SISTEMA DE CONTROL PARA UN FILTRO DE PARTÍCULAS OBJETO DE LA INVENCIÓN

La presente solicitud de invención tiene por objeto el registro de un sistema de control para un filtro de partículas, que incorpora notables innovaciones y ventajas frente a las técnicas utilizadas hasta el momento.

Más concretamente, la invención propone el desarrollo de un sistema de control para un filtro de partículas, que por su particular disposición, permite la adecuada y justa dosificación de un producto coadyudante para la optimización del funcionamiento en continuo de un filtro de partículas.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Son conocidos en el actual estado de la técnica los filtros de partículas para medios líquidos, en multitud de usos y prestaciones, en los que se utiliza además la dosificación previa de un producto coadyudante.

En tal sentido, en la patente US 6589430 se divulga un concepto que hace referencia a un filtro de precapa utilizado en el proceso de filtración de la cerveza. Emplea un control fuzzy, con reglas desarrolladas para ese proceso particular.

La patente WO 86/02858 presenta un sistema de optimización del caudal de filtrado para un filtro de membrana en un proceso de plasmaferesis (procesamiento de plasma sanguíneo), basado en un control adaptativo. Otra solución conocida es la de la patente US 2010/0032373, en que se optimiza el proceso de acuerdo con la colmatacion de un filtro de membrana dosificando coagulante hasta que se recupera la permeabilidad.

En el documento US 5484536 se conoce un sistema de lavado a contracorriente cuando la caída de presión llega a un determinado valor. También es conocido en el estado de la técnica que el control de los filtros es en ocasiones difícil, debido a que las condiciones de su funcionamiento pueden variar continuamente.

Un modo de controlar la dosificación de coadyuvante sería mediante la medición del potencial zeta en la suspensión de partículas, pero ello exigiría el empleo de sistemas de medición muy sofisticados y que no funcionan on line.

La presente invención contribuye a solucionar y solventar la presente problemática, pues permite la adecuada y justa dosificación de un producto coadyudante para la optimización del funcionamiento en continuo de un filtro de partículas.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

La presente invención se ha desarrollado con el fin de proporcionar un sistema de control para un filtro de partículas, habilitado para su uso sobre un filtro de partículas en suspensión en un medio líquido y siendo el medio líquido susceptible de ser portador de un producto coadyudante de filtración para la separación de partículas en dicho filtro, y se caracteriza esencialmente por el hecho de que comprende unos medios de procesamiento, unos medios de medición de la turbidez del medio líquido a la entrada del filtro, unos medios de medición de la presión de funcionamiento del filtro, unos medios de medición del caudal de funcionamiento del filtro, unos medios de dosificación del producto coadyudante, estando los medios de procesamiento vinculados en comunicación de datos con los medios de medición de la turbidez del medio líquido, los medios de medición de la presión de funcionamiento del filtro y los medios de medición del caudal de funcionamiento del filtro, y estando también los medios de procesamiento vinculados en comunicación de datos y con capacidad de gobierno sobre los medios de dosificación de un producto coadyudante.

Alternativamente, el sistema de control para un filtro de partículas, incorpora unos medios de regulación del caudal de entrada en dicho filtro, presentando los medios de procesamiento capacidad de gobierno sobre dichos los medios de regulación.

Preferentemente, en el sistema de control para un filtro de partículas, los medios de medición de la turbidez del medio líquido presentan también capacidad de medición del grado de variación de la turbidez en dicho medio líquido. Preferentemente, en el sistema de control para un filtro de partículas, los medios de medición de la presión de funcionamiento del filtro presentan también capacidad de medición del grado de variación de la presión de funcionamiento de dicho filtro. Preferentemente, en el sistema de control para un filtro de partículas, los medios de medición del caudal de funcionamiento del filtro presentan también capacidad de medición del grado de variación del caudal de funcionamiento de dicho filtro.

Preferentemente, en el sistema de control para un filtro de partículas, los medios de procesamiento comprenden un microprocesador.

Adicionalmente, en el sistema de control para un filtro de partículas, los medios de medición de la turbidez del medio líquido comprenden un sensor de turbidez dispuesto en la entrada del filtro.

