BR102022005493A2

BR102022005493A2 - Coletor de detritos para capturar detritos que fluem em um fluxo de líquido e montagem de escorva para uma bomba

Info

Publication number: BR102022005493A2
Application number: BR102022005493-2A
Authority: BR
Inventors: Kai HAIME; Toni Heikkilä
Original assignee: Sulzer Management Ag
Priority date: 2021-04-16
Filing date: 2022-03-23
Publication date: 2022-10-25
Also published as: EP4074976A1; CN115217801A; US20220333616A1; US11649835B2

Abstract

A presente invenção refere-se a um coletor de detritos (40) para capturar os detritos que fluem em um fluxo de líquido, o coletor de detritos (40) que compreende: - um compartimento (42) que tem um espaço (44) dentro do compartimento (42); - um canal de entrada de fluido (46) em conexão com o espaço (44); - um canal de saída de fluido (48) em conexão com o espaço (44), o canal de saída de fluido (48) que compreende uma porta de saída de fluido (50); - um membro flutuante (52); - um meio de orientação (54) configurado para orientar o movimento do membro flutuante (52) à medida que o nível de líquido no espaço (44) muda quando em uso; - um batente (53) em conexão com a porta de saída de fluido (50) configurado para parar o movimento do membro flutuante (52) à medida que o nível de líquido no espaço (44) aumenta; - o orifício de saída de fluido (50) que, quando o membro flutuante (52) está contra o batente (53), é configurado para permanecer parcialmente aberto. A presente invenção refere-se também a uma montagem de escorva (10) que compreende o coletor de detritos (40).

Description

COLETOR DE DETRITOS PARA CAPTURAR DETRITOS QUE FLUEM EM UM FLUXO DE LÍQUIDO E MONTAGEM DE ESCORVA PARA UMA BOMBA

Campo Técnico

[0001] A presente invenção refere-se a um coletor de detritos para capturar os detritos que fluem em um fluxo de líquido e uma montagem de escorva para uma bomba centrífuga.

Técnica Anterior

[0002] A bomba é um equipamento mecânico que é necessário para elevar um fluido de nível baixo para nível alto ou para fluir o fluido da área de baixa pressão para a área de alta pressão. A escorva da bomba é o processo de remoção de ar da bomba e sua linha de sucção. A escorva não é necessária apenas quando a bomba é capaz de remover o ar e os gases de si ou as condições do layout são dispostas de modo que a bomba esteja sempre preenchida de maneira adequada com o líquido a ser bombeado.

[0003] No processo de escorva, a bomba está sendo preenchida com o líquido que está sendo bombeado e o líquido força todo o ar, gás ou vapor contido nas passagens da bomba a escapar.

[0004] É conhecido como tal escorvar de uma bomba com o uso de um ejetor ou uma bomba de jato. Por exemplo. o documento EP2481928A1 revela um ejetor em conjunto com uma bomba.

[0005] O documento EP 1024293 A2 apresenta um coletor de detritos para capturar os detritos que fluem em um fluxo de líquido, o coletor de detritos que compreende um compartimento com um espaço dentro do compartimento, um canal de entrada de fluido em conexão com o espaço, um canal de saída de fluido em conexão com o espaço, o canal de saída de fluido que compreende um orifício de saída de fluido, um membro flutuante disposto no espaço, um meio de orientação configurado para orientar o movimento do membro flutuante à medida que o nível de líquido no espaço muda quando em uso para capturar os detritos que fluem em um fluxo de fluido, e um batente em conexão com a porta de saída de fluido configurado para parar o movimento do membro flutuante à medida que o nível de líquido no espaço aumenta.

[0006] Um ejetor, ou uma bomba de jato, tem, no entanto, passagens substancialmente estreitas para o fluido a ser bombeado. Mesmo que o fluido de acionamento usado para operar a bomba de jato seja disposto de modo fácil para ser limpo o suficiente, o uso de uma bomba de jato operada, por exemplo, com ar pressurizado, em conexão com uma bomba configurada para bombear líquido que contém detritos, pode ser problemático. É bem provável que os detritos possam entrar na bomba de jato e obstruir as passagens estreitas, resultando em perturbação do seu funcionamento e falha na escorva da bomba. Da mesma forma, se a escorva for realizada com o uso de outro tipo de fonte de vácuo, a entrada de detritos na fonte de vácuo, pelo menos detritos de maior tamanho, é problemática.

[0007] Um objetivo da invenção é fornecer um coletor de detritos para capturar os detritos que fluem em um fluxo de líquido e uma montagem de escorva para uma bomba, por meio da qual a operação de uma bomba de jato de escorva é consideravelmente aprimorada em comparação com as soluções da técnica anterior.

Divulgação da Invenção

[0008] Os objetivos da invenção podem ser alcançados substancialmente como é divulgado nas reivindicações independentes e nas outras reivindicações que descrevem mais detalhes de diferentes modalidades da invenção.

[0009] Um coletor de detritos para capturar os detritos que fluem em um fluxo de líquido, o coletor de detritos compreende

[0010] - um compartimento que tem um espaço dentro do compartimento;

[0011] - um canal de entrada de fluido em conexão com o espaço;

[0012] - um canal de saída de fluido em conexão com o espaço, o canal de saída de fluido que compreende um orifício de saída de fluido;

[0013] - um membro flutuante disposto no espaço;

[0014] - um meio de orientação configurado para orientar o movimento do membro flutuante à medida que o nível de líquido no espaço muda quando em uso;

[0015] - um batente em conexão com a porta de saída de fluido configurada para parar o movimento do membro flutuante à medida que o nível de líquido no espaço aumenta;

[0016] - a porta de saída de fluido que, quando o membro flutuante está contra o batente, é configurada para permanecer parcialmente aberta e o membro flutuante, quando trazido contra o batente, forma um caminho de comunicação de fluido com área reduzida, o que restringe o tamanho dos detritos que podem fluir através da porta de saída.

