Patente nacional por "RAMALES DE AIREACIÓN EN ACERO INOXIDABLE CON MEMBRANAS INTEGRADAS"

Reivindicaciones:
+ ES-2956275_A11. Ramales de aireación en acero inoxidable con membranas integradas de forma que se hacen innecesarias el resto de las partes de los difusores de aireación. Cada ramal está fabricado en acero inoxidable, y con las dimensiones suficientes para poder fijar sobre él las membranas de aireación directamente. En la medida en que se trata de ramales, su longitud total buscará cubrir una gran parte de la longitud de la balsa donde va instalado. 2. Ramal de aireación en acero inoxidable con membranas integradas según reivindicación 1, fabricado con perfil rectangular y con las dimensiones suficientes para poder fijar sobre él las membranas de aireación directamente. En este caso, en ramales de perfil rectangular, las membranas son planas. Las membranas podrán ser de distintos tamaños y formas, según se adecue a las condiciones de aireación buscadas. En este mismo sentido, los ramales rectangulares podrán ser distintas dimensiones, justificándose por las condiciones de aireación buscadas. 3. Ramal de aireación en acero inoxidable con membranas integradas según reivindicación 1, fabricado con perfil redondo y con el diámetro ajustado para poder fijar sobre él las membranas tubulares de aireación directamente. En este caso, en ramales de perfil redondo, las membranas son tubulares. Las membranas podrán ser de distintos diámetros, según se adecue a las condiciones de aireación buscadas. En este mismo sentido, los ramales redondos podrán ser de distintos diámetros, justificándose por las condiciones de aireación buscadas. 4. Ramal de aireación en acero inoxidable con membranas integradas según reivindicación 1, fabricado con perfil trapezoidal y con las dimensiones suficientes para poder fijar sobre él las membranas de aireación directamente. En este caso, en ramales de perfil trapezoidal, las membranas son planas. Las membranas podrán ser de distintos tamaños y formas, según se adecúe a las condiciones de aireación buscadas. En este mismo sentido, los ramales con perfil trapezoidal podrán ser distintas dimensiones, justificándose por las condiciones de aireación buscadas.

Los productos y servicios protegidos por este registro son:
C02F 3/20

Descripciones:
+ ES-2956275_A1 Ramales de aireación en acero inoxidable con membranas integradas Sector de la técnica La presente invención se refiere a un nuevo modelo de difusores de aireación en los reactores aerobios de las depuradoras de aguas residuales. Este nuevo modelo de difusores es aplicable a todos los reactores aerobios de depuradoras que se basen en airear con soplantes y parrillas de difusores. Así, es válido para cualquier configuración de depuradora aerobia (aireación en depósitos de hormigón armado y encofrado in situ, aireación en balsas impermeabilizadas con lona plástica, aireación en depósitos prefabricados de hormigón o de acero, etc...) . Por esto mismo, este nuevo modelo de difusores es válido para cualquier depuradora que requiera de aireación mediante soplante y difusores (depuradoras urbanas de cualquier tamaño, depuradoras industriales de cualquier tamaño, depuradoras de industrias agroalimentarias de cualquier tamaño, etc...) . Antecedentes de la invención La aireación es un proceso muy habitual en la depuración de aguas residuales. Principalmente de importancia es la aireación como aporte de oxígeno (O2) necesario para que las bacterias aerobias metabolicen contaminantes orgánicos (u otros) disueltos en el agua. Como tal, a lo largo de la reciente historia industrial (últimos 150 años) , se han venido desarrollando muchos métodos equipos para aportar 02 en las balsas de depuración aerobia. Destacamos algunos ejemplos ya de equipamiento actual: 1.- Turbinas de aireación superficial. 2.- Bombas-eyectores sumergidos. 3.- Aporte de O2 puro. 4.- Aireación mediante soplantes y emparrillados de difusores. Este cuarto método es el más extendido, por eficaz, en las instalaciones de depuración aerobia que quieren alcanzar los rendimientos adecuados con la mejor optimización. La aireación mediante soplante y difusores es sobre la que esta mejora - invención va a suponer una clara mejora del estado de la técnica actual. Actualmente, las instalaciones de aireación con soplante y difusores cuentan con un modo de instalación que varía en mayor / menor grado, pero que podríamos generalizar. 1.