la presente invención permite reciclar el
agua con un alto caudal sin retirar una cantidad suficiente de
detritus y sedimento para volver al agua apropiada para el
lavado.
(2) la presente invención permite unos caudales
muy altos de agua reciclada producida con un volumen total muy
reducido de agua en todo el sistema.
(3) la presente invención permite una estructura
relativamente pequeña para separar eficazmente el sedimento con un
alto caudal. Al contrario que los depósitos o balsas de
sedimentación que son menos eficaces a medida que disminuye su
tamaño, la presente invención no tiene problemas similares dado que
el tamaño reducido. La presente invención podrá tener un depósito
menor de 3.790 l o incluso menor de 1.890 l o incluso menor que 757
l para sistema de lavado de productos agrícolas tamaños tan
pequeños como 379 l podrán ser usados eficazmente. Otros sistemas S
podrán incluso usar depósitos sustancialmente menores. A tamaños
menores el sistema funciona bien para filtrar sedimentos, aunque
sin embargo fluctuaciones en el nivel de agua incrementa el riesgo
de que las bombas, etc., bombeen en seco durante la operación.
(4) la presente invención permite que se puedan
transportar los recicladores de agua y suministrar fácilmente hacia
y desde la localización, sobre pedido.
(5) la presente invención minimiza los problemas
de contaminación por bacterias del agua reciclada.
(6) la presente invención podrá disfrutar de
beneficios medio ambientales sustanciales, incrementando la
conservación del agua y disminuyendo la polución de la misma.
(7) la presente invención no tiene un diseño y
podrá fabricarse de forma fácil y económica.
(8) la presente invención podrá ser más fácil de
limpiar que otros depósitos o balsas de sedimentación conocidos,
los cuales normalmente deben drenarse para limpiarse.
(9) la presente invención tiene unas ventajas
particulares respecto al medio ambiente de los sistemas de lavado
de productos agrícolas y especialmente sistemas de lavado de
patatas. El sistema de la lavado de patatas requiere a menudo una
gran cantidad de agua para limpiar una gran cantidad de patatas.
Como resultado se ensucia una gran cantidad de agua continuamente
por detritus y sedimento, como por ejemplo fragmentos de patatas,
rocas, detritus del campo, arena, arcilla, etc. Hasta la presente
invención ha sido problemática la manipulación de dicha agua
sucia.
Aunque la presente invención tiene ventajas
particulares cuando se usa con sistemas de lavado de patatas, y más
preferentemente en dicho uso, la presente invención es también muy
útil para reciclar agua en otros sistemas. Por ejemplo, la presente
invención podrá ser muy útil en reciclar agua usada para limpiar
otros productos agrícolas, como por ejemplo solamente, en artículos
de raíces, artículos cítricos, otros frutos y hortalizas,
incluyendo por ejemplo remolachas, ñame, batatas, zanahorias,
manzanas, naranjas, ciruelas, tomates, etc. El sistema podrá
utilizarse también para aplicaciones en productos no agrícolas,
como por ejemplo en aplicaciones de la industria láctea. Por ejemplo
como el aparato podrá usarse para limpiar desechos de la industria
láctea. Las aplicaciones en desechos de instalaciones lácteas como
(por ejemplo estiércol de vaca) podrán incluir preferentemente un
filtro transportador fino y/o un separador de tamaños centrífugos.
A dicho fin, el desecho podrá estar dentro de un foso grande,
agitado y pasado a través del presente sistema. Como resultado el
agua des-sedimentada podrá ser descargada a una
laguna o similar, con el sedimento retirado que en otro caso se
apilaría en su interior. Este sistema sería sustancialmente menos
caros que los sistemas actuales de manipulación de residuos
lácteos. El presente sistema podrá usarse para reciclar cualquier
tipo de líquido y separar sólidos del mismo en cualquier sistema que
requiera dicha separación. Se contempla que las dimensiones del
depósito 100, los tamaños y números de separadores centrífugos 300,
las dimensiones de las mallas 203, etc., podrán variarse por los
expertos en la técnica en función de las circunstancias particulares
del caso. Otras formas de realización menos preferentes podrán
realizarse cambiando uno o más componentes de las diversas
combinaciones de componentes, en tanto en cuanto uno o más de los
muchos conceptos de la presente invención se mantenga. Por ejemplo,
aunque claramente menos precedente, el filtro centrífugo 300 podrá
reemplazarse con otro medio de filtro por el que pase un gran
caudal de agua a su través.