[0017] Tal coletor de detritos minimiza o escape de detritos que flui em um fluxo de líquido e ainda causa apenas uma perda de pressão mínima quando usado em uma montagem de escorva para uma bomba centrífuga. O coletor de detritos serve, particularmente, para capturar os detritos que flutuam em um fluxo de líquido em uma montagem de escorva para uma bomba centrífuga. No início da escorva, o membro flutuante praticamente não afeta o vácuo de transmissão do canal de saída de fluido para o espaço do compartimento. Mas, quando o membro flutuante fica contra o batente, a porta de saída de fluido é configurada para permanecer parcialmente aberta e, enquanto estiver totalmente aberta, a área de fluxo de seção transversal da porta de saída de fluido corresponde à área do canal de saída de fluido. Quando o membro flutuante e a porta de saída de fluido ficam um com o outro, o tamanho dos detritos que podem fluir através da porta de saída é restrito, mesmo que a comunicação de fluxo esteja aberta e o vácuo ainda seja transmitido a partir do canal de saída de fluido para o espaço na habitação. Tal coletor de detritos minimiza o escape de detritos que flui em um fluxo de líquido e causa apenas uma perda de pressão mínima quando usado em uma montagem de escorva.

[0018] De acordo com uma modalidade da invenção, o membro flutuante, quando colocado contra o batente, forma um caminho de comunicação de fluido entre o membro flutuante e o orifício de saída de fluido que tem uma área de 5-90% da área do canal de saída de fluido. Tal coletor de detritos, além de minimizar o escape de detritos que flui em um fluxo de líquido e causar apenas uma perda de pressão mínima quando usado em uma montagem de escorva para uma bomba centrífuga, minimiza a possível aglomeração de detritos no coletor.

[0019] De acordo com uma modalidade da invenção, o membro flutuante, quando colocado contra o batente, forma um caminho de comunicação de fluido que cria uma diferença de pressão entre o espaço no compartimento e o canal de saída de fluido. A diferença de pressão pode ser utilizada para detectar o estado do processo de escorva, pois quando o membro flutuante está contra o batente, a escorva foi concluída.

[0020] De acordo com uma modalidade da invenção, o membro flutuante, quando colocado contra o batente, forma um caminho de comunicação de fluido entre o membro flutuante e o orifício de saída de fluido que compreende pelo menos dois caminhos de fluxo distintos. O fornecimento de vários caminhos de fluxo pequenos e separados para formar a comunicação de fluido possibilita a restrição do escape de detritos através do coletor, e ainda causa apenas uma perda de pressão mínima quando usado em uma montagem de escorva para uma bomba centrífuga. Por meio do caminho de fluxo distinto é possível determinar o tamanho dos detritos que são capturados pelo coletor e os problemas causados pelos detritos a uma fonte de vácuo podem ser minimizados.

[0021] De acordo com uma modalidade da invenção, pelo menos dois caminhos de fluxo distintos compreendem entalhes axiais dispostos em uma borda de entrada do orifício de saída de fluido. A disposição do caminho de fluxo por entalhes axiais abertos para baixo na borda da saída de fluido minimiza a possibilidade de aglomeração de detritos na porta de saída de fluido, uma vez que, após o espaço do compartimento do coletor de detritos ter esvaziado do líquido, o membro flutuante se afasta da saída de fluido e quaisquer detritos podem cair e ser carregados com o líquido.

[0022] Dependendo do caso, a diminuição da comunicação de fluido através do orifício de saída de fluido, quando o membro flutuante e o orifício de saída de fluido são colocados em efeito um com o outro, também pode ser realizada de modo que pelo menos dois caminhos de fluxo distintos compreendam orifícios dispostos para se estender de uma parede lateral do membro flutuante a uma parede de topo do lado.

[0023] De acordo com uma modalidade da invenção, pelo menos dois caminhos de fluxo distintos compreendem orifícios dispostos no canal de saída de fluido.

[0024] O meio de orientação é vantajosamente uma guia linear, que proporciona uma operação confiável e construção simples do coletor de detritos.

[0025] De acordo com uma modalidade da invenção, o meio de orientação compreende pelo menos três barras de orientação espaçadas em torno da saída entre as quais o membro flutuante é suportado de forma deslizante.

[0026] De acordo com uma modalidade da invenção, o meio de orientação é uma guia externa para o membro flutuante. Desta forma, a área de fluxo da porta de saída pode ser definida de forma eficaz.

[0027] De acordo com uma modalidade da invenção, o meio de orientação compreende um retentor acoplado a pelo menos três barras de orientação a uma distância da saída e o membro flutuante é disposto entre as barras de orientação e o retentor.

[0028] De acordo com uma modalidade da invenção, os meios de orientação compreendem extensões radiais, que se estendem a partir do membro flutuante em direção à parede interna do compartimento do coletor de detritos.

[0029] Montagem de escorva, de acordo com a invenção para uma bomba, cuja bomba compreende um lado de sucção e um lado de descarga, a montagem compreende uma fonte de vácuo conectada de forma controlada ao lado de sucção da bomba, e um coletor de detritos, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, em que o canal de saída de fluido do coletor de detritos está conectado entre a fonte de vácuo e o lado de sucção da bomba.

[0030] Montagem de escorva, de acordo com uma modalidade da invenção para uma bomba, cuja bomba compreende um lado de sucção e um lado de descarga, em que a fonte de vácuo compreende uma bomba de jato que tem:

[0031] - uma primeira entrada para o fluido de escorva para conectar a montagem a um lado de sucção da bomba;

[0032] - uma segunda entrada para fluido de acionamento para conectar a montagem à fonte de fluido de acionamento pressurizado; e

[0033] - uma saída para descarregar o fluido de escorva e o fluido de acionamento da bomba de jato; e

[0034] - um coletor de detritos, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1-12, caracterizado pelo fato de que o canal de saída de fluido do coletor de detritos está conectado à primeira entrada da bomba de jato.

