BR102014024624A2 - bi-directional filter for particulate and moisture retention - Google Patents
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Abstract
“filtro bidirecional para retenção de partículas e umidade filtro bidirecional para retenção de partículas e umidade, eliminação da fonte de sujeira do sistema de respiração de transformadores, reatores e equipamentos que necessitem de filtro bidirecional para retenção de partículas e umidade. através do alongamento do tubo de respiração e das fendas realizadas, o ar é direcionado para o oposto dos orifícios da cuba, evitando assim o derramamento de óleo. o filtro possui estruturação simples, robusta, com mínimo necessário de componentes e de extrema operacionalidade.Bi-directional filter for particle and moisture retention Bi-directional filter for particle and moisture retention, elimination of the source of dirt from the respirator system of transformers, reactors and equipment requiring bi-directional filter for particle and moisture retention. By extending the breathing tube and the slots made, air is directed to the opposite of the vat holes, thus preventing oil spillage. The filter has a simple structure, robust, with minimum required components and extreme operation.
Description
“FILTRO BIDIRECIONAL PARA RETENÇÃO DE PARTÍCULAS E UMIDADE” [001] Refere-se a presente invenção a um filtro bidirecional para retenção de partículas e umidade, eliminação da fonte de sujeira do sistema de respiração de equipamentos tipo: transformadores e reatores, que necessitem inibir contaminações por partículas e eliminar umidade do ar que circula no interior do equipamento.[001] The present invention relates to a bi-directional filter for particulate and moisture retention, elimination of dirt from the breathing system of equipment such as transformers and reactors which need to inhibit contamination by particles and eliminate moisture from the air circulating inside the equipment.
[002] O filtro é instalado no cilindro de expansão do equipamento e exerce a função de retenção de partículas de sujeira e de umidade tanto no fluxo de saída de ar do equipamento quanto de entrada de ar pelos respiradores.[002] The filter is installed in the expansion cylinder of the equipment and has the function of retaining dirt and moisture particles in both the equipment air outlet and the air inlet through the respirators.
[003] O tubo de respiração e as fendas do filtro foram projetados com maior alongamento para que o ar liberado através da fenda seja direcionado para local oposto dos orifícios da cuba, evitando assim o derramamento de óleo. A falta das fendas faz com que as bolhas de ar subam em direção aos respiradores e, coincidindo com os furos respiradores da cuba do óleo, provocam o derramamento de óleo contaminado no solo provocando um problema ambiental.[003] The breather hose and filter slots are designed with greater elongation so that air released through the slot is directed to the opposite location of the vat holes, thus preventing oil spillage. The lack of cracks causes air bubbles to rise towards the respirators and, coinciding with the oil well breather holes, cause contaminated oil to spill into the ground causing an environmental problem.
[004] A invenção realiza a filtragem do óleo da cuba quando evaporado pela elevação da temperatura ambiente, vez que a condensação do óleo pode provocar a contaminação nos desumidificadores reduzindo sua vida útil e provoca, em casos mais extremos, a falha total do sistema.[004] The invention performs the filtration of the tank oil when evaporated by the rise in ambient temperature, since oil condensation can cause dehumidifier contamination reducing its service life and, in more extreme cases, causes total system failure.
[005] A forma visual da invenção permite que o operador identifique o momento correto de trocar o elemento filtrante de umidade, evitando a substituição desnecessária e antecipada.[005] The visual form of the invention allows the operator to identify the correct time to change the moisture filter element, avoiding unnecessary and early replacement.
