BR102018008935B1 - Dispositivo de limpeza e polimento de conexões de equipamentos submarinos - Google Patents

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Abstract

"dispositivo de limpeza e polimento de conexões de equipamentos submarinos" a presente invenção está relacionada a um dispositivo de limpeza e polimento de conexões de equipamentos submarinos, compreendendo um elemento de conexão (3) adaptado para ser conectado a um dispositivo gerador de torque; um dispositivo de descarga de fluido (1) de limpeza compreendendo pelo menos um reservatório (11) de fluido de limpeza; e um elemento de limpeza (20) conectado ao dispositivo de descarga (1) através de um suporte (2) para o elemento de limpeza (20), em que o suporte (2) para o elemento de limpeza (20) compreende pelo menos um canal (21) que conecta o pelo menos um reservatório (11) de fluido de limpeza ao elemento de limpeza (20), em que o dispositivo de descarga de fluido (1) de limpeza compreende um embolo (13), que, por sua vez, compreende: pelo menos um reservatório (11) de fluido de limpeza; e pelo menos uma câmara de atuação (12), em que a pelo menos câmara de atuação (12) compreende um sistema de compensação de pressão.

Description

CAMPO DA INVENÇÃO
[0001] A presente invenção está relacionada a ferramentas de limpeza e polimento de conexões de equipamentos submarinos. Mais especificamente, a presente invenção está relacionada a ferramentas de limpeza e polimento de conexões de equipamentos submarinos com umbilicais eletro-hidráulicos.
FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO
[0002] O atual estado da técnica provê uma série de ferramentas de limpeza e polimento de conexões de equipamentos submarinos. No entanto, os dispositivos atuais de limpeza utilizados, conhecidos como escovas rotativas de cerdas, são ineficientes e demandam bastante tempo em recursos importantes gerando um alto custo operacional, em especial quando operados em profundidades elevadas, em que a pressão da coluna d’água influencia seu funcionamento.
[0003] Alguns exemplos conhecidos o estado da técnica de ferramentas desse tipo serão descrito a seguir.
[0004] O documento US7543354 B2 é direcionado a uma cabeça de escova rotativa de limpeza de superfícies, em que é definido um canal de passagem de líquido de limpeza no eixo de rotação da cabeça de escova.
[0005] O objeto do US7543354 B2 é direcionado à limpeza da superfície de recipientes fechados (vessel), portanto é proposto que um fluido de limpeza seja inserido externamente no recipiente e recolhido pelo canal de passagem de líquido. A entrada do retorno do canal de passagem é posicionada na região central de um elemento de limpeza inferior.
[0006] O fluido de limpeza é armazenado em um reservatório logo acima da escova de limpeza e escoado por canais laterais para o recipiente a ser limpo, em que o fluido é sugado pelo canal de passagem.
[0007] Assim, o documento US7543354 B2 revela uma escova rotacional para a limpeza de superfícies que compreende um canal central para a circulação de um fluido de limpeza e um tanque de armazenamento de fluido de limpeza posicionado acima do elemento de limpeza da escova.
[0008] No entanto o documento US7543354 B2 não faz qualquer referência ao controle da pressão do fluido de limpeza para que o mesmo seja inserido de forma regular durante o processo de limpeza.
[0009] O documento US3943591 A é direcionado a uma escova de limpeza rotativa que compreende um elemento de limpeza rotativo, em forma de escova, um reservatório de fluido de limpeza, e um canal central de liberação de fluido de limpeza, em que o canal se estende pelo interior do eixo de rotação do elemento de limpeza.
[0010] Segundo a configuração descrita no documento US3943591 (A), o líquido de limpeza é bombeado por um canal central com o uso de uma bomba elétrica.
[0011] Assim, esse documento (US3943591 A) revela uma escova rotativa para limpeza de superfícies que compreende um elemento de limpeza em forma de escova rotativa e a injeção de um líquido de limpeza na região central da escova rotativa, em que o líquido de limpeza é armazenado em um tanque posicionado na região superior do elemento de limpeza.
[0012] No entanto o documento US3943591 A não faz qualquer referência ao controle da pressão do fluido de limpeza para que o mesmo seja inserido de forma regular durante o processo de limpeza.