[0035] A montagem de escorva é particularmente vantajosa para uso na escorva de uma bomba centrífuga.

[0036] A presente invenção fornece também um efeito vantajoso a seguir quando se utiliza o ar como fluido de acionamento. Quando o caminho de comunicação do fluido com área reduzida, que é formado quando o membro flutuante é levado contra o batente, é dimensionado de maneira adequada, é possível evitar que uma quantidade excessiva de líquido entre na garganta da bomba de jato. Desta forma, uma garganta da bomba de jato não será obstruída pelo líquido, nem mesmo temporariamente. Se a garganta ficar obstruída, o fluido de acionamento, que é o ar, irá entrar no lado de sucção da bomba através do coletor de detritos. Isto é particularmente indesejável em termos de operação da bomba quando o fluido de trabalho é o ar comprimido.

[0037] Neste pedido, a palavra vácuo não deve ser entendida como um vácuo absoluto, como um espaço desprovido de matéria, mas apenas um vácuo parcial a um nível adequado, proporcionando o efeito técnico necessário no sentido da presente invenção.

[0038] As modalidades de exemplo da invenção apresentadas neste pedido de patente não devem ser interpretadas para impor limitações à aplicabilidade das reivindicações anexas. O verbo “compreender” é usado neste pedido de patente como uma limitação aberta que não exclui a existência de recursos também não citados. As características citadas nas reivindicações dependentes são mutuamente combináveis, salvo indicação em contrário. As novas características que são consideradas como características da invenção são apresentadas em particular nas reivindicações anexas.

Breve Descrição dos Desenhos

[0039] A seguir, a invenção será descrita com referência aos desenhos esquemáticos exemplificativos em anexo, nos quais

[0040] A figura 1 ilustra uma montagem de escorva para uma bomba, de acordo com uma modalidade da invenção;

[0041] a figura 2 ilustra um coletor de detritos da figura 1 durante o processo de escorva;

[0042] a figura 3 ilustra um coletor de detritos, de acordo com outra modalidade da invenção,

[0043] a figura 4 ilustra um coletor de detritos da figura 3 durante o processo de escorva;

[0044] a figura 5 ilustra um coletor de detritos, de acordo com ainda outra modalidade da invenção,

[0045] a figura 6 ilustra um coletor de detritos, de acordo com ainda outra modalidade da invenção;

[0046] a figura 7 ilustra um coletor de detritos, de acordo com ainda outra modalidade da invenção;

[0047] a figura 8 ilustra uma montagem de escorva para uma bomba, de acordo com outra modalidade da invenção; e

[0048] a figura 9 ilustra um coletor de detritos, de acordo com outra modalidade da invenção.

Descrição Detalhada dos Desenhos

[0049] A figura 1 representa de maneira esquemática uma montagem de escorva 10 para uma bomba 12. Uma bomba centrífuga é um tipo de bomba que requer escorva para iniciar o processo de bombeamento. Em condições normais, as bombas centrífugas comuns são incapazes de evacuar o ar a partir de uma linha de entrada que leva a um nível de superfície de líquido 14 de armazenamento de líquido 15 que está verticalmente abaixo da bomba 12. A bomba tem um lado de sucção 16 e lado de descarga 18, mais particularmente, a bomba é dotada de um tubo de sucção 20 e um tubo de descarga 22 que estão conectados à bomba 12. O tubo de descarga 22 é dotado de uma válvula de descarga 24. A montagem de escorva compreende ainda uma bomba de jato 26 que está disposta verticalmente acima a bomba centrífuga 12. A bomba de jato 26, muitas vezes chamada também de ejetor, é conhecida como tal por um versado na técnica. Em um ejetor, um fluido de acionamento flui através de um bocal de jato 58 para um tubo que primeiro se estreita e depois se expande na área de seção transversal, que é referida como garganta 56. O fluido de acionamento de alta velocidade se mistura com o líquido que é aspirado pelo vácuo criado pelo ejetor. A força do vácuo produzido depende da velocidade do fluido de acionamento e do formato do jato de fluido e do formato da garganta e seções de mistura a jusante da garganta 56. A bomba de jato é um dispositivo muito compacto em tamanho e não tem partes móveis e é, portanto, vantajoso para a finalidade de escorva da bomba 12.

[0050] A bomba de jato 26 compreende uma primeira entrada 28 para o líquido de escorva. A montagem de escorva 10 compreende um conduíte de escorva 27 que conecta o lado de sucção 16 das bombas 16 à primeira entrada 28. Há uma primeira válvula de controle 29 disposta no conduíte de escorva 27 conectada à primeira entrada 28. A primeira entrada é assim conectada ao lado de sucção 16 da bomba 12. A conexão ao lado de sucção significa que a conexão real é fornecida ao tubo de sucção 20 ou à própria bomba 12 em um local em que o compartimento do impulsor será preenchido com líquido quando a bomba de jato for operada durante o processo de escorvamento. A bomba de jato 26 compreende ainda uma segunda entrada 30 para o fluido de acionamento. A segunda entrada 30 para o fluido de acionamento está conectada à fonte de fluido de acionamento pressurizado 32 por meio de um tubo de alimentação 33. Há uma segunda válvula de controle 31 conectada à segunda entrada 30. Nesta conexão, o fluido de acionamento é, vantajosamente, o ar pressurizado, e a fonte de fluido de acionamento pressurizado é uma fonte de ar pressurizado. A bomba de jato 26 compreende ainda uma saída 34 para descarregar o líquido de escorva e o fluido de acionamento da bomba de jato 26. A saída 34 é, vantajosamente, conectada ao armazenamento de líquido 15.