- La soplante es la máquina que toma el aire del ambiente y lo introduce en el sistema de aireación. 2.- El aire que impulsa la soplante es conducido por una conducción adecuada (en dimensiones y material) hasta el seno del depósito (reactor) y la conducción se introduce en el propio seno del depósito lleno de agua. 3.- En el fondo del depósito reactor se instala un emparrillado de tuberías que distribuyen el aire en todo el seno del propio fondo del reactor. 4.- En el emparrillado del fondo se colocan distribuidos homogéneamente los difusores que son los que permiten que el aire salga hacia la superficie desde el fondo, en forma de pequeñas burbujas. Es en estas burbujas, y su camino hacia la superficie, donde se produce la transferencia de O2 desde las burbujas de gas/aire hacia el seno del reactor/liquido. Dentro de los difusores, hay muchos modelos, destacando dos categorías principales que son los difusores tubulares (en forma de tubo transversal con su ramal) y los difusores de disco (en forma de plato sobre el ramal) . Se adjuntan dos primeros dibujos explicativos de estos elementos y su colocación más habitual: -. Figura 1. En este primer dibujo se presenta un emparrillado con difusores de plato. -. Figura 2. En éste, se presenta un emparrillado con difusores tubulares. Los emparrillados de difusores se entienden como un entramado de tuberías amarradas al fondo del reactor, componiendo entre ellas un circuito cerrado que impide la entrada de agua a su interior. Desde coronación llega una tubería - colector que alimenta a todo el entramado amarrado al fondo. Los reactores biológicos pueden ser de gran número de difusores, de forma que en ocasiones son varios los colectores que bajan para alimentar a todos los difusores en un único emparrillado o en distintos emparrillados Los difusores, bien de plato, bien tubulares, se instalan sobre las tuberías - ramales de aireación. Siendo difusores y ramales elementos distintos y discernibles, Los fabricantes actuales fabrican difusores como elementos plásticos que se acoplan al ramal - tubería de aireación. Tanto los difusores de plato como los tubulares pueden describirse en su formación como: 1.- Rosca o elemento de unión del difusor con el ramal de aireación (generalmente en material plástico) . 2.- Cuerpo del difusor que permite la soportación de la superficie de aireación (generalmente este cuerpo del difusor es en material plástico) . 3.- Superficie de aireación, elemento que permite la distribución del aire que llega a cada difusor en modo de pequeñas burbujas. Esta superficie de aireación puede ser en material plástico o en material cerámico. Actualmente la mayoría de la aireación de calidad trabaja con membranas de material EPDM o similar. 4.- Elemento de amarre de la membrana al cuerpo del difusor. En el caso de los difusores de plato suelen ser bridas roscadas plásticas que se roscan al propio cuerpo del difusor sujetando en su apriete la membrana de aireación. En el caso de los difusores tubulares, el amarre de la membrana de aireación - difusión con el cuerpo del difusor suelen ser abrazaderas de material resistente a la oxidación. Se adjuntan dos dibujos explicativos de las partes de los difusores y su integración en la tubería- ramal de aireación: Figura 3. En este dibujo se presenta un difusor de plato con su integración - unión con el ramal - tubería de aireación. -. Figura 4. En éste, se presenta un difusor tubular con su integración - unión con el ramal -tubería de aireación. Por supuesto, la tecnología de aireación en depuradoras mediante soplante y difusores está muy extendida a nivel mundial. Por esto mismo, de cara a comprobar el Estado de la Técnica, basta con búsqueda en internet con cualquiera de las palabras clave relacionadas: "difusores aireación "emparrillados difusores" "emparrillados difusores extraíbles" "aireación depuradoras". Igualmente se podrá valorar el estado de la técnica con búsquedas en internet de casas fabricantes - distribuidoras de difusores de aireación: "Ecotec difusores aireación" "Barmatec - parrillas extraíbles" "Xylem Aeration" "Sulzer difusores ABS" "SSI Aeration". Por último, se puede valorar también el Estado de la Técnica con la búsqueda de ejemplos de instalaciones que realizan numerosas casas instaladoras de depuradoras a nivel nacional e internacional: "Cadagua" "Veolia" "Grupo Soil" "ACS" "Pramar" "Degremont" "Dinotec" "Degremont" "Aema". Explicación de la invención Se trata de la construcción - instalación de ramales de acero inoxidable en los que se instala la membrana de aireación fijada a ellos directamente. En el caso de las membranas planas, las que disponen los difusores de plato, el ramal será un tubo inoxidable de perfil rectangular, de forma que la membrana se apoye completamente en la cara del perfil elegida para su instalación. En esta cara, se dispondrá de los agujeros que permiten la salida de aire a las membranas. Y también se dispondrá de los tornillos de amarre de las membranas. Las membranas se sujetarán al ramal mediante bridas, tornillería y tuercas. En la Figura 5 se presenta esta configuración. En el caso de las membranas tubulares, las que disponen los difusores tubulares, el ramal será un tubo inoxidable redondo, de forma que la membrana rodee completamente el tubo. En el tubo se dispondrá de los agujeros que permiten la salida de aire a las membranas. Las membranas se sujetarán al ramal mediante bridas. En la Figura 6 se presenta esta configuración. Las dimensiones de los ramales de perfil rectangular podrán variar en función de las necesidades: -. Su longitud total variará en función del tamaño de la balsa o reactor de aireación buscando siempre que el ramal alcance casi toda la anchura de la balsa o reactor donde se instala. En la Figura 7 se presentan dos longitudes de ramales en función del tamaño del reactor donde van instalados. -. Su anchura variará en función de la configuración de membranas que queramos disponer - apoyar sobre el ramal. En la Figura 8 se presenta distintas anchuras de ramales en función de la disposición de membranas en los mismos. -. Su altura variará en menor medida, únicamente en función de mantener un cálculo correcto de la aireación. La forma del perfil del ramal puede variar hasta un perfil trapezoidal motivado por la resistencia estructural que se necesite en un determinado caso. En la Figura 9 se presenta esta variación del ramal rectangular. Las dimensiones de los ramales con membranas tubulares podrán variar en función de las necesidades: -. Su longitud total variará en función del tamaño de la balsa o reactor de aireación, buscando siempre que el ramal alcance casi toda la anchura de la balsa o reactor donde se instala. En la Figura 10 se presentan dos longitudes de ramales en función del tamaño del reactor donde van instalados. -. Su diámetro variará en menor medida, en función de mantener un cálculo correcto de la aireación y en función del tamaño - superficie de membrana que queramos disponer. En la Figura 11 se presentan ramales con membranas tubulares integradas y con distintos diámetros de ejecución. El material constructivo de los ramales será Acero Inoxidable, pudiendo ser de distinta calidad (AISI-304, AISI-316...) en función de las necesidades de resistencia a la corrosión y/o a la fractura. El material de las membranas será el habitual en los difusores convencionales, EPDM, Silicona, EPDM con distintos recubrimientos, ... El espesor de pared de los ramales también podrá variar en función de las necesidades de resistencia a la fractura y/o de aportar peso a la estructura del ramal. Las ventajas de estos nuevos ramales con las membranas integradas son: -. Al tratarse de ramales en Acero Inoxidable, la durabilidad del ramal es mucho mayor. La instalación que cuente con estos ramales es una instalación que no pierde valor por desgaste de material. -. El desgaste solo lo será en las membranas: bastará con sólo cambiar éstas cuando las condiciones de las mismas se hayan deteriorado. Esto supone además un ahorro en recambios nuevos (sólo las membranas se cambian) y en reciclado del material retirado (sólo se retira la membrana vieja) . En las instalaciones convencionales de ramales y difusores, con el paso del tiempo, ante necesidad de reparación - sustitución, se retiran todos los difusores en la mayoría de las ocasiones, e incluso se retiran los ramales pues los nuevos difusores requieren de otro modo de instalación-soporte. Esto genera un gran impacto de coste de sustitución y de coste- generación de residuos. -. Este tipo de ramales de aireación permitirá que no se tengan que amarrar al suelo de los reactores. Los ramales de aireación serán individuales y extraíbles. Dispondrán de un peso y una estructura que permite no necesitar amarrarlos al suelo - fondo del reactor. Esto permite pensar en usar estos ramales de aireación en balsas de aireación de material plástico - lona. Al no amarrarlos al