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Tobera para filtro ¿Qué es y cómo funciona?

¿Qué es una tobera o distribuidor?

Una tobera o distribuidor es un elemento que evita que un medio granular filtrante o purificante salga del tanque o recipiente.

Una tobera o también llamado elemento micro-ranurado, fue un invento que sustituyó a los tubos con orificios o ranurados. Estos orificios eran (tres o cuatro veces más grandes que los que tiene una tobera) y las ranuras hacían de manera rudimentaria con diámetros o espacios sin uniformidad. La desventaja que se tenían estos tubos ranurados era que se necesitaba colocar varias capas de diferentes tamaños de grava para evitar que el medio granular saliera del tanque con el flujo de agua.

En este artículo vamos a ver cómo es que trabaja una tobera tipo Johnson micro-ranurada en un filtro de agua.

¿Qué son las toberas o distribuidores de un filtro?

Podría llamarse “filtro” porque fusiona como una malla, su propósito principal no es la de filtrar, sino retener un medio granular filtrante o purificantes dentro del recipiente que lo contiene, típicamente pueden ser fabricadas en acero inoxidable, en plástico de PVC, ABS o Kynar.

Tobera para filtro de acero inoxidable Tobera Hidrosfera de plástico ABS

La tobera tiene una malla o elemento ranurado con una forma muy particular, las toberas de acero inoxidable están hechas con un alambre muy resistentes en forma de V y que monta sobre diferentes perfiles de soporte. Este alambre en forma de V se rola sobre estos perfiles de forma circular y con una separación milimétrica entre uno y otro, este montaje forma una ranura continua que podemos llamar la zona de filtración o elemento micro-ranurado.

El perfil de superficie en forma de V suele formar ranuras cónicas que ayudan; a que si un grano queda atorado entre una ranura y otra, con un poco de presión se desatora fácilmente, lo que evita un taponamiento general de toda la tobera.

Por lo tanto, en su construcción es fundamental controlar esta distancia entre ranura y ranura con mucha precisión.

El material principal para la fabricación de la mayoría de las toberas es el acero inoxidable, debido a sus características de estabilidad de este material para estar en contacto con agua potable, su soporte a diferentes temperaturas y presiones, además de evitar la oxidación.

El tamaño de la abertura de la ranura (espacio entre alambre y alambre) disponible para el perfil de la superficie varía de 0.8 mm a 3.4 mm. La apertura más común es de 0.18 mm.

Ventajas y desventajas de las toberas o distribuidores

Evita obstrucciones

Primero, no hay obstrucción o taponamiento como en otras mallas o filtros convencionales. Recordemos que el elemento filtrante forma una ranura ininterrumpida que permite un espacio de dos puntos muy fino, esto minimiza el efecto de obstrucción por gránulos. La no obstrucción ofrece un flujo máximo efectivo y operaciones eficientes. También se reduce el tiempo de paro por limpieza y el costo relacionado sacar el medio granular del filtro, hacer el mantenimiento y volver a colocarlo.

También el alambre en forma de V, tiene una ventaja adicional, permite una fácil limpieza o retrolavado del medio filtrante en comparación con los tubos ranurados o perforados que se utilizaban antes de la existencia de las toberas.

Forma cilíndrica resistir altas presiones.

La fabricación de las tobera tipo Johnson al soldarse forma circular a un soporte, evita el colapso porque los elementos cilíndricos son mas resistentes a las presión altas.

Alta precisión de espacio entre ranuras

Las toberas se pueden fabricar en diferentes tamaños de ranura, lo que le permite seleccionar una abertura adecuada para su aplicación. Las tobera o tubos micro-ranurados pueden tener aberturas de ranura de entre 0.025 mm y 12.5 mm, dependiendo del tamaño de las partículas a retener.

La fabricación un elemento ranurado tipo Johnson se hace sobre unas varillas trasversales que son el soporte del alambre de forma “V” que después se enrolla. Este montaje se hace con un maquina que tiene una precisión milimétrica que al ir rolando, la maquina, va soldando en los puntos de coincidencia con las varillas de soporte.