Alternativamente, en el sistema de control para un filtro de partículas, los medios de medición de la presión de funcionamiento del filtro comprenden al menos un sensor de presión a la entrada del filtro. Adicionalmente, en el sistema de control para un filtro de partículas, los medios de medición del caudal de funcionamiento del filtro comprenden un caudalímetro.

Alternativamente, en el sistema de control para un filtro de partículas, los medios de regulación comprenden una bomba de impulsión.

Gracias a la presente invención, se consigue aportar la adecuada y precisa dosificación de un producto coadyudante para la optimización del funcionamiento en continuo de un filtro de partículas, utilizando para ello la medición de la turbidez del medio líquido en la entrada del propio filtro para así conocer la concentración de partículas, y a partir de tales datos y de su variación efectuar una adecuada dosificación de producto coadyudante.

Además, se utiliza un instrumento perfeccionado para la medición de la turbidez del afluente en la entrada del mismo filtro. Otras características y ventajas del sistema de control para un filtro de partículas resultarán evidentes a partir de la descripción de una realización preferida, pero no exclusiva, que se ilustra a modo de ejemplo no limitativo en los dibujos que se acompañan, en los cuales: BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Figura 1 .- Es una vista esquemática de una modalidad de realización preferida del sistema de control para un filtro de partículas de la presente invención. DESCRIPCIÓN DE UNA REALIZACIÓN PREFERENTE

El sistema de control para un filtro de partículas de la presente invención, está habilitado para su uso sobre un filtro 1 de partículas en suspensión en un medio líquido, en este caso agua, y siendo el medio líquido susceptible de ser portador de un producto coadyudante de filtración para la separación de partículas en dicho filtro 1 , y ayudar así al propio filtro 1 en su mejor funcionamiento.

El sistema de control para un filtro de partículas de la invención, comprende unos medios de procesamiento, unos medios de medición de la turbidez del medio líquido a la entrada del filtro 1 , unos medios de medición de la presión de funcionamiento del filtro 1 , unos medios de medición del caudal de funcionamiento del filtro 1 , unos medios de dosificación 1 1 del producto coadyudante y unos medios de regulación del caudal de entrada en dicho filtro 1 .

Tal y como se muestra en la representación esquemática de la figura 1 , en esta modalidad de realización preferida, los medios de procesamiento comprenden un microprocesador 2, los medios de medición de la turbidez del medio líquido comprenden un sensor de turbidez 3, los medios de medición de la presión de funcionamiento del filtro 1 comprenden un sensor de presión 4, los medios de medición del caudal de funcionamiento del filtro 1 comprenden un caudalímetro 5, y los medios de regulación del caudal de entrada en dicho filtro 1 comprenden una bomba de impulsión 6.

El microprocesador 2 está vinculado en comunicación de datos con el sensor de turbidez 3 del agua a la entrada del filtro 1 , con el sensor de presión 4, y con el caudalímetro 5, tal y como se representa esquemáticamente por las líneas a trazos en la figura 1 . Por tanto, el microprocesador 2 lee y procesa dichos valores recibidos desde ellos. Además, en esta modalidad de realización preferida, el sensor de turbidez 3 también es capaz de medir el grado de variación de la turbidez en dicho medio líquido, el sensor de presión 4 también es capaz de medir el grado de variación de la presión registrada, y el caudalímetro 5 también es capaz de medir del grado de variación del caudal registrado.

Por tanto, el microprocesador 2 también lee y procesa dichos valores de variación recibidos desde ellos. El microprocesador 2, según los valores de turbidez del medio líquido, de la presión de funcionamiento del filtro 1 y del caudal de funcionamiento del filtro 1 , así como las variaciones que estos valores experimentan, calcula y establece el valor de la cantidad y concentración adecuada y necesaria del producto coadyudante de filtración a adicionar en el medio líquido, para el adecuado y óptimo funcionamiento del filtro 1 separador de partículas.

Para ello, el microprocesador 2 incorpora un software adecuado a tal efecto.

El microprocesador 2 está vinculado en comunicación de datos y con capacidad de gobierno sobre los medios de dosificación 1 1 del producto coadyudante y sobre la bomba de impulsión 6, tal y como se representa esquemáticamente por las líneas a trazos en la figura 1 .