[006] Para manter elevados índices dielétricos do líquido isolante dos transformadores, os mesmos são equipados com secadores de ar. Estes equipamentos absorvem a umidade, secando o ar aspirado que flui no transformador. O secador de ar é constituído por um recipiente metálico que contém o agente secador, e uma câmara para conter o óleo em determinado nível. O funcionamento do transformador eleva a temperatura do sistema fazendo com que o óleo dilate e com isso, expulse o ar do conservador através do secador. Havendo diminuição da carga no transformador, consequentemente ocorre redução da temperatura do óleo e com isso uma diminuição do volume do sistema. Nesse caso, acontece uma depressão de ar no conservador e o ar ambiente é aspirado passando pela câmara e pelo agente secador, e então a umidade do ar é contida neste compartimento, não chegando até o óleo, caracterizando o processo filtrante bidirecional.[006] To maintain high dielectric ratings of the insulating liquid of transformers, they are equipped with air dryers. These devices absorb moisture by drying out the suction air flowing into the transformer. The air dryer consists of a metal container containing the drying agent and a chamber for containing the oil at a certain level. Operation of the transformer raises the system temperature causing the oil to dilate and thereby expel air from the conservator through the dryer. If the load on the transformer decreases, consequently, the oil temperature decreases and the system volume decreases. In this case, there is an air depression in the conservator and the ambient air is sucked through the chamber and the drying agent, and then the air humidity is contained in this compartment, not reaching the oil, characterizing the bidirectional filtering process.
[007] O elemento filtrante de umidade é um agente secador vítreo e duro, considerado neutro quimicamente e altamente higroscópico (capacidade de absorver água). O material possui um indicador laranja, e dependendo das condições apresenta mudanças de cores. A cor amarelada indica que o mesmo deve ser substituído, sendo que sua vida pode ser prolongada através de processos de secagem.[007] The moisture filter element is a hard, glassy drying agent considered chemically neutral and highly hygroscopic (water absorbing capacity). The material has an orange indicator, and depending on the conditions has color changes. The yellowish color indicates that it should be replaced, and its life can be extended through drying processes.
[008] A parte de respiração dos transformadores representa uma fonte de sujeira com constante derramamento de óleo. A falta de manutenção causa anormalidades no funcionamento provocando danos graves, em casos extremos o desligamento repentino da rede, com perdas de grande parte do equipamento. A troca dos filtros passa a ser algo muito corriqueiro e consequentemente com custo elevado. Além da responsabilidade ambiental de não permitir a contaminação do solo com óleo derramado.[008] The breathing part of the transformers represents a source of dirt with constant oil spillage. The lack of maintenance causes abnormalities in operation causing serious damage, in extreme cases the sudden disconnection of the network, with loss of much of the equipment. Changing the filters becomes very common and consequently costly. In addition to the environmental responsibility not to allow soil contamination with spilled oil.
[009] A manutenção requer alguns passos que são essenciais para o bom funcionamento do equipamento. Existem vários tipos de inspeção, sendo que estas seguem um roteiro para que nada passe despercebido. A revisão periódica verifica se a corrente nas horas de carga máxima não excede o valor nominal, evitando assim elevações muito grandes de temperatura. Na revisão semestral, acontece a verificação do líquido isolante de acordo com o nível e o aspecto do mesmo. Já a inspeção visual abrange as várias avarias presentes nas peças do equipamento, tais como quebras, trincas, sujeiras, vazamentos e corrosões.Maintenance requires some steps that are essential for the proper operation of the equipment. There are several types of inspection, and these follow a script so that nothing goes unnoticed. The periodic review checks that the current at maximum load hours does not exceed the rated value, thus avoiding very large temperature rises. In the semi-annual review, the insulation liquid is checked according to its level and appearance. The visual inspection covers the various malfunctions present in equipment parts, such as breaks, cracks, dirt, leaks and corrosions.
[010] A utilização de elemento filtrante de umidade é um conceito já difundido, porém o alongamento da tubulação com adição das características acima citadas apresenta um resultado diferente do usual, com vantagens que se sobrepõem aos filtros comuns.[010] The use of a moisture filter element is a widespread concept, but the lengthening of the piping with the addition of the above mentioned features has a different result than usual, with advantages that outweigh the common filters.
[011] Em uma ampla análise da literatura com o intuito de estabelecer o estado da técnica vigente frente ao aparato em questão, não foram revelados documentos que relacionem o objeto específico reivindicado na presente patente, contudo foram referenciados alguns documentos que, apesar de não serem impeditivos frente a presente patente, retratam ferramentas de retirada de umidade de maneiras variadas.[011] In a broad analysis of the literature in order to establish the current state of the art in relation to the apparatus in question, no documents relating the specific object claimed in the present patent were revealed, however some documents were referenced that, although not impediments to this patent portray moisture removal tools in a variety of ways.