[0051] A montagem de escorva compreende ainda um coletor de detritos 40 disposto no conduíte de escorva 27 entre o tubo de sucção 20 e a bomba de jato 26. Aqui o conduíte de escorva 27 é acoplado ao local mais alto do tubo de sucção 20. O coletor de detritos 40 é dispostos para capturar os detritos que fluem em um fluxo de líquido de escorva em direção à bomba de jato 26. O coletor de detritos 40 está posicionado a um nível vertical acima do eixo da bomba, vantajosamente, acima do impulsor da bomba 12. A primeira válvula de controle 29 está entre os detritos o coletor de detritos 40 e a bomba de jato 26 na figura 1, mas o coletor de detritos 40 pode ser disposto também entre a primeira válvula de controle e o coletor de detritos 40. Por meio do coletor de detritos 40, é assegurado que a bomba de jato não ficará entupida. A figura 1 mostra um coletor de detritos 40 de uma maneira extremamente exemplar para fins de compreensão das funções principais do coletor de detritos 40. O coletor de detritos 40 compreende um compartimento 42 no qual um espaço 44 está disposto dentro do compartimento. O compartimento é dotado de um canal de entrada de líquido 46 em conexão com o espaço 44 O conduíte de escorva 27 conectado ao canal de entrada de fluido 46. Há um canal de saída de fluido 48 disposto na parte superior do compartimento 42, em conexão com o espaço 44. O canal de saída de fluido 48 compreende uma porta de saída de fluido 50 que fornece comunicação de fluido entre o espaço 44 e o canal de saída de fluido 48.

[0052] Há um membro flutuante 52 disposto no espaço 44 do compartimento 42. O coletor de detritos 40 é ainda dotado de um meio de orientação 54 no espaço 44. O meio de orientação 54 compreende guias lineares, tais como barras, dispostas para se estender de modo vertical em torno do meio de orientação 54. O meio de orientação 54 é externo ao membro flutuante 52. O coletor de detritos 40 é dotado de um batente 53 disposto no espaço 44 em uma extremidade superior do meio de orientação 54. O batente 53 está em conexão com o orifício de saída de fluido 28 e é configurado para parar o movimento do membro flutuante, à medida que o nível de líquido no espaço aumenta no espaço 44, antes que o orifício de saída de fluido feche totalmente. O membro flutuante 52 nas figuras 1 e 2 é uma esfera esférica com um topo inclinado independente da sua posição. O membro flutuante 52 está disposto para ser guiado pelos meios de orientação 54 para contato operacional, e a partir do contato operacional, com a porta de saída de fluido 50 à medida que o nível de líquido no espaço 44 muda verticalmente quando em uso para capturar os detritos que fluem em um fluxo de líquido durante a operação de escorva da montagem 10. O membro flutuante 52, o meio de orientação 54 e a porta de saída de fluido 50 juntos controlam a comunicação de fluido do espaço 44 para o canal de saída de fluido 48 do coletor de detritos 40. O membro flutuante 52 e o orifício de saída de fluido 50, quando o membro flutuante, mais particularmente sua extremidade superior, é trazido contra o batente 53, diminuem a área de fluxo de seção transversal efetiva de comunicação de fluido através do orifício de saída de fluido, que é assim configurado para permanecer parcialmente aberto, quando o membro flutuante 52 está contra o batente 53. Dependendo do caso prático, a porta de saída de fluido é diminuída de modo a ter uma área de 5 a 90% da área do canal de saída de fluido, mas não feche totalmente a conexão de fluxo do espaço 44 para o canal de saída de fluido 48.

[0053] Quando o membro flutuante 52 está contra o batente 53, a comunicação de fluxo através do orifício de saída permanece parcialmente aberta com área restrita e, portanto, o tamanho dos detritos que podem fluir através do orifício de saída 50 é restrito, mesmo que a comunicação de fluxo esteja aberta e o vácuo seja ainda transmitido do canal de saída de fluido 48 para o espaço 44.

[0054] A montagem de escorva 10 funciona da seguinte maneira, aplicável a todas as modalidades do coletor de detritos. Após a bomba 12 ter sido parada e esvaziada do líquido bombeado, isto é, a bomba é enchida com ar. Quando se deseja que a bomba seja iniciada, as etapas de escorva são executadas da seguinte maneira. Primeiro, a válvula de descarga 24 é fechada separando o tubo de descarga 22 da bomba 12. Em seguida, a segunda válvula de controle 31 é aberta que conecta a fonte de ar pressurizado à bomba de jato 26. O ar pressurizado é conduzido para a bomba de jato 26 e para fora através da saída 34. A primeira válvula de controle 29 está agora aberta. Isso inicia a operação da bomba de jato. O vácuo é gerado para a primeira entrada 28 da bomba de jato e o líquido começa a subir do armazenamento de líquido 15 para o tubo de sucção 20. Depois que a bomba de jato estiver operando por um tempo, a superfície do líquido sobe até a coletor de detritos 40 e o nível de líquido é assim tão alto que a carcaça da bomba também é preenchida com o líquido. O nível adequado do líquido pode ser detectado no coletor de detritos. Agora, a bomba 12 pode ser iniciada e a válvula de descarga 24 aberta. A primeira válvula 29 da bomba de jato pode agora ser fechada e, além disso, a introdução do ar pressurizado pode ser interrompida.

[0055] A montagem de escorva é vantajosa para o uso em aplicações práticas em que o líquido, como água, contém pequenos detritos nele, em que a coletor de detritos é configurado particularmente para capturar os detritos flutuando em um fluxo de líquido. Ao escorvar uma bomba, os detritos mais problemáticos são os detritos flutuantes que não experimentam uma força de gravidade substancialmente maior do que a flutuabilidade causada pelo líquido. Os detritos flutuantes podem estar flutuando na superfície do líquido ou podem ser parcial ou totalmente submersos no líquido.

