BR102013008575A2 - AUTOMATED WATER SAMPLE WITH OPEN CANAL PUNCH - Google Patents
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Abstract
RESUMO, especialmente de um amostrador (1) automatizado, de fácil instalação e simples construtividade, compreendido no início por um compressor de ar (2) ligado a um tubo (3) e este por sua vez à válvula (4) pneumática de retorno por mola responsável por realizar a coleta de material para amostra e tubo perfurado (5) em formato de U possui vários orifícios (6) em sua extensão sendo a parte do amostrador (1) que permanece mergulhado no canal por onde passa o líquido a ser amostrado, de tal forma que a água entra pelos orifícios (6) enchendo o tubo perfurado (5) até o nível da água do canal (princípio dos vasos comunicantes) após é acionado o compressor de ar (2) e com a abertura da válvula (4) pneumática libera um jato de ar comprimido capaz de empurrar toda a amostra ali contida no tubo perfurado (5) direcionado pelos tubos (3) até o recipiente (7) alocado no interior de um refrigerador (8) localizado próximo da coleta.SUMMARY, especially of an easy-to-install, easy-to-build automated sampler (1), initially comprised of an air compressor (2) connected to a pipe (3) and this in turn to the pneumatic return valve (4). The spring responsible for collecting sample material and perforated tube (5) in a “U” shape has several holes (6) in its extension and the part of the sampler (1) that remains immersed in the channel through which the liquid passes through. be sampled such that water enters through the holes (6) filling the perforated tube (5) to the channel water level (principle of the communicating vessels) after the air compressor (2) is triggered and the opening of the pneumatic valve (4) releases a jet of compressed air capable of pushing all the sample contained therein into the perforated tube (5) directed by the tubes (3) to the container (7) located inside a cooler (8) located near the collection .
Description
AMOSTRADOR DE ÁGUA AUTOMATIZADO COM TUBO PERFURADO PARA CANAL ABERTOAUTOMATED WATER SAMPLE WITH OPEN CANAL PUNCH
Trata a presente solicitação de Patente de Invenção de um AMOSTRADOR DE ÁGUA AUTOMATIZADO COM TUBO PERFURADO PARA CANAL ABERTO especialmente de um amostrador automatizado de simples construtividade, capaz de coletar amostras de água em canais abertos, cujo diferencial é o tubo em “U” perfurado associado ao ar comprimido que, devidamente posicionado o tubo no local de coleta, permite que o ar comprimido leve a amostra contida no seu interior para um recipiente próximo do amostrador e de igual modo, o ar comprimido evita o entupimento do tubo, bem como constantes paradas do equipamento para manutenção.It deals with the present patent application for an OPEN DUTCH PUNCHED AUTOMATED WATER SAMPLER especially a simple constructivized automated sampler capable of collecting open channel water samples whose differential is the associated perforated U-tube compressed air which, when properly positioned at the collection point, allows the compressed air to take the sample inside to a container close to the sampler and, likewise, compressed air avoids clogging of the tube as well as constant stops of equipment for maintenance.
CAMPO DE APLICAÇÃO O amostrador de água automatizado tem como campo de aplicação a utilização em usinas, indústrias, fábricas, estações de tratamento de água, entre outras, mais especificamente foi desenvolvido para ser instalado após o sensor da calha parshall nas usinas de açúcar e álcool para medir a quantidade de sacarose eliminada no processo de produção, porém não limitado a este.FIELD OF APPLICATION The automated water sampler has as its field of application the use in plants, industries, factories, water treatment plants, among others, more specifically designed to be installed after the parshall gutter sensor in sugar and alcohol plants. to measure the amount of sucrose eliminated in the production process, but not limited to it.
CONVENCIMENTOCONVENTION
Um dos fatores que impactam diretamente no faturamento de uma usina de açúcar e álcool é o controle dos pontos de perdas de açúcar que envolve todo o processo produtivo, tendo como principal ponto de perda de açúcar as águas residuais, que são aquelas de lavagem da cana e limpezas em geral.One of the factors that directly impact the billing of a sugar and alcohol plant is the control of sugar loss points that involves the entire production process, having as main sugar loss point the wastewater, which is the sugar cane washing. and cleanings in general.