[012] As principais classificações internacionais de patentes que relatam algum tipo de semelhança com o invento são B01D; F26B; H01F; C09F; C02F. Trata-se de métodos ou aparelhos adaptados à retirada de umidade ou secagem de equipamentos tais como filtros e transformadores. Além de ter processos de desidratação de ar e outros materiais. Algumas guias de manutenção apresentam equipamentos e procedimentos com o propósito de reparos em transformadores e tipos de filtros que utilizam sílica em seu processo de desumidificação.[012] The major international patent classifications that report some kind of similarity to the invention are B01D; F26B; H01F; C09F; CO2F. These are methods or devices adapted to remove moisture or drying equipment such as filters and transformers. In addition to having processes of dehydration of air and other materials. Some maintenance guides present equipment and procedures for the purpose of transformer repairs and filter types that use silica in their dehumidification process.
[013] No documento de patente PI0003437-1 “Dessecante em base a sílica gel compactado” foi proposto um material que utiliza sílica combinado com outros materiais químicos para ser usado em caixas e containers para retirada de umidade.[013] In patent document PI0003437-1 "Compressed silica gel based desiccant" a material using silica combined with other chemical materials to be used in boxes and containers for moisture removal has been proposed.
[014] No documento de patente PI0103162-7 ‘‘Conjunto de temporizador imerso em óleo e quadro de circuito para uso num secador a ar, dessecante e regenerativo” apresenta um tipo de secador de ar dessecante e regenerativo.[014] In patent document PI0103162-7 ‘" Oil immersed timer assembly and circuit board for use in a desiccant and regenerative air dryer "discloses a type of desiccant and regenerative air dryer.
[015] O documento PI0314467-4 “Aparelho e método desumidificador por respiradouro” consiste de um desumidificador que utiliza respiradouro para retirada do ar de dispositivos de energia.[015] PI0314467-4 “Vent dehumidifier apparatus and method” consists of a dehumidifier that utilizes a vent to remove air from power devices.
[016] O documento de patente PI0008997-4 “Sistema de condicionamento de ar e desumidificador para controlar o ambiente de uma área controlada e sistema desumidificador” apresenta sistema de condicionamento de ar para retirada de umidade de um ambiente.[016] Patent document PI0008997-4 "Air conditioning and dehumidifying system for controlling the environment of a controlled area and dehumidifying system" discloses air conditioning system for removing moisture from an environment.
[017] O documento PI0902907-9 “Processo e equipamento para desidratação de materiais com elevado teor de umidade” é capaz de extrair água ou solventes de materiais sólidos ou pastosos através do uso de gás dessecante.[017] Document PI0902907-9 “Process and Equipment for Dehydrating High Moisture Materials” is capable of extracting water or solvents from solid or pasty materials through the use of desiccant gas.
[018] O documento de patente US 2011/000370 “Aglomerados de sílica precipitada, o método para a sua preparação e sua utilização como meio de filtro para filtragem de gás” apresenta um filtro de gás contendo sílica.[018] US Patent Document 2011/000370 "Precipitated silica agglomerates, the method for their preparation and their use as a filter medium for gas filtration" discloses a gas filter containing silica.
[019] Os documentos US6911189 “Filtro para remoção seletiva de componente gasoso” e US63522578 “Filtro de limpeza de ar e o processo para a preparação do mesmo com aspirador de alto nível” tratam de filtros de componentes contidos no ar.[019] US6911189 “Selective Gas Component Removal Filter” and US63522578 “Air Clean Filter and Process for High-Level Vacuum Preparation” deal with air-contained component filters.
[020] Os documentos WO2012102403 “Método e aparelho para a separação de líquidos”, GB2484265 “Sistema de filtração e método de criação”, US2012261353 “Separador” e GB2479362 “Remoção de poluentes dos gases” tratam de filtros para separação de materiais.[020] WO2012102403 “Method and apparatus for separating liquids”, GB2484265 “Filtration system and rearing method”, US2012261353 “Separator” and GB2479362 “Removal of gas pollutants” deal with material separation filters.