[0056] Tais aplicações em que o líquido contém pequenos detritos podem ser encontradas, por exemplo, na indústria florestal e processos de tratamento de resíduos, apenas para citar alguns. Na figura 2, que mostra um coletor de detritos 40 da figura 1 durante o processo de escorva, o nível de líquido subiu até o coletor de detritos 40 ficar sob efeito da subpressão criada pela bomba de jato 26. O membro flutuante 52 foi movido para cima a partir de sua posição inferior (a posição mais baixa mostrada na figura 1), onde o fluxo de ar para o canal de saída de fluido 48 é praticamente não afetado pelo membro flutuante 52, sob a orientação do meio de orientação 54 para a sua posição superior (a posição mostrado na figura 2), onde o membro flutuante 52 e a porta de saída de fluido 50 são acionados um com o outro. O membro flutuante fica contra o batente 53. Nesta modalidade, o orifício de saída de fluido 50 se reduz a uma fenda estreita formada entre o membro flutuante 52 e a extremidade do canal de saída de fluido 48. Esta modalidade impede a entrada de detritos substancialmente compactos na bomba de jato, mas pode permitir o escape de detritos substancialmente alongados que têm sua dimensão diagonal menor que a fenda. O membro flutuante 52 tem uma flutuabilidade predeterminada no líquido em questão, de modo que seu ponto mais alto se eleva acima do nível do líquido 60 quando flutua livremente. A altura real do membro flutuante 52 acima do nível do líquido é determinada pelo conhecimento ou avaliação da quantidade e/ou qualidade, tal como tamanho, dos detritos presentes no líquido. Vantajosamente, a flutuação é configurada para se estender mais de 5 mm acima da superfície do líquido 60. Tipicamente, o membro flutuante 52, que tem um comprimento axial na direção de seu movimento guiado no espaço, tem uma parte inferior a 50% de seu comprimento axial acima da superfície do líquido.

[0057] Como primeira medida, uma vez que o membro flutuante se estende acima do nível da superfície do líquido da superfície, o membro flutuante é guiado pelos meios de orientação 54 para se mover para a frente da porta de saída de fluido 50 antes do líquido ascendente. Isso por si só diminui a possibilidade de detritos maiores escaparem através do orifício de saída de fluido 50. Como medida seguinte, uma vez que o membro flutuante 52 é guiado pelo meio de orientação 54 para se mover em direção ao orifício de saída de fluido 50, sem fechar totalmente a comunicação de fluido através da porta de saída de fluido 50, a bomba de jato ainda afeta o espaço 44 do coletor de detritos 40 e o conduíte de escorva 27, mantendo o líquido no conduíte de escorva 27, tubo de sucção 20 e carcaça da bomba 12. Esta posição é mostrada na figura 2. Aqui, o membro flutuante 52 e o orifício de saída de fluido 50, quando colocados em contato ou em efeito um com o outro, formam um caminho de comunicação de fluido que tem uma área reduzida para uma comunicação de fluido. A área é determinada como tal que quaisquer detritos que possivelmente escapam têm tamanho tão pequeno que não obstruem a bomba de jato 26.

[0058] Mesmo que um membro flutuante esférico, como mostrado nas figuras 1 e 2, possa operar adequadamente em algumas aplicações práticas, para certos tipos de detritos, a figura 3 mostra outra modalidade, que é uma forma melhorada do coletor de detritos 40 das figuras 1 e 2. O coletor de detritos 40 mostrado na figura 3 é instalado na montagem de escorva de maneira semelhante ao mostrado na figura 1. Ele também funciona de maneira correspondente. Mais particularmente, o coletor de detritos 40 compreende um compartimento tubular 42 com um espaço 44 dentro do compartimento. O compartimento é formado por uma parte tubular 42.1 que é dotada de uma placa de extremidade 42.2 numa extremidade superior da parte tubular 42.1. A placa de extremidade 42.2 tem uma saída de fluido 48 disposta coaxialmente com a parte tubular 42.1.

[0059] O compartimento é dotado de um canal de entrada de líquido 46 que é formado por um primeiro flange 42.3. O primeiro flange é conectado de maneira rígida à parte tubular 42.1. A parte tubular 42.1 e o primeiro flange 42.3 têm diâmetro interno substancialmente igual formando um espaço cilíndrico 44 no compartimento 42. O canal de saída de fluido 48 é um tubo que é disposto estendido através da placa de extremidade 42.2 no espaço 44. O canal de saída de fluido 48 tem diâmetro menor do que a parte tubular 42.1, de modo que um espaço anular é formado entre o canal de saída de fluido 48. O canal de saída de fluido 48 compreende uma porta de saída de fluido 50 que fornece comunicação de fluido entre o espaço 44 e o canal de saída de fluido 48. O canal de saída de fluido compreende ainda um flange 42.4 em sua extremidade superior, sendo montado rotativamente em relação ao canal de saída 48. A estrutura de compartimento mostrada na figura 3 pode ser dotada de um membro flutuante 52 mostrado nas figuras 1 e 2.