Para alcançar um controle efetivo dos pontos de perda é necessária a realização de análises químicas com a finalidade de quantificar o açúcar que está sendo destruído ou desperdiçado na produção, para isso, é indispensável a utilização da coleta composta do material, que se dá através da realização de várias amostras coletadas ao longo de um período de tempo.In order to achieve an effective control of the loss points, chemical analyzes are necessary to quantify the sugar that is being destroyed or wasted in production. For this purpose, it is essential to use the composite collection of the material, which occurs through performing various samples collected over a period of time.
Atualmente os amostradores de água construídos nas usinas, devido a baixa tecnologia empregada, possuem grande dificuldade de se ponderar a amostra conforme a vazão de água no ponto de coleta, não obtendo assim amostras representativas.Currently, the water samplers built in the plants, due to the low technology employed, have great difficulty in weighing the sample according to the water flow at the collection point, thus not obtaining representative samples.
Por outro lado, sistemas mais modernos como coletores contínuos integrados com calhas Parshall automatizadas encontrados no mercado nacional para coleta automática de águas residuais possuem alguns inconvenientes, a destacar: > Entupimentos constantes devido à queda de vegetação no canal aberto; > Quebras frequentes; > Equipamento de baixa qualidade; > Alto índice de manutenção; > Mão de obra especializada; > Elevado custo de mão de obra e equipamentos de reposição, entre outros.On the other hand, more modern systems such as integrated continuous collectors with automated Parshall gutters found in the domestic market for automatic wastewater collection have some drawbacks, namely:> Constant clogging due to vegetation fall in the open channel; > Frequent breaks; > Low quality equipment; > High maintenance index; > Specialized labor; > High cost of labor and spare equipment, among others.
Pensando nessas dificuldades, os fabricantes mais atentos às necessidades de mercado procuram desenvolver equipamentos que proporcionam ótimo resultado, simplicidade construtiva, fácil manuseio e de baixo custo, em conformidade com o foco desse pedido de privilégio, características essas que têm ganhado espaço no mercado de consumo.With these difficulties in mind, manufacturers that are more attentive to market needs seek to develop equipment that provides optimum results, constructive simplicity, easy handling and low cost, in accordance with the focus of this privilege request, features that have gained space in the consumer market. .
ESTADO DA TÉCNICA O atual estado da técnica antecipa alguns documentos de patentes que versam sobre a matéria em apreço como PI0305731-3 COLETOR AUTOMÁTICO DE AMOSTRA DE RESÍDUO DE ÁGUA que refere-se a uma bomba peristáltica, acionada remota elou automaticamente por um sistema eletrônico, por comando radioelétrico ou digital, alimentados por batería, eliminando água depositada no tubo de coleta por fluxo direto, com reversão de fluxo coletando uma quantidade pré-estabelecida da água a ser examinada, que passa através de um recipiente removível que contém em seu interior um filtro de fibra ou membrana, adequada ao exame que se deseja executar nos resíduos da água coletada naquele local em qualquer hora ou condição de tempo.STATE OF THE ART The present state of the art anticipates some patent documents dealing with the subject matter such as PI0305731-3 AUTOMATIC WASTE WATER SAMPLE COLLECTOR which refers to a remote powered, peristaltic pump automatically eluted by an electronic system, by radio or digital command, battery-powered, eliminating water deposited in the direct flow collection tube, reversing flow by collecting a pre-established amount of water to be examined, which passes through a removable container containing a fiber or membrane filter, suitable for the examination to be performed on waste water collected at that location at any time or in any weather condition.