[021] Os documentos US5385678 “Filtro de materiais”, US4177145 “Secador duplo para sistemas de bomba de calor”, GB960560 “Filtro de cartucho” e GB413274 “Processo e aparelho para purificação de líquidos por meio de substâncias adsorventes” abordam filtros e secadores de ar com uso de materiais absorventes.[021] US5385678 “Material Filter”, US4177145 “Dual Dryer for Heat Pump Systems”, GB960560 “Cartridge Filter” and GB413274 “Process and Apparatus for Purifying Liquids by Adsorbent Substances” cover filters and dryers using absorbent materials.
[022] Os manuais da Ultra Clean, da Chemical e da Rexroth apresentam seus filtros compostos por sílica gel tanto para retirada de umidade quanto para controle de contaminação. Estes contêm as aplicações, as descrições e os dados técnicos de cada equipamento.[022] The Ultra Clean, Chemical and Rexroth manuals feature their silica gel filters for both moisture removal and contamination control. These contain the applications, descriptions and technical data of each device.
[023] O manual de instruções da Comtrafo Transformadores descreve as etapas de inspeção de um transformador, a instalação e montagem do mesmo. Além disso, o documento apresenta os passos para a manutenção e para a energização do equipamento.[023] Comtrafo Transformers instruction manual describes the steps of inspecting a transformer, installing and assembling it. In addition, the document outlines the steps for servicing and powering up the equipment.
[024] A concepção geral do presente filtro bidirecional de partículas e umidade, objeto da presente patente, é baseada totalmente na sua estruturação simples, robusta, com mínimo necessário de componentes e de extrema operacionalidade, seguro e otimizado, de modo a garantir o perfeito funcionamento do equipamento acoplado ao filtro com processo de filtragem bidirecional, de entrada de ar no equipamento e de saída de gases gerados no próprio equipamento.[024] The general design of the present bidirectional particulate and moisture filter, object of the present patent, is based entirely on its simple, robust structure, with minimally required components and extremely operational, safe and optimized, to ensure the perfect operation of the equipment coupled to the filter with a bidirectional filtering process, air inlet in the equipment and exhaust gases generated in the equipment itself.
[025] A patente em apreço caracteriza-se pela retenção da evaporação do óleo da cuba durante o processo de aspiração do equipamento, em sua entrada de ar, garantindo que o elemento filtrante de umidade não seja contaminado pelo óleo disposto no filtro.[025] The present patent is characterized by the retention of evaporation of the tank oil during the suction process of the equipment, in its air inlet, ensuring that the moisture filtering element is not contaminated by the oil disposed in the filter.
[026] A presente patente consiste no emprego de orifícios para queda de pressão e retenção de partículas solidas que por ventura sejam depositadas no elemento filtrante de partícula.[026] The present invention consists of the use of pressure drop holes and solid particle retention that may be deposited in the particle filter element.
[027] A presente patente consiste no emprego de fenda de direcionamento de fluxo de ar no processo de expiração do equipamento, saída de ar, fazendo com que os gases gerados pela ação da temperatura com reação do óleo interno do equipamento, seja purificado pelos elementos filtrantes de umidade e que o óleo existente na cuba do filtro não seja derramado poluindo o meio ambiente.[027] The present patent consists of the use of air flow direction slot in the equipment exhalation process, air outlet, causing the gases generated by the temperature action with reaction of the internal oil of the equipment to be purified by the elements. moisture filters and that the oil in the filter bowl is not spilled polluting the environment.
[028] A presente patente caracteriza-se pela alocação do óleo na cuba do filtro em determinado nível no processo de respiração do equipamento, o qual permite na sucção de ar para que o óleo não contamine os elementos filtrantes de umidade e de partícula, e no processo oposto, garante que o óleo não seja vertido pelos respiradores do filtro.[028] The present patent is characterized by the allocation of oil in the filter bowl at a certain level in the breathing process of the equipment, which allows air suction so that the oil does not contaminate the moisture and particulate filter elements, and In the opposite process, it ensures that the oil is not spilled into the filter respirators.
[029] A presente patente caracteriza-se por um dispositivo filtrante de partículas e recipiente de alocação de óleo da cuba.[029] The present patent is characterized by a particle filter device and tank oil allocation vessel.