Una vez el microprocesador 2 ha calculado y establecido el valor de la cantidad y concentración adecuada y necesaria del producto coadyudante de filtración en el filtro 1 , el mismo microprocesador 2 gobierna a los medios de dosificación 1 1 del producto coadyudante y la bomba de impulsión 6, para que llegue la cantidad y concentración requerida y establecida del producto coadyudante en el filtro 1 .

Gracias al control y gobierno del microprocesador 2 sobre los medios de dosificación 1 1 del producto coadyudante y sobre la bomba de impulsión 6, se consigue que llegue al filtro 1 la cantidad y concentración adecuada de producto coadyudante, consiguiéndose un óptimo funcionamiento del filtro 1 .

El uso de la medición de la turbidez en la presente invención, está motivado porque la presencia de sólidos en suspensión en un medio líquido, en este caso el agua, provoca la pérdida de transparencia, es decir, genera turbidez. La turbidez proporciona por tanto una estimación indirecta de la concentración de sólidos en suspensión, que es un parámetro en ocasiones difícil de medir correctamente y sobre todo en continuo. La turbidez es por tanto un indicador importante y útil de la calidad del agua. Es una medición cuantitativa de los sólidos no disueltos, que puede usarse a la entrada de un sistema de tratamiento del agua para controlar la dosificación de aditivos, por ejemplo.

Los sólidos en suspensión se pueden por tanto determinar en línea y en continuo midiendo la atenuación de la luz que pasa a través del líquido, o la intensidad de la luz dispersada. Bajo condiciones normales, la relación con el análisis gravimétrico habitual es muy buena. Es por ello que la presente invención recurre a la medición de la turbidez para el establecimiento en continuo de la calidad inicial del agua, antes de su entrada en el propio filtro 1 .

La turbidez se mide habitualmente en Nefelometric Turbidity Unit (NTU). Existe una relación entre la unidad de sílice (mg/L de Si02) y la NTU: 1 Si02 (mg/L) = 7.5 NTU.

Es posible por tanto determinar la turbidez con métodos ópticos de medición en línea. Típicamente, este parámetro se determina midiendo la intensidad de la luz dispersada a un ángulo de 90 grados respecto a la dirección de la luz.

En tal sentido, son conocidos en el estado de la técnica los métodos ISO 7027 y USEPA, que utilizan una luz infrarroja, midiendo la luz dispersada en un ángulo de 90 grados.

En esta modalidad de realización preferida, el sensor de turbidez 3 utiliza para la medición de la turbidez un método indirecto basado en la medida de la intensidad de luz transmitida a través del fluido que circula por una tubería mediante un sensor de fibra óptica y un amplificador con salida analógica. Al aumentar la turbidez disminuye la intensidad de luz transmitida. Como fuente de luz se utiliza un LED que emite luz infrarroja con una longitud de onda de 640 nm.

La intensidad de la luz transmitida a 180 ^e se convierte en una señal eléctrica mediante un convertidor que proporciona una salida analógica. En esta modalidad de realización preferida, el sensor de la turbidez 3 del medio líquido comprende una carcasa resistente de latón que sirve de alojamiento, en donde se incluye un conjunto funcional compuesto por un cabezal de detección y una fibra óptica con un modo de operación tipo barrera.

Todo ello se soporta en un tubo cilindrico de acero inoxidable, de diámetro nominal entre DN25 y DN50 que se fija a la tubería mediante rosca macho o hembra o bridas en los extremos. El cabezal del sensor de turbidez 3 está conectado a la cubierta del amplificador electrónico mediante una fibra óptica.

El sensor de turbidez 3 descrito utilizado en esta modalidad de realización preferida, es más adecuado y ventajoso en relación a otras soluciones conocidas en el estado de la técnica.

En esta modalidad de realización preferida, los medios de medición de la presión de funcionamiento del filtro 1 comprenden un sensor de presión 4 ya conocido en el estado de la técnica. La presión de funcionamiento del filtro 1 viene determinada por la diferencia de presión entre la entrada y salida del filtro 1 .

En esta modalidad de realización preferida, la salida del filtro 1 está directamente en contacto con el ambiente libre atmosférico, por lo que puede suponerse que la presión de salida será siempre la misma, por lo que el valor de la diferencia de presión entre la entrada y salida del filtro 1 sólo dependerá del valor de la presión a la entrada del filtro 1 , por lo que el sensor de presión 4 está dispuesto a la entrada del filtro 1 .