Neste caso, a patente mencionada apresenta como conceito inventivo um coletor de amostra eletrônico com coletor removível que por meio de bomba dá início ao fluxo que passa pelo recipiente removível com filtro ou membrana no seu interior, que após a coleta, retira-se o recipiente e o filtro ou membrana preserva-se com produto químico e por meio de envelope é levada ao laboratório. Observa-se que na figura do documento o equipamento se mostra de construtividade complexa, com componentes eletrônicos, presilhas para encaixe, tudo isso favorece a manutenção constante, a instalação e manutenção devem ser feitas por pessoas especializadas, mão de obra e componentes de custo elevado, bem como a esterilização e outros fatores indispensáveis para o ideal funcionamento da coleta da amostra, tal como o envelope e o produto químico que somam na utilização do processo.In this case, the aforementioned patent discloses as inventive concept an electronic sample collector with removable collector that by means of pump initiates the flow that passes through the removable container with filter or membrane inside, which after collection, removes the container and the filter or membrane is preserved with a chemical and by envelope is taken to the laboratory. It is observed that in the figure of the document the equipment is complex constructively, with electronic components, snap-in clips, all of which favors constant maintenance, installation and maintenance must be done by specialized people, labor and high cost components. , as well as sterilization and other indispensable factors for the optimal functioning of the sample collection, such as the envelope and the chemical that add up to the use of the process.
NOVO PRODUTONEW PRODUCT
Ciente do estado da técnica, suas lacunas e limitantes, o inventor, após estudos e pesquisas criou a AMOSTRADOR DE ÁGUA AUTOMATIZADO COM TUBO PERFURADO PARA CANAL ABERTO em questão, que em linhas gerais, concebe um amostrador automatizado de simples construtividade, capaz de coletar amostras de água em canais abertos, cujo diferencial é o tubo em “U” perfurado associado ao ar comprimido que, devidamente posicionado o tubo no local de coleta, permite que o ar comprimido leve a amostra contida no seu interior para um recipiente próximo do amostrador e de igual modo, o ar comprimido evita o entupimento do tubo, bem como constantes paradas do equipamento para manutenção.Aware of the state of the art, its shortcomings and limitations, the inventor, after studies and research, has created the AUTOMATED OPENED PIPE WATER SAMPLE in question, which in general conceives an automated sampler of simple constructivity, capable of collecting samples. open channel water, whose differential is the perforated “U” tube associated with the compressed air which, properly positioned the tube at the collection site, allows the compressed air to take the sample contained inside to a container near the sampler and Likewise, compressed air prevents clogging of the pipe as well as constant downtime of maintenance equipment.
O AMOSTRADOR DE ÁGUA AUTOMATIZADO COM TUBO PERFURADO PARA CANAL ABERTO tem como objetivo o desenvolvimento de um amostrador contínuo para a amostragem de águas residuais em usinas de açúcar e álcool que será baseado nas leis de carga e descarga em um tubo capilar (Poiseuille e Bernoulli) com vantagens como baixo custo, baixa manutenção e que possa ser construído por técnicos e engenheiros das usinas, mas que ao mesmo tempo também possua todos os requisitos necessários de automação para garantir a representatividade da amostra.The AUTOMATED OPEN CANAL PUNCHED WATER SAMPLER aims to develop a continuous sampler for the sampling of wastewater in sugar and alcohol plants that will be based on the charge and discharge laws in a capillary tube (Poiseuille and Bernoulli). with advantages such as low cost, low maintenance and can be built by plant technicians and engineers, but at the same time also have all the necessary automation requirements to ensure sample representativeness.
O AMOSTRADOR DE ÁGUA AUTOMATIZADO COM TUBO PERFURADO PARA CANAL ABERTO tem como objetivo tornar prática a coleta de amostras sem que haja entupimentos das vias de entrada da água, seu funcionamento é simples e permite que antes da coleta, seja feito um procedimento de exclusão da água da última amostra tudo para aumentar e garantir uma amostra genuína. O AMOSTRADOR DE ÁGUA AUTOMATIZADO COM TUBO PERFURADO PARA CANAL ABERTO possui sensores controlados por CLP para identificar a presença de frasco para introdução do material coletado e outro para identificar o nível de líquido amostrado, ao passo que, uma vez cheio o recipiente, o sensor acusa e interrompe o funcionamento do amostrador.The AUTOMATED OPENED PIPED WATER WATER SAMPLER aims to make sampling practical without clogging the water inlets, its operation is simple and allows a water exclusion procedure to be performed prior to collection. from the last sample all to increase and guarantee a genuine sample. AUTOMATED OPEN CANAL PUNCHED WATER SAMPLER has PLC-controlled sensors to identify the presence of the collected material vial and another to identify the sampled liquid level, while once the container is full, the sensor will charge. and interrupts the sampler operation.
