BR112012027011B1

BR112012027011B1 - método de funcionamento de hidrociclone, sistema de controle de estabilidade para um hidrociclone

Info

Publication number: BR112012027011B1
Application number: BR112012027011-7A
Authority: BR
Inventors: Eduardo Francisco Olivares Castro
Original assignee: Vulco S.A
Priority date: 2010-04-23
Filing date: 2011-04-19
Publication date: 2020-11-03
Also published as: CL2012002960A1; ES2550211T3; EP2560768B1; EP2957345B1; EA032107B1; BR112012027011A8; PE20130924A1; CN102947006B; EP2957345A1; PT2957345T; US20160214120A1; AU2011242398B2; EP2560768A4; US8951418B2; ES2616739T3; CN105057127B; CN102947006A; CA2796100C; PL2560768T3; WO2011130783A1

Abstract

MÉTODO DE FUNCIONAMENTO DE HIDROCICLONE, SISTEMA DE CONTROLE DE ESTABILIDADE PARA UM HIDROCICLONE, HIDROCICLONE, PROGRAMA DE COMPUTADOR E MEIO/SUPORTE ELETRÓNICO DE LEITURA Método de funcionamento de um hidrociclone compreendendo uma câmara de separação que durante o uso está disposta de modo a gerar um núcleo de ar interno para afetar o processo de separação das partículas, compreendendo uma medição de um parâmetro de vibração da câmara separadora e de um parâmetro de estabilização do núcleo de ar interno durante o funcionamento do hidrociclone. As medições se comparam com correspondentes parâmetros predefinidos, indicando um funcionamento estável do hidrociclone e sendo um parâmetro operacional do hidrociclone ajustado dependendo da comparação.

Description

DOMÍNIO TÉCNICO

Essa divulgação se refere a um sistema de controlo de estabilidade para um hidrociclone e especialmente, mas não exclusivamente, para hidrociclones próprios para utilização nas indústrias de processamento mineral e quimico.

ANTECEDENTES

Os hidrociclones são normalmente usados para separar as partículas transportadas em uma suspensão em meio liquido para duas correntes de descarga ou "fases" de diferente densidade. Na indústria mineira, por exemplo, os hidrociclones são normalmente usados para separar partículas que estão localizadas numa mistura lamacenta numa fase sólida de maior densidade (de partículas mais grosseiras) e numa fase sólida de menor densidade (de partículas mais fina), para fins de classificação.

Durante o funcionamento normal "estável", a mistura lamacenta entra por uma entrada superior de uma câmara de separação do hidrociclone em forma de cone invertido, sendo a fase sólida de maior densidade descarregada através de uma saida inferior e sendo a fase sólida de menor densidade descarregada através de uma saida superior. Contudo, a estabilidade de um hidrociclone durante esse funcionamento pode ser prontamente perturbada, em resultado de um processo de separação ineficaz e em que um excesso de partículas finas sai através da saida inferior ou partículas grosseiras saem através da saida superior.

Uma das formas de funcionamento instável é conhecida por esfriamento, em que o fluxo de sólidos sendo descarregado através da saida inferior aumenta a um nivel que dificulta a passagem do fluido. Não sendo atempadamente I I adotadas medidas corretivas, a acumulação de sólidos na saída irá acontecer na câmara de separação, o núcleo de ar interno irá colapsar e a saída inferior irá descarregar um fluxo grosseiro de sólidos grosseiros em forma de estria. O 5 esfriamento pode resultar ainda de uma parte substancial da . fase de maior densidade a ser descarregada através da saída superior. Um número de diferentes condições operacionais pode causar esfriamento, incluindo algumas dessas alterações na composição e na viscosidade da mistura lamacenta, maior 10 velocidade durante a alimentação de mistura lamacenta, entre outras.

Outra forma de funcionamento instável se verifica quando a proporção de partículas finas que está sendo incorretamente descarregada através da saída inferior aumenta 15 progressivamente até atingir um nível inaceitável. Essa forma de funcionamento instável pode ser provocada, por exemplo, como resultado de alterações na composição e na viscosidade da mistura lamacenta introduzida, na diminuição da velocidade na alimentação da mistura lamacenta, entre outros fatores.

Ambas as condições instáveis descritas acima podem representar graves impactos nos processos a jusante, requerendo frequentemente processamento adicional (o que como será apreciado, pode representar um grande impacto nos lucros) e resultar ainda no desgaste acelerado da máquina.

Diversas técnicas têm sido propostas para determinar e corrigir o funcionamento instável de um hidrociclone. A maioria dessas técnicas tira vantagem de uma notável característica do funcionamento estável do hidrociclone; isto é, do facto de a fase sólida de maior 30 densidade, durante o funcionamento estável, exibir uma pulverização constante em forma de sombrinha, ao sair do vértice da saída inferior.

Uma técnica desse tipo é descrita na patente US 5,132,024 que divulga um sensor montado numa parede interna do vértice do hidrociclone e estando disposta por forma a contactar o fluido de descarga durante o funcionamento normal. 0 sistema emite um aviso quando o sensor não consegue 5 detetar o fluido (i.e. um indicador da existência de esfriamento).Contudo, tem que se considerar que essa técnica somente é capaz de detetar esfriamento após esse ter ocorrido, o que pode não dar ao operador o tempo suficiente para remediar a situação. Além disso, o sensor está sujeito a 10 desgaste acelerado, devido ao seu contacto direto com a descarga de mistura lamacenta grosseira. Outra desvantagem é que o sensor não consegue detetar o outro modo de funcionamento instável referido anteriormente, envolvendo uma derivação de partículas finas através da saída inferior.