[0060] Além disso, na forma aprimorada do coletor de detritos, há um membro flutuante 52 disposto no espaço 44 do compartimento 42, que está disposto para se mover verticalmente sob o controle do meio de orientação 54 no espaço 44. O membro flutuante é substancialmente cilíndrico que tem um recesso de iluminação 52.1 na sua parte inferior, que é a extremidade oposta àquela configurada para cooperar com o batente 53. Por meio do recesso de iluminação 52.1 é possível ajustar e definir a altura do membro flutuante 52 acima da superfície do líquido, enquanto o comprimento axial da sua parede lateral fornece uma orientação adequada dos meios de orientação. Os meios de orientação compreendem barras lineares 54 dispostas para se estenderem de modo vertical para baixo a partir da placa de extremidade 42.2. Cada barra de orientação 54 é fixa à superfície inferior da placa de extremidade 42.2 de maneira uniforme em torno da saída de fluido 48. A extremidade inferior da montagem formado de barras de orientação, que também pode ser referida como uma caixa, tem um anel de retenção 55 em sua extremidade inferior. As barras de orientação 54 formam uma guia externa para o membro flutuante 52. O anel retentor 55 tem uma abertura em sua área central para aumentar a área de fluxo no espaço 44 na localização axial do anel retentor 55. O anel retentor 55 mantém o membro flutuante 52 dentro da caixa. A figura 3 mostra quatro barras de orientação 54, mas mesmo três barras de orientação espaçadas resultam em orientação adequada para um membro flutuante cilíndrico 52 e, portanto, as quatro barras de orientação apresentadas podem ser substituídas por uma configuração de três barras de orientação.

[0061] O membro flutuante 52 está disposto para ser guiado pelas barras de orientação 54 em contato e a partir do contato com a porta de saída de fluido 50 à medida que o nível de líquido no espaço 44 muda verticalmente quando em uso para capturar os detritos que fluem em um fluxo de líquido durante a operação de escorva da montagem 10. A extremidade do canal de saída de fluido 48 também é o batente 53 para o movimento ascendente do membro flutuante 52. O orifício de saída de fluido 50 compreende vários entalhes que se estendem axialmente 50.1 dispostos na borda de entrada do fluido canal de saída 48. Desta forma, o orifício de saída, quando o membro flutuante 52 está contra o batente 53, compreende vários caminhos de fluxo separados ou distintos. Aqui, as extremidades distais dos entalhes formam o batente 53. O membro flutuante 52, o meio de orientação 54 e os entalhes 50.1 da porta de saída de fluido 50 controlam juntos a comunicação de fluido do espaço 44 para o canal de saída de fluido 48 do coletor de detritos 40. Agora, os entalhes têm uma profundidade axial que é substancialmente igual à sua largura. Desta forma, a modalidade evita o escape de detritos substancialmente compactos e, além disso, evita o escape eficiente de detritos substancialmente alongados que têm a sua dimensão diagonal menor do que a fenda.

[0062] Na figura 4, o nível de líquido subiu até o coletor de detritos 40 estar sob efeito da subpressão criada pela bomba de jato 26. O membro flutuante 52 se moveu para cima a partir de sua posição mais baixa (a situação na figura 3), onde o fluxo de ar para o canal de saída de fluido 48 não é afetado pelo membro flutuante 52, sob guia do meio de orientação 54 para sua posição mais alta (a situação na figura 4), onde o membro flutuante 52 e o orifício de saída de fluido 50 são trazidos para dentro efeito entre si. O membro flutuante tem uma flutuabilidade predeterminada no líquido em questão, de modo que o ponto mais alto se eleva acima do nível do líquido 60. A altura real do membro flutuante 52 acima do nível do líquido é determinada pelo conhecimento ou avaliação da quantidade e/ou qualidade, como o tamanho, dos detritos presentes no líquido. Vantajosamente, a flutuação é configurada para mais de 5 mm acima da superfície do líquido 60.

[0063] O membro flutuante 52, quando o membro flutuante é trazido contra o batente 53, diminui uma comunicação de fluido através da porta de saída de fluido de modo que os entalhes separados tenham uma área comum de 5 a 90% da área do canal de saída de fluido, mas não fechem totalmente a conexão de fluxo do espaço 44 para o canal de saída de fluido 48.

[0064] Além disso, na modalidade das figuras 3 e 4, o membro flutuante se estende acima do nível da superfície líquida da superfície, quando flutua livremente, e o membro flutuante é guiado pelos meios de orientação 54 para se mover para a frente da porta de saída de fluido 50 antes que o líquido ascendente possa alcançar a porta de saída 50. Isso por si só diminui a possibilidade de detritos maiores escaparem através da porta de saída de fluido 50. Como medida seguinte, uma vez que o membro flutuante 52 é guiado pelas barras de orientação 54 para se mover contra o batente, sem fechar totalmente a comunicação de fluido através da porta de saída de fluido 50, a bomba de jato ainda afeta o espaço 44 do coletor de detritos 40 e o conduíte de escorva 27, mantendo o líquido alto no conduíte de escorva 27, no tubo de sucção 20 e no compartimento da bomba 12. Essa posição é mostrada na figura 4, onde o membro flutuante 52 e o orifício de saída de fluido 50, quando colocados um em frente ao outro, formam um caminho de comunicação de fluido que tem uma área para uma comunicação de fluido. Nas figuras 3 e 4, o membro flutuante 52, quando colocado contra o batente 53, forma um caminho de comunicação de fluido que compreende pelo menos dois caminhos de fluxo distintos. Os caminhos de fluxo distintos são formados pelos entalhes na borda do canal de saída de fluido 48. A área de cada caminho de fluxo distinto é determinada de modo que quaisquer detritos que possivelmente escapam têm tamanho tão pequeno que não obstruem a bomba de jato 26. Na prática, isso pode ser alcançado, por exemplo, de modo que a área de cada caminho de fluxo distinto é menor que a área da garganta da bomba de jato.