Aunque la presente invención se ha mostrado y
descrito con referencia a las formas de realización preferentes
contempladas actualmente como mejor modo de llevar a cabo la
invención, se sobrentiende que se podrán realizar diversos cambios
para adaptar la invención a diferentes formas de realización sin
apartarse de los amplios conceptos inventivos dados en la presente
memoria e incluidos en las reivindicaciones dadas a
continuación.
Claims (27)
1. Un reciclador (10) de agua portátil que recibe
agua sucia de un sistema (S), retira detritus y sedimento del agua
sucia, y devuelve agua des-sedimentada al sistema
(S) que comprende:
a) un conducto de suministro (C1) que suministra
agua sucia procedente del sistema (S) al reciclador (10) de agua
portátil;
b) un filtro transportador (200) que recibe el
agua sucia de dicho conducto de suministro (C1) y que conduce en
detritus genéricamente de forma lateral mientras permite que el
agua pase genéricamente de forma vertical;
c) un depósito (100) de agua recliclada debajo de
dicho filtro transportador (200) que tiene un piso (102) inclinado
con una salida de descarga;
d) un embudo (400) debajo de dicho filtro
transportador (200) que dirige el agua filtrada procedente de dicho
filtro transportador (200) a una región inferior (102) de dicho
depósito (100) de reciclado, teniendo dicho embudo (400) una salida
situada encima de dicha salida de descarga de dicho depósito (100)
de reciclado;
e) un conducto de descarga (C2) extendido de
dicha salida de descarga a un mecanismo de filtro (300), teniendo
dicho mecanismo de filtro (300) una primera salida (320) que emite
agua des-sedimentada y una segunda salida (330) que
emite agua sucia concentrada; y
f) un conducto de retorno (C4) para devolver agua
des-sedimentada al sistema (S) precedente de una
región superior (101) de dicho depósito (100) de reciclado o de
dicha primera salida (320) de dicho mecanismo de filtro (300).
2. El reciclador de agua portátil de la
reivindicación 1, que incluye además una rueda (W) para transportar
el reciclador (10) de agua portátil a una localización deseada.
3. El reciclador de agua portátil de la
reivindicación 1, que incluye además un bastidor (500) que soporta
dicho depósito (100), dicho filtro transportador (200), y dicho
mecanismo de filtro (300) y una pluralidad de ruedas (W) montadas en
dicho bastidor (500) para transportar el reciclador (10) de agua
portátil a una localización deseada.
4. El reciclador de agua portátil de la
reivindicación 3, que incluye además un mecanismo de enganche (H)
montado en dicho bastidor (500) para remolcar dicho reciclador (10)
de agua portátil detrás de un vehículo remolque.
5. El reciclador de agua portátil de la
reivindicación 1, que incluye unos medios para la instalación
permanente del reciclador (10) de agua portátil en una
localización.
6. El reciclador de agua portátil de la
reivindicación 5, en el que dichos medios de instalación permanente
incluyen un bastidor (500) que soporta dicho depósito de reciclado
(100), dicho filtro transportador (200), y dicho mecanismo de
filtro (300), descansando dicho bastidor (500) sobre una superficie
del terreno o del piso.
7. El reciclador de agua portátil de la
reivindicación 4, que incluye además una bomba filtro (P1)
soportada en dicho bastidor (500) para bombear el agua sucia a
dicho mecanismo de filtro (300), y una bomba (P2) soportada en dicho
bastidor (500) para absorber agua des-sedimentada
desde una región superior (101) de dicho depósito (100).
8. El reciclador de agua portátil de la
reivindicación 1, en el que dicho filtro transportador (200)
incluye un filtro y una correa o cadena (201) transportadora que
tiene al menos una cruceta (202) para empujar el detritus a lo largo
de dicho filtro (200).
9. El reciclador de agua portátil de la
reivindicación 1, en el que dicho filtro (200) tiene unas aberturas
con un diámetro menor de 0,127 centímetros.
10. El reciclador de agua portátil de la
reivindicación 1, en el que dicho filtro (200) tiene unas aberturas
con un diámetro menor de 0,102 centímetros.