En otras modalidades de realización preferidas, la salida del filtro 1 pudiera no estar en contacto con el ambiente libre atmosférico, con lo que en tal caso sería necesaria la medición de la presión simultánea en la entrada y salida del filtro 1 .

El caudalímetro 5 utilizado en los medios de medición del caudal de funcionamiento del filtro 1 está instalado a la salida del filtro 1 , y es conocido en el estado de la técnica.

Los medios de dosificación 1 1 del producto coadyudante están instalados antes del filtro 1 y aguas arriba del sensor de presión 3 y del sensor de turbidez 4, y_son conocidos en el estado de la técnica. Están controlados y operados desde el microprocesador 2, siendo éste quien establece la proporción de la dosis de producto coadyudante por ellos aportada.

Tal y como se aprecia en la figura 1 , en esta modalidad de realización preferida de la disposición de funcionamiento del sistema de control para un filtro de partículas de la presente invención, el agua de entrada es almacenada en un depósito receptor 12 antes de su paso al filtro 1 .

Los medios de dosificación 1 1 del producto coadyudante están instalados de modo que vierten la dosificación del producto coadyudante en el depósito receptor 12, según su control desde el microprocesador 2.

La bomba de impulsión 6 es gobernada desde el microprocesador 2, quien establece su rango de funcionamiento para aportar el adecuado caudal de agua desde el depósito receptor 12 con la adecuada dosis de producto coadyudante vertido desde los medios de dosificación 1 1 del producto coadyudante, para así conseguir un adecuado y óptimo funcionamiento del filtro 1 .

Las lecturas de los valores de turbidez, presión y caudal, recibidos respectivamente desde el sensor de turbidez 3, el sensor de presión 4 y el caudalímetro 5, así como sus variaciones registradas, son enviadas al microprocesador 2, el cual lee y procesa dichos valores, y establece la dosis necesaria para ser vertida desde los medios de dosificación 1 1 del producto coadyudante, así como el rango de funcionamiento de la bomba de impulsión 6 para aportar un adecuado caudal de agua al filtro 1 .

Por ejemplo, en el caso de aumentar la turbidez del agua y/o su variación o gradiente, el microprocesador 2 determinará un aumento necesario en la dosis del producto coadyudante desde los medios de dosificación 1 1 del producto coadyudante y/o una variación en el rango de funcionamiento de la bomba de impulsión 6 para aumentar su caudal. Si por el contrario disminuyera la turbidez del agua y/o su variación o gradiente, el microprocesador 2 actuará en sentido contrario.

En otras modalidades de realización preferidas, el sistema de control para un filtro de partículas de la presente invención puede presentar múltiples disposiciones y variedades en su instalación. Puede encontrarse, por ejemplo, dispuesto de modo que el depósito receptor 12 presente una altura tal en relación al propio filtro 1 que el agua pueda salir por caída libre por la acción de la gravedad, con lo cual no sería necesaria bomba de impulsión 6 para la llegada del agua hasta el filtro 1 . En este caso, los medios de regulación del caudal de entrada en dicho filtro 1 comprenderían una válvula de regulación, también gobernada desde el microprocesador 2, que regularía el caudal de salida desde el depósito receptor 12 del agua en su salida por gravedad. En otras disposiciones y modalidades de realización preferidas, puede no existir depósito receptor 12, estando los medios de dosificación 1 1 del producto coadyudante dispuestos para la inserción del producto coadyudante directamente en la tubería de entrada en el filtro 1 , por ejemplo. El sistema de control para un filtro de partículas de la invención permite conseguir una reducción del consumo de producto coadyudante, y por tanto reducir el coste de operación y funcionamiento del propio filtro 1 .

Una prestación muy útil del sistema de control para un filtro de partículas de la presente invención, puede ser por ejemplo su aplicación en la separación de las partículas de vidrio del agua de refrigeración de las muelas de las máquinas de procesado de vidrio plano.

Los detalles, las formas, las dimensiones y demás elementos accesorios, así como los materiales empleados en la fabricación del sistema de control para un filtro de partículas de la invención, podrán ser convenientemente sustituidos por otros que sean técnicamente equivalentes y no se aparten de la esencialidad de la invención ni del ámbito definido por las reivindicaciones que se incluyen a continuación.