[0065] A figura 5 mostra outra modalidade que é semelhante àquela das figuras 3 e 4, exceto que, em vez dos entalhes, o canal de saída 48 é dotado de orifícios 50.2, de preferência, orifícios redondos, dispostos perto da borda do canal 48. Os orifícios são dispostos a uma pequena distância da borda que é menor que o diâmetro dos furos. Em alternativa ou adicionalmente a outra modalidade que resulta na diminuição da área do orifício de comunicação de fluido 50 quando o membro flutuante 52 e o orifício de saída de fluido 50 são colocados em efeito um com o outro, a figura 5 descreve os orifícios 52.2 dispostos para se estenderem a partir de uma parede lateral do membro flutuante a uma parede de topo do membro flutuante, formando pelo menos dois caminhos de fluxo distintos no orifício de comunicação de fluido. A área de cada caminho de fluxo distinto, ou seja, os orifícios, é determinada de modo que quaisquer detritos que possivelmente escapam têm tamanho tão pequeno que não obstruem a bomba de jato 26.

[0066] A figura 6 mostra outra modalidade que é semelhante àquela das figuras 3 e 4, exceto que em vez dos entalhes estarem dispostos no canal de saída 48, o membro flutuante 52 é dotado de fendas radiais 52.3 na sua extremidade superior. As fendas se estendem a partir da parede lateral do membro flutuante 52 até ao seu centro. A extremidade superior pode ser inclinada para melhorar a remoção de detritos do topo do membro flutuante 52. Também nas outras modalidades descritas, o topo do membro flutuante pode ser inclinado ou cônico.

[0067] A figura 7 mostra ainda outra modalidade que é de outro modo semelhante àquela da figura 3 e 4, exceto que o meio de orientação 54 está integrado no membro flutuante 52 substituindo as barras de orientação. Os meios de orientação compreendem extensões radiais, que se estendem a partir do membro flutuante 52 em direção à parede interna do compartimento 42 do coletor de detritos 40. A extensão radial tem uma superfície de orientação 54.1 paralela à superfície interna do espaço 44 do compartimento 42. A superfície de orientação 54.1 pode ser composta por bordas externas de várias extensões separadas. O meio de orientação também pode compreender uma manga (não mostrada) disposta contra a superfície interna do espaço 44 conectada com suportes radiais ao membro flutuante 52. Também é possível dispor o meio flutuante 52 de modo que seu diâmetro seja tão grande que leva sua orientação diretamente da superfície interna do espaço 44 e dotada de fluxo axial através de canais com área adequada radialmente fora da região do canal de saída de fluido 48.

[0068] A figura 8 descreve de maneira esquemática uma montagem de escorva 10 para uma bomba 12. Uma bomba centrífuga é um tipo de bomba que requer escorva para iniciar o processo de bombeamento. Em condições normais, as bombas centrífugas comuns são incapazes de evacuar o ar de uma linha de entrada que leva a um nível de superfície de líquido 14 de armazenamento de líquido 15 que está verticalmente abaixo da bomba 12. A bomba tem um lado de sucção 16 e um lado de descarga 18, mais particularmente, a bomba é dotada de um tubo de sucção 20 e um tubo de descarga 22 que estão conectados à bomba 12. O tubo de descarga 22 é dotado de uma válvula de descarga 24. A montagem de escorva compreende ainda uma fonte de vácuo 11. A fonte de vácuo pode ser, por exemplo, um ejetor, uma bomba de vácuo, um soprador ou mesmo um sistema de vácuo geral, como um sistema de vácuo de máquina de papel. A fonte de vácuo 11 é conectada ao lado de sucção 16 da bomba 12. A conexão ao lado de sucção significa que a conexão real é fornecida ao tubo de sucção 20 ou à própria bomba 12 em um local onde o compartimento do impulsor será preenchido com líquido quando a fonte de vácuo está em conexão de fluxo, controlada por uma válvula 29, com o lado de sucção da bomba.

[0069] A montagem de escorva compreende ainda um coletor de detritos 40 disposto no conduíte de escorva 27 entre o tubo de sucção 20 e a fonte de vácuo 11. Aqui o conduíte de escorva 27 é acoplado ao local mais alto do tubo de sucção 20. O coletor de detritos 40 está disposto para capturar os detritos que fluem em um fluxo de líquido de escorva em direção à bomba de jato 26. O coletor de detritos 40 está posicionado a um nível vertical acima do eixo da bomba, vantajosamente acima do impulsor da bomba 12. A primeira válvula de controle 29 está entre o coletor de detritos 40 e a fonte de vácuo 11. Por meio do coletor de detritos 40, é assegurado que apenas possivelmente detritos de tamanho limitado possam seguir em direção à fonte de vácuo 11. A figura 8 mostra um coletor de detritos 40 de maneira extremamente exemplar para fins de compreender as principais funções do coletor 40, e pode ser construído de acordo com qualquer uma das modalidades do coletor de detritos aqui descrita e modificada dentro das habilidades de uma pessoa versada na técnica.

[0070] A figura 9 revela uma modalidade desenvolvida adicionalmente da invenção. O coletor de detritos 40 mostrado na figura 9 é instalado na montagem de escorva de maneira semelhante à mostrada na figura 1. De resto, é semelhante à modalidade mostrada na figura 3, mas incluindo meios para determinar uma posição 80 do membro flutuante 52 no compartimento 42. Os meios para determinar uma posição 80 do membro flutuante são utilizados para detectar o nível do líquido na montagem de escorva 10 de modo que o estado de escorva é reconhecido de forma confiável. Os meios para determinar a posição 80 do membro flutuante compreendem pelo menos um primeiro sensor 82 que detecta o estado em que o membro flutuante 52 está contra o batente 53. Pode haver, opcionalmente, um segundo sensor 84 que detecta o estado em que o membro flutuante 52 está desligado do batente 53, em outras palavras, não está contra o batente. O tipo de sensor de proximidade pode ser selecionado conforme exigido pela solução prática e pode ser, por exemplo, do tipo capacitivo, magnético, radar ou sonar, apenas para mencionar alguns tipos viáveis de tais sensores. Os meios para determinar a posição 80 do membro flutuante podem compreender também uma unidade de controle eletrônico dedicada 86 para processar os sinais fornecidos pelo sensor ou pelos sensores em uma forma mais utilizável, se desejado. Quando o nível do líquido é determinado de forma confiável, a função da montagem de escorva 10 é mais eficiente porque o atraso desnecessário entre a partida da bomba de jato e a partida da bomba é evitado. Os meios para determinar a posição 80 do membro flutuante podem ser dispostos em praticamente qualquer modalidade, independente do projeto real do membro flutuante 40.