[0013] O documento US8047736 B2 é direcionado a uma lavadora de piso que compreende uma escova rotativa, e um dispensador de líquido de limpeza montado no conjunto da escova, em que o liquido de limpeza é armazenado em um reservatório.
[0014] O US8047736 B2 ainda descreve que a escova (elemento de limpeza) é conectada ao elemento principal por meio de parafusos, de modo que ambos elementos compreendem um canal para a passagem de fluido de limpeza.
[0015] Assim, o US8047736 B2 revela uma configuração em que o dispositivo é dividido em duas partes, um elemento de limpeza e um elemento principal que compreende, dentre outros elementos, um reservatório de líquido de limpeza.
[0016] Portanto, o US8047736 B2 revela uma escova rotativa para limpeza de superfícies que compreende um elemento de limpeza em forma de escova rotativa e a injeção de um líquido de limpeza na região central da escova rotativa, em que o líquido de limpeza é armazenado em um tanque posicionado na região superior do elemento de limpeza. Adicionalmente, esse documento revela que o elemento de limpeza é conectado ao elemento principal do dispositivo por meio de parafusos.
[0017] No entanto o documento US8047736 B2 não faz qualquer referência ao controle da pressão do fluido de limpeza para que o mesmo seja inserido de forma regular durante o processo de limpeza, o que permitiria seu uso em aplicações subaquáticas a grandes profundidades.
[0018] Como será mais bem detalhado abaixo, a presente invenção visa a solução dos problemas do estado da técnica acima descritos de forma prática e eficiente.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO
[0019] A presente invenção tem por objetivo prover um dispositivo de limpeza e polimento de conexões de equipamentos submarinos com umbilicais eletro-hidráulicos, que compreenda um mecanismo de dispersão de fluido de limpeza que assegure uma dispersão constante de fluido mesmo quando utilizado em grandes profundidades subaquáticas.
[0020] De forma a alcançar os objetivos acima descritos, a presente invenção provê um dispositivo de limpeza e polimento de conexões de equipamentos submarinos, compreendendo um elemento de conexão (3) adaptado para ser conectado a um dispositivo gerador de torque; um dispositivo de descarga de fluido de limpeza compreendendo pelo menos um reservatório de fluido de limpeza; e um elemento de limpeza conectado ao dispositivo de descarga através de um suporte para o elemento de limpeza, em que o suporte para o elemento de limpeza compreende pelo menos um canal que conecta o pelo menos um reservatório de fluido de limpeza ao elemento de limpeza, em que o dispositivo de descarga de fluido de limpeza compreende um embolo, que, por sua vez, compreende: pelo menos um reservatório de fluido de limpeza; e pelo menos uma câmara de atuação, em que a pelo menos câmara de atuação compreende um sistema de compensação de pressão.
BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS
[0021] A descrição detalhada apresentada adiante faz referência às 1. guras anexas e seus respectivos números de referência.
[0022] A figura 1a ilustra uma configuração opcional do dispositivo de limpeza e polimento de conexões de equipamentos submarinos da presente invenção, em que o elemento de limpeza é do tipo disco.
[0023] A figura 1b ilustra uma configuração opcional do dispositivo de limpeza e polimento de conexões de equipamentos submarinos da presente invenção, em que o elemento de limpeza é do tipo cilindro.
[0024] A figura 2a ilustra uma vista em corte transversal de uma configuração opcional de suporte para o elemento de limpeza relativo à configuração ilustrada na figura 1a.
[0025] A figura 2b ilustra uma vista em corte transversal de uma configuração de suporte para o elemento de limpeza relativo à configuração ilustrada na figura 1b.
[0026] A figura 3a ilustra graficamente uma situação em que a pressão exercida em um dispositivo de descarga de fluido, como conhecido no estado da técnica, não é suficiente para prover a descarga do fluido de limpeza.
[0027] A figura 3b ilustra um dispositivo de descarga de fluido de limpeza dotado de um sistema de compensação de pressão, em uma situação em que o fluido não é descarregado.
[0028] A figura 3c ilustra um dispositivo de descarga de fluido de limpeza dotado de um sistema de compensação de pressão, em uma situação em que o fluido é descarregado.
[0029] A figura 4 ilustra vista da porção superior de uma câmara de atuação de acordo com uma configuração opcional da presente invenção.
[0030] A figura 5 ilustra uma configuração alternativa do sistema de compensação de pressão da presente invenção, em que é provido um canal de equalização na câmara de atuação.
DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO
[0031] Preliminarmente, ressalta-se que a descrição que se segue partirá de uma concretização preferencial da invenção. Como ficará evidente para qualquer técnico no assunto, no entanto, a invenção não está limitada a essa concretização particular.
[0032] A presente invenção se refere a um dispositivo que serve como ferramenta para executar a limpeza e polimento das conexões de equipamentos submarinos com os umbilicais eletro-hidráulicos. Como ficará evidente com a descrição que se segue, a proposta visa eliminar, ou minimizar, o uso da escova rotativa com cerdas tradicional, aumentar a eficiência do procedimento de limpeza e reduzir o tempo de operação.
[0033] Os sistemas atuais oferecem uma baixa eficiência de remoção de incrustações e óxidos. O longo tempo de operação consome recursos dos demais equipamentos envolvidos na operação, tais como: o veículo de operação remota, navio e guincho. O risco de acidente aumenta devido ao maior desgaste físico do operador gerado pelo longo tempo corrido de operação.
[0034] Deste modo, conforme ilustrado nas figuras 1a e 1b, a invenção provê um dispositivo de limpeza e polimento de conexões de equipamentos submarinos, compreendendo: um elemento de conexão 3 adaptado para ser conectado a um dispositivo gerador de torque; um dispositivo de descarga de fluido 1 de limpeza compreendendo pelo menos um reservatório 11 de fluido de limpeza; e um elemento de limpeza 20 conectado ao dispositivo de descarga 1 através de um suporte 2 para o elemento de limpeza 20. Adicionalmente, o suporte 2 para o elemento de limpeza 20 compreende pelo menos um canal 21 que conecta o pelo menos um reservatório 11 de fluido de limpeza ao elemento de limpeza 20.
[0035] Opcionalmente, como ilustrado nas figuras em questão, o dispositivo de limpeza da presente invenção compreende um extensor 4 posicionado entre o elemento de limpeza 20 e o dispositivo de descarga de fluido 1 de limpeza. Ressalta-se que, apesar de todas as configurações ilustradas no presente relatório compreenderem o uso deste extensor 4, este elemento é opcional, de modo que o suporte 2 para o elemento de limpeza 20 pode ser fixado diretamente no dispositivo de descarga de fluido 1 de limpeza.
[0036] Nas configurações em que o extensor 4 é adotado, este elemento também deve compreender um canal 21 que conecta o pelo menos um reservatório 11 de fluido de limpeza ao elemento de limpeza 20 (fixo ao suporte 2 para o elemento de limpeza 20).
[0037] De modo a permitir um melhor funcionamento da ferramenta, mesmo submetida a altas pressões, como é o caso de operações submarinas, o dispositivo de descarga de fluido 1 de limpeza compreende um embolo 13, que compreende: pelo menos um reservatório 11 de fluido de limpeza; e pelo menos uma câmara de atuação 12, em que a pelo menos uma câmara de atuação 12 compreende um sistema de compensação de pressão.
[0038] Como descrito, o elemento de conexão 3 é adaptado para ser conectado a um dispositivo gerador de torque, de modo a girar todo o dispositivo, preferencialmente, a altas rotações, provendo a limpeza da superfície desejada através do elemento de limpeza 20. A conexão entre o elemento de conexão 3 e o dispositivo gerador de torque pode ser feita através de rosca, parafusos, ou qualquer outro meio de fixação. Caso a fixação seja feita através de rosca, pode ser adotada uma rosca inversa à rotação, na parte superior do elemento de conexão 3.
[0039] Adicionalmente, pode ser observado que as figuras 1a e 1b ilustram configurações opcionais ligeiramente diferentes entre si da invenção, no entanto, seus elementos essenciais são os mesmos. O elemento de limpeza 20 da figura 1a é do tipo disco, o que permite que seja utilizado para limpeza e polimento de superfícies planas. Já o elemento de limpeza 20 da figura 1b é do tipo cilindro o que permite que seja utilizado para limpeza e polimento de superfícies côncavas, por exemplo. Da mesma forma, os suportes 2 para os elementos de limpeza de ambas configurações varia, de acordo com o formato do elemento de limpeza 20.
