Patent ES-2906165-T3 (ES)
Title: Dispositivo y método correspondiente para la dispersión de gas en líquidos
Inventor: FRATI MAURIZIO
Filed: 2016-11-08
Granted: 2022-04-13
Abstract: Un dispositivo (10; 110) para mejorar la dispersión y la mezcla de un gas en un líquido, que comprende: - un cuerpo exterior (11, 11-1, 11-2), que se extiende a lo largo de un eje (X), que define internamente un conducto (11') para el flujo, a través del dispositivo (10), de un fluido bifásico ((L+G)), es decir, que comprende una fase líquida (L) y una fase gaseosa (G) dispersa en la fase líquida (L); y - al menos un mezclador (12), alojado en dicho cuerpo (11, 11-1, 11-2), entre una sección de entrada (11-1a) y una sección de salida (11-2c) de dicho conducto (11'), y que comprende a su vez un miembro o elemento de mezclado (13), deslizable a lo largo del eje (X) del cuerpo (11), para interceptar y cooperar con el fluido bifásico ((L+G)) que fluye a través del conducto (11'), en donde dicho elemento de mezclado (13) comprende a su vez: - un cabezal (13a) adecuado para recibir e interceptar el fluido bifásico ((L+G)) que entra en el conducto (11'), dicho cabezal (13a) puede cooperar, deslizándose axialmente debido a la presión del fluido bifásico (L+G), con la superficie interna (11-1b') del conducto (11') para definir y variar una abertura o sección de paso (B), lo que conlleva a un salto de presión (ΔP = (P1-P2)), del flujo del fluido bifásico ((L+G)) a través del dispositivo (10), y - un pistón (13b), integrado a dicho cabezal (13a), que se desliza axialmente a lo largo de una guía (14) definida por el cuerpo (11) del dispositivo (10), en donde dicho elemento de mezclado (13) está configurado de manera que se someta, por un lado, en la dirección de flujo del fluido bifásico ((L+G)) a través del dispositivo (10), a una primera presión o fuerza (P1, F1) presente en el fluido bifásico ((L+G)) en el área (A1) inmediatamente aguas arriba del cabezal (13a) del elemento de mezclado (13), es decir aguas arriba de dicha sección de paso (B), y, por otro lado y en la dirección opuesta tanto a una segunda presión o fuerza (P2, F2) presente en el fluido bifásico ((L+G)) en el área (A2) inmediatamente aguas abajo del cabezal (13a) del elemento de mezclado (13), es decir aguas abajo de dicha sección de paso (B), como a una tercera presión o fuerza (Pp, Fp) que actúa sobre una cara (Sp) del pistón (13b) del elemento de mezclado (13), en el área (A3) de la respectiva guía (14); en donde dicho dispositivo (10) comprende además medios de control (20; 50), asociados a dicho mezclador (12) y al respectivo elemento de mezclado (13), para controlar dicha tercera presión o fuerza (Pp) que actúa sobre el pistón (13b) en el área de la respectiva guía (14), de manera que se mantenga, durante la variación de las condiciones de funcionamiento del dispositivo (10) y típicamente, pero no exclusivamente del régimen de flujo del fluido bifásico (L+G) que fluye a través del mismo dispositivo (10), la diferencia de presión (ΔP = (P1-P2)), correspondiente a dicho salto de presión en la sección de paso (B) definida por el cabezal (13a) del elemento de mezclado deslizante (13) en cooperación con la superficie (11-1b') de dicho conducto (11') entre la presión (P1) del fluido bifásico ((L+G)) en el área aguas arriba (A1) del cabezal (13a) y la presión (P2) del fluido bifásico ((L+G)) en el área aguas abajo (A2) del cabezal (13a) del elemento de mezclado (13), ajustándose en el tiempo a un valor determinado o al menos dentro de un intervalo de variación determinado, y de esta manera mantener adecuadamente bajo control el valor de dicha diferencia de presión (ΔP = (P1- P2)), mejorar y aumentar la dispersión y mezcla de la fase gaseosa (G) en la fase líquida (L) del fluido bifásico ((L+G)) que fluye a través del dispositivo (10), así como reducir el tamaño de las burbujas de gas dispersas en dicho fluido bifásico ((L+G)'); en donde la superficie interna (11-1b'), de dicho conducto (11'), con la que el cabezal (13a) de dicho mezclador (12) puede cooperar deslizándose axialmente, presenta una configuración cónica divergente en el sentido del flujo del fluido bifásico ((L+G)) a través del conducto (11'), con el cabezal (13a) de dicho mezclador (12) que coopera con dicha superficie interna (11-lb'), de dicho conducto (11'), que presenta dicha configuración cónica divergente; caracterizado porque el dispositivo (10; 110) comprende además un paso (17), que forma parte del conducto (11'), definido en dicho cuerpo (11), para el flujo del fluido bifásico ((L+G)) a través de este dispositivo (10), dicho paso (17) se forma en dicho cuerpo (11) separado de la guía (14) para dicho pistón (13b), de forma que se ponen en comunicación un área de entrada y un área de salida de dicho conducto (11'), ambas definidas a lo largo del eje (X) de dicho cuerpo exterior (11, 11-1, 11-2), y que se extienden paralelas al eje (X) de dicho cuerpo (11, 11-1, 11-2) más allá de dicho pistón (13b); - medios de detección, asociados a dichos medios de control (20; 50), para detectar dicha primera (P1) y segunda (P2) presión del fluido bifásico (L+G), que fluye a través del dispositivo (10), respectivamente en el área aguas arriba (A1) y en el área aguas abajo (A2) del cabezal (13a) del elemento de mezclado deslizante (13) y para detectar dicha tercera presión (Pp) que actúa sobre el pistón (13b) del elemento de mezclado (13) en el área (A3) de la respectiva guía (14); y en donde dichos medios de control (20) comprenden: - un dispositivo de control (20), asociado a dicho mezclador (12) y al respectivo elemento de mezclado (13), para controlar, en función de las presiones (P1, P2, Pp) que son detectadas por dichos medios de detección, la tercera presión (Pp) que actúa sobre el pistón (13b) del elemento de mezclado (13), en el área (A3) de la respectiva guía (14) con el fin de mantener, durante la variación de las condiciones de funcionamiento del dispositivo (10), dicha diferencia de presión (ΔP = (P1-P2)) entre la presión (P1) aguas arriba y la presión (P2) aguas abajo del cabezal (13a) del elemento de mezclado (13) conforme a dicho valor dado o al menos dentro de dicho intervalo de variación dado.