VANTAGENSBENEFITS
Em suma, o amostrador reivindicado apresenta como vantagens mais preponderantes: > Permite a coleta de amostragem sem que haja entupimento; > Evita falta de amostra para análise; > Possui simplicidade construtiva; > Garante a manutenção e montagem sem mão de obra especializada; > Baixo custo de produção; > Fácil manuseio; > Ótima relação custo x benefício; > Opcionalmente promove a ponderação direta da amostra sem necessidade de integração com medidor de vazão. A seguir, explica-se a invenção com referência aos desenhos anexos, nos quais estão representados de forma ilustrativa e não limitativa: Fig. 1 - Vista esquemática do amostrador de água automatizado com tubo perfurado para canal aberto;In short, the claimed sampler has the most important advantages:> Allows sampling to be collected without clogging; > Avoid lack of sample for analysis; > It has constructive simplicity; > Guarantees maintenance and assembly without specialized labor; > Low production cost; > Easy handling; > Great cost-benefit ratio; > Optionally promotes direct sample weighting without integration with flowmeter. In the following, the invention is explained with reference to the accompanying drawings, in which they are shown by way of illustration and not limitation: Fig. 1 - Schematic view of the automated open channel perforated pipe water sampler;
Fig. 2 - Vista representativa do amostrador de água automatizado com tubo perfurado para canal aberto instalado depois do sensor da calha parshall. DESCRIÇÃO DETALHADA O AMOSTRADOR DE ÁGUA AUTOMATIZADO COM TUBO PERFURADO PARA CANAL ABERTO, objeto desta solicitação de Patente de Invenção, refere-se a um amostrador (1) automatizado, de fácil instalação e simples construtividade, compreendido no início por um compressor de ar (2) ligado a um tubo (3) e este por sua vez à válvula (4) pneumática de retorno por mola responsável por realizar a coleta de material para amostra. A primeira utilização do amostrador (1) deve depender do acionamento da tela (14) quando as amostragens devem ser realizadas automaticamente. O tubo perfurado (5) em formato de “U” possui vários orifícios (6) em sua extensão sendo a parte do amostrador (1) que permanece mergulhado no canal por onde passa o líquido a ser amostrado, de tal forma que a água entra pelos orifícios (6) enchendo o tubo perfurado (5) até o nível da água do canal (princípio dos vasos comunicantes) após é acionado o compressor de ar (2) e com a abertura da válvula (4) pneumática libera um jato de ar comprimido capaz de empurrar toda a amostra ali contida no tubo perfurado (5) direcionado pelos tubos (3) até o recipiente (7) alocado no interior de um refrigerador (8) localizado próximo da coleta. Esse mesmo jato de ar comprimido que empurra a amostra é capaz de desentupir, caso seja necessário, os orifícios (6) do tubo (5) em “U”, evitando que não entre água no amostrador (1) para o novo ciclo ou que a coleta seja ineficiente.Fig. 2 - Representative view of the automated open channel drilled water sampler installed after the parshall rail sensor. DETAILED DESCRIPTION The AUTOMATED OPEN DUTCH PIPED WATER SAMPLE, the subject of this patent application, refers to an automated sampler (1) that is easy to install and simple to construct, initially comprised of an air compressor (2). ) connected to a tube (3) and this in turn to the pneumatic spring return valve (4) responsible for collecting sample material. The first use of the sampler (1) should depend on the activation of the screen (14) when the sampling should be performed automatically. The U-shaped perforated tube (5) has several holes (6) in its length and the portion of the sampler (1) which remains submerged in the channel through which the liquid to be sampled passes, such that water enters through the holes (6) filling the perforated tube (5) to the water level of the channel (principle of the communicating vessels) after the air compressor (2) is activated and with the opening of the pneumatic valve (4) releases a jet of air tablet capable of pushing all the sample contained therein into the perforated tube (5) directed by the tubes (3) to the container (7) allocated inside a cooler (8) located near the collection. This same jet of compressed air that pushes the sample is capable of unclogging, if necessary, the holes (6) in the “U” tube (5), preventing water from entering the sampler (1) for the new cycle or collection is inefficient.