11. El reciclador de agua portátil de la
reivindicación 1, en el que dicho filtro (200) tiene unas aberturas
con un diámetro comprendido entre 0,051 y 0,102 centímetros.
12. El reciclador de agua portátil de la
reivindicación 1, en el que dicho filtro (200) es un filtro de
alambre triangular (200).
13. El reciclador de agua portátil de la
reivindicación 1, en el que dicho filtro (200) es un filtro de tela
metálica (200).
14. El reciclador de agua portátil de la
reivindicación 1, en el que dicho depósito (100) contiene menos de
3790 litros de agua.
15. El reciclador de agua portátil de la
reivindicación 1, en el que dicho depósito (100) contiene menos de
1890 litros de agua.
16. El reciclador de agua portátil de la
reivindicación 1, en el que dicho mecanismo de filtro (300)
comprende al menos un separador centrífugo (300).
17. El reciclador de agua portátil de la
reivindicación 16, en el que dicho al menos un separador centrífugo
(300) incluye, al menos, dos hidrociclones (300).
18. El reciclador de agua portátil de la
reivindicación 16, que incluye, al menos, un separador centrífugo
(300) que retira el limo.
19. El reciclador de agua portátil de la
reivindicación 1, en el que dicho filtro transportador (200) tiene
una carcasa alargada que se extiende sustancialmente a través de un
lado superior de dicho depósito (100) y que se extiende
sustancialmente sobre un lado de dicho depósito (100) en un extremo
de descarga de dicho filtro transportador (200).
20. El reciclador de agua portátil de la
reivindicación 1, en el que dicho sistema (S) es un sistema (S) de
lavado de productos agrícolas.
21. El reciclador de agua portátil de la
reivindicación 20, en el que dicho sistema (S) de lavado de
productos agrícolas es un sistema (S) de lavado de patatas.
22. El reciclador de agua portátil de la
reivindicación 1, en el que dicho depósito de reciclado (100) tiene
un piso (102) con forma de embudo y dicho mecanismo de filtro (300)
comprende al menos un separador centrífugo (300).
23. El reciclador de agua portátil de la
reivindicación 22, que incluye además al menos una rueda (W) para
transportar el aparato a una localización deseada.
24. El reciclador de agua portátil de la
reivindicación 22, que incluye además un bastidor (500) que soporta
dicho depósito (100), dicho filtro transportador (200) y dicho al
menos un separador centrífugo (300).
25. El reciclador de agua portátil de la
reivindicación 24, que incluye además una pluralidad de ruedas (W)
montadas en dicho bastidor (500) para transportar el reciclador
(10) de agua portátil hasta una
localización deseada.
localización deseada.
26. El reciclador de agua portátil de la
reivindicación 22, en el que dicho conducto de retorno (C4)
devuelve el agua des-sedimentada al sistema (S)
solamente desde dicha salida de dicho al menos un separador
centrífugo (300).
27. Un procedimiento para recibir agua sucia
procedente de un sistema (S), retirar el detritus del agua sucia y
devolver el agua des-sedimentada al sistema (S),
que comprende las etapas de:
a) suministrar agua sucia del sistema (S) a
través de un conducto de suministro (C1);
b) recibir el agua sucia del conducto de
suministro (C1) en un filtro transportador (200), y retirar y
conducir el detritus genéricamente de forma horizontal mientras que
permite que el agua pase genéricamente vertical con el filtro
transportador (200);
c) dirigir el agua que pasa a un depósito de
reciclado (100) por debajo del filtro transportador (200) que tiene
un piso inclinado (102) con una salida de descarga, incluyendo
dicha etapa de dirigir la dirección del agua con un embudo (400)
por debajo del filtro transportador (200) a una región inferior
(102) del depósito de reciclado (100), teniendo el embudo (400) una
salida situada encima de la salida de descarga del depósito de
reciclado (100);
d) dirigir el agua sucia a través de la salida de
descarga del depósito de reciclado (100) a un mecanismo de filtro
(300), teniendo dicho mecanismo de filtro (300) una primera salida
(320) que emite agua des-sedimentada y una segunda
salida (330) que emite agua sucia; y
e) devolver el agua
des-sedimentada al sistema (S) desde una región
superior (101) del depósito de reciclado (100) o desde la primera
salida (320) de dicho mecanismo de filtro (300).
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