[0071] Embora a invenção tenha sido descrita neste documento por meio de exemplos em conexão com o que são, no momento, consideradas as modalidades mais preferidas, deve-se entender que a invenção não se limita às modalidades divulgadas, mas se destina a abranger várias combinações ou modificações de suas características e várias outras aplicações incluídas no escopo da invenção, conforme definido nas reivindicações anexas. Os detalhes mencionados em relação a qualquer modalidade acima podem ser usados em conexão com outra modalidade quando tal combinação for tecnicamente viável.

Claims

Coletor de detritos (40) para capturar os detritos que fluem em um fluxo de líquido, caracterizado pelo fato de que o coletor de detritos (40) compreende:
- - um compartimento (42) que tem um espaço (44) dentro do compartimento (42);
- - um canal de entrada de fluido (46) em conexão com o espaço (44);
- - um canal de saída de fluido (48) em conexão com o espaço (44), o canal de saída de fluido (48) que compreende uma porta de saída de fluido (50);
- - um membro flutuante (52);
- - um meio de orientação (54) configurado para orientar o movimento do membro flutuante (52) à medida que o nível de líquido no espaço (44) muda quando em uso;
- -um batente (53) em conexão com a porta de saída de fluido (50) configurado para parar o movimento do membro flutuante (52) à medida que o nível de líquido no espaço (44) aumenta;
em que
- - o orifício de saída de fluido (50) que, quando o membro flutuante (52) está contra o batente (53), é configurado para permanecer parcialmente aberto e o membro flutuante (52), quando trazido contra o batente (53), forma um caminho de comunicação de fluido com área reduzida, que restringe o tamanho dos detritos que podem fluir pela porta de saída (50).
Coletor de detritos (40), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o membro flutuante (52), quando colocado contra o batente (53), forma um caminho de comunicação de fluido entre o membro flutuante (52) e o orifício de saída de fluido (50), que tem uma área de 5-90% da área do canal de saída de fluido (48).
Coletor de detritos (40) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o membro flutuante (52), quando fica contra o batente (53), forma um caminho de comunicação de fluido que cria uma diferença de pressão entre o espaço (44) no compartimento (42) e o canal de saída de fluido (48).
Coletor de detritos (40), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o membro flutuante (52), quando fica contra o batente (53), forma um caminho de comunicação de fluido entre o membro flutuante (52) e o orifício de saída de fluido (50) que compreende pelo menos dois caminhos de fluxo distintos.
Coletor de detritos (40), de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que pelo menos dois caminhos de fluxo distintos compreendem entalhes axiais (50.1) dispostos em uma borda de entrada do orifício de saída de fluido (50).
Coletor de detritos (40), de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que pelo menos dois caminhos de fluxo distintos compreendem orifícios dispostos para se estender a partir de uma parede lateral do membro flutuante (52) até uma parede de topo lateral.
Coletor de detritos (40), de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que pelo menos dois caminhos de fluxo distintos compreendem orifícios dispostos no canal de saída de fluido (48).
Coletor de detritos (40), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o meio de orientação (54) é um guia linear.
Coletor de detritos (40), de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o meio de orientação (54) compreender pelo menos três espaços de barras de orientação (44) em torno da saída entre a qual o membro flutuante (52) é suportado de forma deslizante.
Coletor de detritos (40), de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o meio de orientação (54) compreende um retentor acoplado a pelo menos três barras de orientação a uma distância da saída e o membro flutuante (52) é disposto entre as barras de orientação e o retentor.
Coletor de detritos (40) de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que os meios de orientação (54) compreendem extensões radiais, que se estendem a partir do membro flutuante (52) em direção à parede interna do compartimento (42) do coletor de detritos (40).
Montagem de escorva (10) para uma bomba centrífuga (12), cuja bomba compreende um lado de sucção (16) e um lado de descarga (18) e, caracterizada pelo fato de que compreende
uma fonte de vácuo (11) conectada de forma controlada ao lado de sucção (16) da bomba (12); como definido em qualquer uma das reivindicações anteriores 1 a 11, em que o coletor de detritos (40) está conectado entre a fonte de vácuo (11) e o lado de sucção (16) da bomba (12).
Montagem de escorva (10) para uma bomba, de acordo com a reivindicação 12, caracterizada pelo fato de que a fonte de vácuo (11) compreende
uma bomba de jato (16) que tem
uma primeira entrada (28) para o fluido de escorva para conectar a montagem a um lado de sucção (16) da bomba (12),
uma segunda entrada (30) para fluido de acionamento para conectar a montagem à fonte de fluido de acionamento pressurizado (32) e
uma saída (34) para descarregar o fluido de escorva e o fluido de acionamento da bomba de jato (10), e
um coletor de detritos (40), como definido em qualquer uma das reivindicações anteriores 1 a 12, em que o canal de saída de fluido (48) do coletor de detritos (40) está conectado à primeira entrada da bomba de jato.
Montagem de escorva (10) para uma bomba, de acordo com a reivindicação 13, caracterizada pelo fato de que o membro flutuante (52), quando colocado contra o batente (53), forma um caminho de comunicação de fluido com área reduzida, que tem vários caminhos de fluxo distintos, em que uma área de cada caminho de fluxo distinto é menor que a área da garganta da bomba de jato.