La soldadura ofrece una resistencia adicional a la tobera. Esta resistencia es vital para soportar las presiones de operación.

ranura de una tobera tipo Johnson

Buena distribución del arreglo de toberas dentro del filtro.

Una ventaja de usar toberas o distribuidores es que genera dentro del filtro una distribución pareja del líquido. Esto hace que el medio granular filtrante o purificante, no se concentre a uno de los costados o al centro del tanque, y que permanezca una cama lo más horizontal posible.

La regla para un buen arreglo y distribución de las toberas es la siguiente:

Distancia de colocación entre centros de 2 toberas: Óptimo 6 pulgadas y máximo 12 pulgadas entre cada una.

Arreglo de distancia entre toberas de filtro

Nozzles toberas montadas en filtro

Flexibilidad de diseño

Las toberas tienen varios diseños debido a las variaciones de los fabricantes, por lo que se pueden fabricar múltiples formas, algunos tiene forma cónicas, las más típicas son cilíndricas, también las hay esféricas (hidrosfera) o planas.

¿Cómo seleccionar el tipo de tobera que necesitamos?

Secciones del filtro de tobera

1. La superficie del una tobera

La superficie de una tobera se compone de un alambre en forma de V. Pero, hay cuatro tipos de superficie o tipos de alambre disponibles para una tobera, es decir, alambre plano, alambre triangular, alambre redondo y alambre trapezoidal.

2. Niple de una tobera

El niple que va soldado a una tobera, realiza el soporte y permite la conexión a un tubo distribuidor central, típicamente es de 3/4″ y 1” (pulgadas) en tipo NPT o milimétrica recta.

El niple debe ser del mismo material que el del elemento filtrante ya sea tipo Johnson de acero inoxidable o de plástico.

niple para la tobera johnson

Niple NPT

3.  Tubos ranurados tipo Johnson

Los tubos ranurados se utilizan para fabricar la tobera, que se compone por una fracción de un tubo ranurados, dos tapas que pueden ser planas o toriesfericas y un niple, todo fabricado por el mismo material que el elemento filtrante.

Como hemos visto las ranuras tienen la misma medida de separación. En algunas toberas, puede tener aberturas de ranura variables para fines especiales. La capacidad de combinar diferentes componentes en una tobera indica que no hay un tamaño de tubo o ranura estándar en el mercado.

4. Flujo de servicio

El flujo del una tobera es la dirección y los litros o galones que pasan por ella en un tiempo determinado durante el proceso de filtración. Una tobera tiene básicamente dos flujos, es decir, flujo de entrada a salida (flujo de servicio) y flujo a la inversa de salida a entrada (retrolavado). Como vamos a ver más adelante en esta guía, ciertos factores determinan el flujo direccional del una tobera.

Dirección del flujo en los toberas

Flujo de de servicio (entrada a salida)

El flujo de entrada a salida, también conocido como flujo de servicio, digamos que la puesta en marcha del equipo filtrante donde la tobera capta el agua ya filtrada o tratada.

Este flujo se puede determinar dependiendo el tipo de tobera que se vaya a utilizar y con el diámetro de tubo o niple de la tobera. Con gusto le ayudamos a elegir la tobera indicada para calcular el número de toberas que necesita colocar.

Flujo de servicio de una tobera

Flujo de retrolavado (salida a entrada)

El flujo de salida a entrada, también conocido como flujo de retrolavado, se produce cuando el filtro entra en modo de retrolavado o limpieza, e invierte los flujos a la inversa. Ingresa agua por la salida para elevar la cama del medio filtrante, para expandir, despegarla y limpiarla de sedimentos retenidos.

Flujo de retrolavado de una tobera

¿Qué buscar al comprar un una tobera?

Si quiere lo mejor para su filtración, necesita seleccionar el mejor la distribución del agua en un filtro de falso fondo o tanque cerrado. Para ello, debe prestar atención a detalles específicos.

¿Qué especificación debe cumplir una tobera?

Características de las partículas

Comprender la naturaleza y el tamaño de las partículas que tiene una cama de medio granular filtrante para seleccionar un una tobera. El tamaño de la partícula del medio filtrante debe ser del doble de tamaño del la ranura de la tobera. Para asegurarnos que el medio filtrante no salgan por las ranuras de la tobera.