[030] A presente patente caracteriza-se pela disposição do elemento filtrante de partículas e retenção de óleo dispostas a um elemento filtrante de maior rugosidade, a um elemento filtrante de maior maleabilidade e disposto a orifícios de retenção para o elemento filtrante de umidade.[030] The present invention is characterized by the arrangement of the particulate filter element and oil retainer disposed to a higher roughness filter element, a more flexible filter element and disposed retention holes for the moisture filter element.
[031] De acordo com esta característica e disposição interna do elemento filtrante de partícula permite que a umidade seja acomodada em sua lateral.[031] According to this feature and internal arrangement of the particle filter element allows moisture to be accommodated on its side.
[032] Ainda de acordo com esta característica e disposição interna do elemento filtrante de partícula permite que o óleo não contamine o elemento filtrante de umidade.[032] Also in accordance with this feature and internal arrangement of the particle filter element allows the oil not to contaminate the moisture filter element.
[033] A invenção tem como objetivo notadamente evitar os inconvenientes das estruturas citadas apresentando um aparato simples, com novos conceitos estruturais. O atual pedido de patente possui alta eficiência, pois com sua simplicidade técnica ocasiona facilidade operacional com dispositivos filtrantes de partículas, dispositivo filtrante de umidade, dispositivo direcional de saída de ar e gases, dispositivo de direcionamento e formação de bolhas de gases e um processo de filtragem por respiração do equipamento tornando o dispositivo de filtro bidirecional de partícula e umidade.[033] The invention aims notably to avoid the drawbacks of the aforementioned structures by presenting a simple apparatus with new structural concepts. The current patent application has high efficiency because its technical simplicity makes it easy to operate with particulate filter devices, moisture filter device, directional air and gas outlet device, directional device and gas bubble formation and a process of breath filtration of the equipment making the particle and moisture bi-directional filter device.
[034] Foi possível explorar uma alta eficiência na periodicidade da manutenção quando comparado com os métodos anteriores, podendo-se utilizar o mesmo em vários tipos de transformadores.[034] It was possible to exploit a high efficiency in the maintenance periodicity when compared with the previous methods, being possible to use it in several types of transformers.
[035] A descrição que se segue e as figuras associadas, tudo dado a título de exemplo não limitativo, farão compreender bem a invenção.The following description and associated figures, all given by way of non-limiting example, will make the invention well understood.
[036] A figura 01 apresenta uma vista frontal do filtro bidirecional de ar.[036] Figure 01 shows a front view of the bi-directional air filter.
[037] A figura 02 apresenta uma vista isométrica do tubo de respiração;[037] Figure 02 shows an isometric view of the breathing tube;
[038] A figura 03 apresenta uma vista do elemento filtrante de partícula.Figure 03 shows a view of the particle filter element.
[039] Em conformidade ao apresentado nas figuras 1 a 3 observa-se o aparato com seus componentes acoplados, dando uma visão geral da invenção.In accordance with that shown in figures 1 to 3, the apparatus with its coupled components is observed, giving an overview of the invention.
[040] A figura 1 representa o filtro bidirecional proposto neste pedido de patente, sendo composto por uma conexão (1) para a tubulação do equipamento em que o filtro será instalado, por um recipiente (3) e compartimento do elemento filtrante de umidade (17) presos a uma base rosqueável (2) e uma base fixa (4) a qual acopla o compartimento (12) do elemento filtrante de maior rugosidade (13), um elemento filtrante de maior maleabilidade (14) e por orifícios (15) de retenção do elemento filtrante de umidade, aprisionada por um o-ring de vedação (16) com a base fixa (4), dispõe ainda na parte inferior uma cuba de óleo (6) acoplada ao sistema por uma base rosqueável (5) na base fixa (4), disposta por um tubo de respiração (10) que em sua parte superior permite uma queda de pressão pelos orifícios (11) e em sua parte inferior uma fenda direcional (9) que permite o direcionamento do fluxo de ar, na respiração do equipamento, restringindo ao nível de óleo (18) a entrada e saída do fluxo de ar pelos respiradores (7).[040] Figure 1 represents the bidirectional filter proposed in this patent application, consisting of a connection (1) for the pipe of the equipment in which the filter will be installed, a container (3) and a moisture filter element compartment ( 17) secured to a threaded base (2) and a fixed base (4) which engages the housing (12) of the rougher filter element (13), a more flexible filter element (14) and through holes (15) The moisture filter element retained by a sealing o-ring (16) with a fixed base (4) also has an oil tank (6) attached to the system by a threaded base (5) on the bottom. fixed base (4), arranged by a breathing tube (10) which in its upper part allows a pressure drop through the holes (11) and in its lower part a directional slot (9) which allows the air flow to be directed, breathing of the equipment, restricting to the oil level (18) the inlet and airflow out of the respirators (7).