[0040] As figuras 2a e 2b ilustram vistas em corte transversal de configurações de suporte 2 para o elemento de limpeza 20, relativos, respectivamente, às configurações ilustradas nas figuras 1a e 1b. Nessas figuras observa-se mais claramente que o suporte para o elemento de limpeza 20 compreende pelo menos um canal 21 que conecta o pelo menos um reservatório 11 de fluido de limpeza ao elemento de limpeza 20. Assim, fluido proveniente do reservatório 11 é direcionado para o elemento de limpeza 20, o que auxilia na remoção de sujeira e incrustações, por exemplo.
[0041] Opcionalmente, o pelo menos um canal 21 do suporte 2 para o elemento de limpeza 20 se ramifica de modo a descarregar fluido em diferentes pontos do elemento de limpeza 20, o que provê a limpeza de forma mais homogênea.
[0042] Com relação ao dispositivo de descarga de fluido 1 de limpeza, entende-se que a câmara de atuação 12 compreende meios para atuar o embolo 15, pressionando o fluido de limpeza contido no reservatório 11 de fluido de limpeza fazendo com que este flua através do pelo menos um canal 21 que conecta o pelo menos um reservatório 11 de fluido de limpeza ao elemento de limpeza 20. Assim, o fluido de limpeza flui através do pelo menos um canal 21, sendo descarregado no elemento de limpeza 20 através do suporte 2.
[0043] Opcionalmente, na câmara de atuação 12 é adotado um elemento elástico, como uma mola, como meio para atuar o embolo 13. Assim, a mola forneceria uma pressão substancialmente constante no liquido, o que assegura a descarga constante de fluido de limpeza.
[0044] No entanto, em operações subaquáticas em grandes profundidades, a pressão externa da água PMAR pode ser muito elevada. Nesses casos, em que o dispositivo de descarga de fluido 1 é um recipiente fechado, a pressão exercida pelo meio para atuar o embolo 13, no dispositivo de descarga de fluido 1, pode ser inferior à pressão externa, o que impossibilitaria a descarga do fluido de limpeza durante o uso. A figura 3a ilustra graficamente a situação descrita, em que a pressão exercida P1 não é suficiente para prover a descarga do fluido de limpeza.
[0045] De modo a permitir um melhor funcionamento da ferramenta, mesmo submetida a altas pressões, a invenção prevê que a pelo menos câmara de atuação 12, do dispositivo de descarga de fluido 1 de limpeza, seja dotada de um sistema de compensação de pressão, como ilustrado graficamente nas figuras 3b e 3c.
[0046] Na configuração ilustrada, a câmara de atuação 12 compreende aberturas 16 comunicando o interior da câmara de atuação 12 com o meio exterior, ou seja, permitem a entrada de água do mar, equalizando a pressão interna (na câmara de atuação 12) com a pressão externa(PMAR). Com isso, a pressão que o meio para atuar o embolo 13 precisa exercer para fazer com que fluido de limpeza seja descarregado, é reduzida.
[0047] A figura 4 ilustra uma vista da porção superior 14 da câmara de atuação 12 de acordo com uma configuração opcional da presente invenção. Nessa configuração, a câmara de atuação 12 compreende aberturas 16 que comunicam o interior da câmara com o exterior, o que possibilita a equalização das pressões no interior e exterior da mesma.
[0048] A figura 5 ilustra ainda uma possível configuração alternativa do sistema de compensação de pressão descrito, em que é provido um canal de equalização 17. Apesar de a figura ilustrar uma forma de concretização desse canal, entende-se que o mesmo é posicionado na câmara de atuação 12, em substituição às aberturas 16 ilustradas na figura 4.
[0049] De acordo com essa configuração, o canal de equalização 17 estende-se para o interior da câmara de atuação 12, de modo que é provido um elemento vedante móvel nesse canal. Assim, quando o dispositivo da invenção é colocado em uso, sob pressão externa elevada, o elemento vedante é movido pelo canal (para o interior) até que a pressão seja equalizada. Com essa configuração opcional, previne-se a entrada de água na câmara de atuação 12, o que pode ser uma vantagem se desejado.
[0050] Opcionalmente, o canal de equalização 17 compreende um limitador de movimentação do elemento vedante móvel para impedir que o mesmo seja inserido completamente na câmara de atuação 12, o que permitiria a entrada de água na câmara.
[0051] Opcionalmente, o sistema de compensação de pressão descrito pode ser aplicado em toda e qualquer câmara que faça parte do dispositivo ora descrito.