Caudal máximo de funcionamiento

El caudal determinará el tamaño del filtro que va a utilizar. Es decir el número de toberas de debe ajustar al caudal del fluido. La mayoría de las toberas tienen en su ficha técnica el caudal máximo que pueden manejar. Compruebe la indicación de caudal correspondiente para seleccionar una tobera correcta.

Presión máxima y mínima de funcionamiento

Cada filtro tiene una presión máxima de funcionamiento que puede soportar. Por lo tanto, es necesario seleccionar un una tobera que se corresponda con la presión de funcionamiento de su aplicación. El mayor cuidado es en las toberas o distribuidores de plástico, ya que estas pueden colapsar a menores presiones que las de acero inoxidable.

Esto para evitar un colapso de la tobera o distribuidor durante el funcionamiento, lo que puede conducir a una mala filtración del fluido. Cuando se activa el mecanismo de retrolavado, es necesario mantener la presión mínima de funcionamiento.

Caída de presión

La caída de presión es la disminución de la presión del fluido a través del filtro. Una primer caída de presión es en las válvulas de control del filtro (en la ficha técnica puede ver cuanta caída de presión puede generar la válvula utilizada). A medida que la presión obliga al fluido a atravesar un medio filtrante donde se produce la filtración o tratamiento, se genera una la segunda caída de presión. Como resultado, habrá una resistencia al flujo del fluido que se traduce en una caída de presión una vez que el fluido fluye a través del filtro.

Hay varios factores como los contaminantes, la viscosidad y el caudal que causan la caída de presión.

La caída de presión es un factor esencial, ya que cuando el filtro comienza a ensuciarse, la caída de presión aumenta, lo que se traduce en una disminución del flujo y contaminantes filtrados.

Las toberas no deben presentar una caída de presión, ya que se deben diseñar para no detener ni disminuir el flujo de servicio.

Cuando la presión que hay que superar es demasiado grande, se compromete el flujo deseado a través del filtro, por lo que es necesario eliminar los contaminantes para reducir la caída de presión con frecuencia. Por lo tanto, cuando se selecciona un una tobera, hay que tener en cuenta la caída de presión, ya que influirá en la frecuencia de limpieza.

Costo de funcionamiento

El costo es, sin duda, un factor importante a la hora de elegir una tobera, ya que hay que mantener un costo de funcionamiento y mantenimiento bajo.

Una forma de mantener un costo de funcionamiento bajo, es asegurarse de que se selecciona una tobera de calidad, ya que no se puede estar abriendo los filtros para cambio de medios o toberas de manera frecuente. Es por ese que se puede acercar a uno de nuestros ingenieros para ayudarle a elegir correctamente el tipo de tobera.

Riesgo de exposición ambiental

Por último, debe tener en cuenta el entorno en el que funcionará una tobera, en términos de temperatura, productos químicos y entorno físico.

Las toberas e hidroesferas de ABS o Kynar son las que mas soportan químicos o corrosión alta. Pero no presiones muy altas.

En cuanto a las toberas de acero inoxidable son más duraderas y se pueden exponer a presiones más altas, pero no son una opción viable a alta salinidad o ácidos.

Nuestras toberas tienen una amplia gama de aplicaciones, como en la industria alimentaria, de bebidas, la industria de fertilizantes y las plantas de tratamiento de agua de mar.

Conclusión

Resulta que los toberas desempeñan un papel crucial como componente de un filtro. Las ventajas de estos distribuidores son enormes si se comparan con otros sistemas. Sin embargo, es necesario tener en cuenta varios factores antes de seleccionar un una tobera adecuado para su aplicación. Si no lo hace, puede dar lugar a una mala elección y ocasionar caídas de presión si no es la ranura correcta, diámetro de la conexión o niple, la cantidad suficiente de toberas para abastecer el flujo, o un material inadecuado para las características del líquido. Puede facilitar su trabajo comprando toberas de un fabricante de confianza.

Le garantizamos la calidad y durabilidad de los una tobera para su aplicación.

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Fuente: https://www.ksh-filter.de/en/news

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