fondo - suelo del reactor, y ser individuales, podrán ser extraídos mediante grúa o similar sin necesidad de vaciar el reactor. -. Incluso se podrán instalar en un reactor, previamente existente y operativo, sin vaciar el mismo. -. Este tipo de ramales, combinado con la patente P202000004, del mismo autor (Roberto González Villaverde) y publicada su concesión en el Boletín Oficial de la Propiedad Industrial, núm. 6101, de fecha 14/02/2022, permitirá una instalación de aireación con máximo control de calidad y estado de la aireación y de los ramales de aireación. En la Figura 12 se presenta una instalación con las distintas posibilidades de ramales combinadas con los colectores de salida de aire a válvula motorizada general, resultando así la combinación de esta patente con la indicada patente P202000004. Breve descripción de los dibujos Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde, con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente. Las cuatro primeras figuras (Figura 1, Figura 2, Figura 3 y Figura 4) quieren ayudar a explicar el estado actual de la técnica, representando instalaciones genéricas de difusores de plato y tubulares, así como los elementos más significativos de un difusor y su instalación en el ramal - tubería de aireación. Figura 1.- Muestra una vista en 3D de una instalación habitual - convencional de aireación mediante soplante y difusores de plato. Figura 2.- Muestra una vista en 3D de una instalación habitual - convencional de aireación mediante soplante y difusores tubulares. Figura 3.- Muestra una vista en 3D de un difusor de plato con su integración - unión con el ramal - tubería de aireación. Figura 4.- Muestra una vista en 3D de un difusor tubular con su integración - unión con el ramal - tubería de aireación Las ocho siguientes figuras (Figura 5, Figura 6, Figura 7, Figura 8, Figura 9, Figura 10, Figura 11 y Figura 12) ya si muestran el desarrollo de la invención en sus variantes más habituales. Figura 5.- Muestra en vista 3D de un ramal de perfil rectangular con las membranas planas integradas en el mismo. Figura 6.- Muestra en vista 3D de un ramal de perfil redondo con las membranas tubulares integradas en el mismo. Figura 7.- Muestra en vista 3D de una instalación con ramales de perfil rectangular, y como éstos se han de fabricar a medida para aprovechar toda la longitud anchura del depósito reactor donde van instalados. Figura 8.- Muestra en vista 30 de distintos ramales de perfil rectangular, de diferente anchura, y distintas formas de las membranas integradas en los mismos. Estas distintas anchuras formas vendrán determinadas por las necesidades y cálculos de aireación que se quieran en el proceso. Figura 9.- Muestra en vista 3D de un ramal de perfil trapezoidal. Este perfil puede ser necesario en instalaciones que requieran de gran rigidez - resistencia del ramal (por ejemplo, por ser de gran longitud el ramal) . Figura 10.- Muestra en vista 30 de una instalación con ramales de perfil redondo con membranas tubulares integradas, y como éstos se han de fabricar a medida para aprovechar toda la longitud - anchura del depósito reactor donde van instalados. Figura 11.- Muestra en vista 3D de distintos ramales de perfil redondo con membranas tubulares integradas, de diferente diámetro. Estos distintos diámetros vendrán determinados por las necesidades y cálculos de aireación que se quieran en el proceso. Figura 12.- Muestra en vista 3D una instalación con las distintas posibilidades de ramales combinadas con los colectores de salida de aire a válvula motorizada general, resultando así la combinación de esta patente con la indicada patente P202000004 del mismo autor. A continuación, se proporciona una lista de los distintos elementos representados en las figuras que integran la invención. 1 = Soplante aireación (FIG 1, FIG 2, FIG 7, FIG 10, FIG 12) . 2 = Tubería Colector general de aire a reactor (FIG 1, FIG 2, FIG 7, FIG 10, FIG 12) . 3 = Emparrillado tuberías de aireación (FIG 1. FIG 2) . 4 = Ramales tuberías aireación (convencionales) (FIG 1, FIG 2, FIG 3, FIG 4) . 5 = Difusor de aireación de plato (FIG 1, FIG 3) . 6 = Difusor de aireación tubular (FIG 2, FIG 4) . 7 = Membrana aireación plana (FIG 3, FIG 5, FIG 7, FIG 8, FIG 9, FIG 12) . 8 = Cuerpo difusor plato (FIG 3) . 9 = Amarre membrana a cuerpo difusor plato (FIG 3) . 10 = Unión difusor a ramal tubería aireación (FIG 3, FIG 4) . 11 = Fijación ramales y emparrillados a suelo depósito reactor (FIG 3, FIG 4) . 