[0052] Opcionalmente, o elemento de limpeza 20 é do tipo esponja sintética abrasiva e possui diferentes diâmetros. No entanto, deve-se entender que outros tipos de elementos de limpeza podem ser adotados, fabricados em diferentes materiais e com diferentes formatos.
[0053] Da mesma forma, o elemento de limpeza 20 pode ser substituível, de modo que, após o desgaste do mesmo, ele pode ser trocado rapidamente, mantendo-se as demais partes do dispositivo como originais.
[0054] Como conhecido por qualquer técnico no assunto, o fluido de limpeza empregado pode ser qualquer fluido conhecido no estado da técnica, como por exemplo, mas não restrito a, fluídos detergentes, pastas abrasivas ou reagentes químicos diversos para auxílio na remoção de incrustações e oxidações.
[0055] Em configurações opcionais, o dispositivo de limpeza e polimento de conexões de equipamentos submarinos da presente invenção pode compreender um dispositivo para bloquear a saída de fluido de limpeza. Esse dispositivo pode ser adotado para evitar que fluido seja desperdiçado antes do uso. A atuação desse dispositivo pode ser diversa e não será discutido aqui.
[0056] Em adição, o dispositivo de limpeza e polimento de conexões de equipamentos submarinos ora descrito também pode compreender elementos amortecedores para minimizar choques durante o uso da ferramenta, o que asseguraria maior vida útil para a mesma. Da mesma forma, esse dispositivo não será discutido no presente pedido, mas entende-se que qualquer elemento amortecedor pode ser adotado.
[0057] Assim, fica claro que a invenção ora descrita soluciona de modo inédito os problemas do estado da técnica a que se propõe, a saber, prover um dispositivo de limpeza e polimento de conexões de equipamentos submarinos com umbilicais eletro-hidráulicos, que compreenda um mecanismo de dispersão de fluido de limpeza que assegure uma dispersão constante de fluido mesmo quando utilizado em grandes profundidades subaquáticas.

Claims (11)

1. Dispositivo de limpeza e polimento de conexões de equipamentos submarinos, compreendendo: um elemento de conexão (3) adaptado para ser conectado a um dispositivo gerador de torque; um dispositivo de descarga de fluido (1) de limpeza compreendendo pelo menos um reservatório (11) de fluido de limpeza; e um elemento de limpeza (20) conectado ao dispositivo de descarga (1) através de um suporte (2) para o elemento de limpeza (20), em que o suporte (2) para o elemento de limpeza (20) compreende pelo menos um canal (21) que conecta o pelo menos um reservatório (11) de fluido de limpeza ao elemento de limpeza (20) caracterizadopor: o dispositivo de descarga de fluido (1) de limpeza compreender um embolo (13), que compreende: pelo menos um reservatório (11) de fluido de limpeza; e pelo menos uma câmara de atuação (12), em que a pelo menos câmara de atuação (12) compreende um sistema de compensação de pressão.
2. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopor a conexão entre o elemento de conexão (3) e o dispositivo gerador de torque ser feita através de um de: rosca, e parafusos.
3. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado por o elemento de limpeza (20) ser do tipo disco.
4. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado por o elemento de limpeza (20) ser do tipo cilindro.
5. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizadopor o pelo menos um canal (21) do suporte (2) para o elemento de limpeza (20) compreender ramificações, em que essas ramificações são direcionadas a diferentes pontos do elemento de limpeza (20).
6. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizadopor a pelo menos uma câmara de atuação (12) compreender meios para atuar o embolo (15).
7. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 6, caracterizadopor meios para atuar o embolo (15) compreender um elemento elástico.
8. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado por a câmara de atuação (12) compreender aberturas (16) comunicando o interior da câmara de atuação (12) com o meio exterior.
9. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado por a câmara de atuação (12) compreender um canal de equalização (17) que se estende para o interior da câmara de atuação (12), em que é provido um elemento vedante móvel nesse canal.
10. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por o canal de equalização (17) compreender um limitador de movimentação do elemento vedante móvel adaptado para impedir que o mesmo seja inserido completamente na câmara de atuação (12).
11. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado por compreender um extensor (4) posicionado entre o elemento de limpeza (20) e o dispositivo de descarga de fluido (1) de limpeza.
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