[041] A figura 2 mostra o tubo do respirador (10) com o alongamento e a fenda (9) e os orifícios de queda de pressão (11). A fenda (9) serve para direcionar o fluxo de ar evitando o derramamento de óleo, a entrada excessiva de ar e de partículas nos filtros internos de retenção de umidade e de retenção de partículas, sendo que o tubo respirador deve conter tamanho necessário para que o óleo não chegue ao compartimento de filtragem de partículas.[041] Figure 2 shows the respirator tube (10) with the elongation and slot (9) and pressure drop holes (11). Slot (9) is used to direct air flow to prevent oil spillage, excessive air and particulate ingress into the internal moisture retention and particulate retention filters, and the breathing tube must be large enough to allow the oil does not reach the particulate filtration compartment.
[042] A figura 3 é representada pelo compartimento (12) o elemento filtrante de maior rugosidade (13), um elemento filtrante de maior maleabilidade (14) e por ofícios (15) de retenção do elemento filtrante de umidade recipiente, o dispositivo de filtragem de partículas possui duas funcionalidades, a retenção de partículas pelo processo natural de filtragem evita também que a evaporação de óleo contamine o elemento filtrante de umidade contido no recipiente.[042] Figure 3 is represented by the housing (12), the rougher filter element (13), a more malleable filter element (14), and retaining crafts (15) of the container moisture filter element, the Particle filtration has two functionalities, particle retention through the natural filtration process also prevents oil evaporation from contaminating the moisture filter element contained in the container.
[043] Pelo que foi exposto o aparato proposto nesta patente, apresenta inúmeras vantagens aos modelos utilizados e/ou inexistentes no mercado, tais como: grande segurança operacional, confiabilidade e agilidade na aplicação; melhoria da performance na sua aplicação em virtude de sua concepção geral; leveza; resistência e durabilidade geral, aliado a um menor desgaste do conjunto como um todo; custos totalmente acessíveis o que possibilita uma ótima relação custo/benefício; prática e segura utilização por qualquer técnico habilitado e autorizado para manutenção; grande faixa de alcance. Pode ser ainda aplicada a diversos tipos de transformadores que necessitem de processo de desumidificação por filtragem, garantindo o atendimento de segurança operacional de manutenção, atendendo plenamente as normas vigentes e as condições básicas necessárias a sua aplicação.From the above, the apparatus proposed in this patent has numerous advantages to models used and / or nonexistent in the market, such as: great operational safety, reliability and agility in the application; improved performance in its application due to its overall design; lightness; general strength and durability, coupled with less wear and tear on the overall assembly; fully affordable costs for optimum value for money; practical and safe use by any qualified service technician; wide range. It can also be applied to various types of transformers that require filtering dehumidification process, ensuring the maintenance operational safety, fully meeting the current standards and the basic conditions necessary for their application.
[044] Com o que já fora descrito é possível classificar a o aparato, objeto desta patente, como uma ferramenta totalmente econômica, eficiente, prática e segura para manter o bom funcionamento dos transformadores, reatores e outros equipamentos que necessitem de filtragem de partículas e umidade em processo bidirecional ou não.[044] With what has already been described, it is possible to classify the apparatus, object of this patent, as a totally economical, efficient, practical and safe tool to keep the transformers, reactors and other equipment that needs particle and moisture filtration to work properly. in bidirectional process or not.
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