No percurso da amostra desde a saída do tubo perfurado (5) até o refrigerador (8) passa por uma válvula (9) de esfera responsável por permitir possíveis manutenções do amostrador (1).In the course of the sample from the outlet of the perforated tube (5) to the cooler (8) passes a ball valve (9) responsible for possible maintenance of the sampler (1).
Após a válvula (9) de esfera, possui outra válvula (10) divisora automática de três vias para seleção de amostra a ser coletada ou descartada (D), no caso de ser descartada (D), a amostra segue seu fluxo para o tubo (3) onde será rejeitada e dada a destinação correta conforme a necessidade do local.After the ball valve (9), there is another three-way automatic divider valve (10) for sample selection to be collected or discarded (D), if discarded (D), the sample follows its flow to the tube (3) where it will be rejected and given the correct destination as the need of the place.
No caso de coletada a amostra, ela segue pelo tubo (3) até alcançar o recipiente (7) para coleta e armazenamento de amostras, dotado de dois sensores, sendo o sensor de nível (11) responsável por verificar o nível de amostra coletada e o sensor de presença (12) permite indicar se há recipiente ou não devidamente posicionado dentro do refrigerador (8). Ao atingir o sensor de nível (11), a amostragem deve ser suspensa, até que o recipiente (7) seja substituído.If the sample is collected, it follows the tube (3) until it reaches the sample collection and storage container (7), which has two sensors, and the level sensor (11) is responsible for verifying the level of the collected sample and The presence sensor (12) allows to indicate whether or not there is a container properly positioned inside the refrigerator (8). Upon reaching the level sensor (11), sampling should be suspended until the container (7) is replaced.
Todos os sensores (11 e 12) e as válvulas (4, 9 e 10) são controlados pelo CLP (13) cuja programação permite a realização da amostragem de forma automática e a tela (14) sensível ao toque, que permite a interface homem-máquina para mostrar todos os dados de amostragem e possibilitar a amostragem pontual, além de permitir a parada emergencial no caso de ocorrer um evento inesperado, ocasião que suspende o funcionamento do equipamento imediatamente.All sensors (11 and 12) and valves (4, 9 and 10) are controlled by the PLC (13) whose programming allows automatic sampling and the touch screen (14) which allows the human interface. -Machine to show all sampling data and enable spot sampling, and allow emergency stop in case of an unexpected event, which suspends the equipment immediately.
Dessa forma, finalizando a coleta do material pelo sensor de nível (11) o ar comprimido é interrompido e o tubo perfurado (5) volta a encher, permitindo que se reinicie o ciclo. Antes de realizar uma amostragem é necessário limpar o tubo perfurado (5) e aguardar o seu enchimento para então realizar a coleta da amostra. Isso deve ser feito para que não seja coletada uma amostra que ficou parada no tubo perfurado (5) durante um período de tempo anterior.Thus, when material collection is completed by the level sensor (11), the compressed air is interrupted and the perforated tube (5) is refilled, allowing the cycle to be restarted. Before sampling, it is necessary to clean the perforated tube (5) and wait for its filling before collecting the sample. This should be done so as not to collect a sample that has been standing in the perforated tube (5) for an earlier period of time.
Portanto, o presente pedido de patente de invenção se reveste de novidade e atividade inventiva graças à possibilidade de o amostrador de água automatizado garantir uma coleta de amostra sem que haja entupimento ou falha do tubo coletor e por utilizar equipamentos se simples construtividade e fácil manuseio sem necessidade de mão de obra especializada para instalação ou manutenção, que somado a aplicação industrial o faz merecedor do privilégio de patente.Therefore, the present patent application is novel and inventive due to the possibility that the automated water sampler ensures sample collection without clogging or failure of the manifold and by using equipment if simple constructivity and easy handling without The need for specialized labor for installation or maintenance, which added to the industrial application makes it worthy of patent privilege.
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