12 = Membrana aireación tubular (FIG 4, FIG 6, FIG 10, FIG 11, FIG 12) . 13 = Cuerpo difusor tubular (FIG 4) . 14 = Amarre membrana a cuerpo difusor tubular (FIG 4) . 15 = Ramal en acero inoxidable de perfil rectangular (FIG 5, FIG 7, FIG 8, FIG 12) . 16 = Tubería alimentación aire a ramal (FIG 5, FIG 6, FIG 7, FIG 8, FIG 9, FIG 10, FIG 11, FIG 12) . 17 = A Amarre membrana a ramal rectangular (FIG 5, FIG 7, FIG 8, FIG 9, FIG 12) . 18 = Ramal en acero inoxidable de perfil redondo (FiG 6, FiG 10, FIG 11, FIG 12) . 19 = Amarre membrana a ramal de perfil redondo (FIG 6, FIG 10, FIG 11, FIG 12) . 20 = Ramal en acero inoxidable de perfil trapezoidal (FIG 9, FIG 12) . 21 = Tubería salida aire con control mediante válvula (FIG 12) . Realización preferente de la invención Se describirán dos realizaciones preferentes de la invención, una de un ramal con perfil rectangular y membranas planas y la segunda de un ramal de perfil redondo con sus correspondientes membranas tubulares. La realización preferente del ramal con perfil rectangular es la presentada en la Figura 5. -. El ramal será un tubo inoxidable de perfil rectangular (15) . -. De Acero Inoxidable AISI-304 o AISI-316. -. De anchura unos 400mm De altura unos 80mm. -. De espesor de pared 2-3mm. -. De longitud del ramal, ajustada a la anchura del reactor donde va ubicado. -. La membrana será una membrana plana (7) de EPDM, perforada, de burbuja fina, de diámetro unos 300mm, con micro perforaciones para que el tamaño de burbuja sea mínimo. -. La membrana será de una capacidad de aireación desde 2 a 8 m3 de aire/hora. -. La membrana se apoya completamente en la cara superior del ramal. -. En esta cara, se dispone de los agujeros que permiten la salida de aire a las membranas. - Cada membrana se sujeta al ramal mediante brida, tornillería y tuercas (17) . - El ramal está perfectamente soldado - cerrado, de forma que el aire que se impulsa desde la soplante sólo puede salir por los agujeros que se sitúan debajo de las membranas. La realización preferente del ramal con perfil redondo es la presentada en la Figura 6. -. El ramal será un tubo inoxidable de perfil redondo (18) . -. De Acero Inoxidable AISI-304 o AISI-316. -. De diámetro 60-90mm. -. De espesor de pared 2mm. -. De longitud del ramal, ajustada a la anchura del reactor donde va ubicado. -. La membrana será una membrana tubular (12) de EPDM, perforada, de burbuja fina, con micro perforaciones para que el tamaño de burbuja sea mínimo. -. El diámetro de la membrana tubular será un poco superior al propio del ramal inoxidable, para que el ajuste sea factible. -. La longitud de la membrana tubular puede ser variable, en función de las que se quieran insertar en el ramal. -. En el ramal inoxidable tubular se dispone de los agujeros que permiten la salida de aire a membranas. -. Cada membrana se sujeta al ramal mediante bridas (19) . -. El ramal está perfectamente soldado - cerrado, de forma que el aire que se impulsa desde la soplante sólo puede salir por los agujeros que se sitúan "alimentando" a las membranas. La aplicación industrial de la invención es en la aireación de depuradoras, aireación de reactores, tanto depuradoras urbanas como depuradoras industriales. También es susceptible su uso en aireaciones de senos de líquidos, distribución de aire - gases en pequeñas burbujas desde el fondo de los depósitos que contienen los líquidos.

Publicaciones:
ES2956275 (18/12/2023) - A1 Solicitud de patente con informe sobre el estado de la técnica
Eventos:
En fecha 11/05/2022 se realizó Registro Instancia de Solicitud
En fecha 12/05/2022 se realizó Admisión a Trámite
En fecha 12/05/2022 se realizó 1001P_Comunicación Admisión a Trámite
En fecha 02/06/2022 se realizó Concesión solicitud de reducción de tasas
En fecha 07/06/2022 se realizó Superado examen de oficio
En fecha 08/06/2022 se realizó Publicación concesión reducción de tasas
En fecha 20/06/2022 se realizó Realizado IET
En fecha 22/06/2022 se realizó 1109P_Comunicación Traslado del IET
En fecha 14/09/2022 se realizó 5215P_Observaciones del solicitante al IET, Opinión Escrita y/o alegaciones a observaciones de terceros
En fecha 18/12/2023 se realizó Publicación Solicitud
En fecha 18/12/2023 se realizó Publicación Folleto Solicitud con IET (A1)
En fecha 12/01/2024 se realizó PETEX_Petición de examen sustantivo
En fecha 02/04/2024 se realizó Validación petición y/o pago de examen sustantivo conforme