Uma outra técnica é delineada na patente US 6,983,850 em que um sensor por vibração é fornecido numa parede exterior da saída inferior do hidrociclone e disposto por forma a detetar alterações de vibração na parede, que pudessem indiciar uma situação de esfriamento. Ainda que o 20 sensor por vibração divulgado na patente US 6,983,850 não esteja sujeito ao desgaste, podendo detetar o esfriamento antes, por exemplo, do sensor da patente US 5,132,024, também possui um certo número de desvantagens. Por exemplo, o sensor por vibração só está disposto por forma a medir alterações 25 significativas na geometria da saída inferior, as quais ocorrem após o início do esfriamento. Além disso, as leituras do sensor por vibração podem ser perturbadas pelo ruído do equipamento circundante. 0 sensor de vibração também é incapaz de detetar um desvio das partículas finas através da 30 saída inferior.

SUMÁRIO

Num primeiro aspeto são divulgadas as formas de realização de um método de funcionamento de hidrociclones, em que ciclone compreende uma câmara de separação que em funcionamento está disposta por forma a gerar um núcleo de ar interno para efeito do processo de separação, compreendendo o método: - medição de um parâmetro de vibração da câmara separadora e de um parâmetro de estabilização do núcleo de ar interno durante o funcionamento do hidrociclone; elaborar uma comparação destas medições com correspondentes parâmetros predefinidos do hidrociclone, que são indicativos de um funcionamento estável/instável; e - ajustar um parâmetro operacional do hidrociclone dependendo da comparação.

Em certas formas de realização o método pode ainda incluir a medição do parâmetro de estabilidade a partir do núcleo de ar interno. Em certas formas de realização, o parâmetro de estabilidade do núcleo de ar interno pode ser associado à geometria do núcleo de ar interno, por exemplo um diâmetro do núcleo de ar interno. Em certas formas de realização, o parâmetro de estabilidade do núcleo de ar interno pode ser uma pressão dentro do núcleo de ar.

Em certas formas de realização, a etapa de ajustamento pode compreender um ajuste a qualquer um ou mais dos parâmetros operacionais seguintes: pressão de material introduzido; tamanho de uma entrada através da qual passa o material antes de entrar na câmara de separação; tamanho de uma saída superior para descarga de uma primeira fase; e tamanho de uma saída inferior para descarga de uma segunda fase.

Em certas formas de realização, a etapa de ajustamento pode ainda compreender a realização de um primeiro ajuste ao(s) parâmetro(s) operacional(ais) , em reposta à determinação que o parâmetro por vibração está aumentando, em relação ao parâmetro predefinido e que o diâmetro do núcleo de ar está diminuindo.

Em certas formas de realização, o método pode ainda compreender a realização de um primeiro ajuste ao(s) parâmetro(s) operacional(ais), em resposta à determinação que o parâmetro de vibração está aumentando em relação ao parâmetro predefinido e que a pressão do núcleo de ar está aumentando.

Em certas formas de realização, o método pode ainda compreender a realização de um segundo ajuste ao(s) parâmetro(s) operacional(ais), em resposta à determinação que o parâmetro de vibração está diminuindo em relação ao parâmetro predefinido e que o diâmetro do núcleo de ar está aumentando.

Em certas formas de realização, o método pode ainda compreender a realização de um segundo ajuste ao(s) parâmetro(s) operacional(ais), em resposta à determinação que o parâmetro de vibração está diminuindo, em resposta ao parâmetro predefinido e que a pressão do núcleo de ar está diminuindo.

Em certas formas de realização, o primeiro ajuste pode ajustar o(s) parâmetro(s) operacional(ais) no sentido oposto ao segundo ajuste.

Em certas formas de realização, o método pode ainda compreender as medições do parâmetro de vibração numa parede exterior da câmara de separação.

Num segundo aspeto, são divulgadas formas de realização de um sistema de controlo de estabilidade para um hidrociclone, compreendendo uma câmara de separação que durante o uso está disposta de modo a gerar um núcleo de ar interno para afetar o processo de separação das partículas, em que o sistema de controlo compreende: - um sistema de sensor disposto para realizar a medição de um parâmetro de vibração da câmara separadora e de um parâmetro de estabilização do núcleo de ar interno durante o funcionamento do hidrociclone; e - um controlador disposto de modo a comparar as 5 medições com os correspondentes parâmetros predefinidos do hidrociclone, que são indicadores de pelo menos um funcionamento estável e instável do mesmo, sendo o controlador ainda disposto para ajustar um parâmetro operacional do hidrociclone, dependendo da comparação.

Em certas formas de realização, o sistema pode compreender um primeiro sensor disposto para realizar a medição de um parâmetro de estabilidade a partir de um núcleo de ar interno.

Em certas formas de realização, o primeiro sensor 15 pode ser um sensor de proximidade, situando-se ao centro, dentro da câmara de separação e estando disposto por forma a medir o diâmetro do núcleo de ar interno, com base na proximidade das partículas sólidas que circulam em torno do núcleo de ar interno.

Em certas formas de realização, o primeiro sensor pode ser um sensor de pressão, situando-se ao centro, dentro da câmara de separação e estando disposto por forma a medir a pressão dentro do núcleo de ar interno.

Em certas formas de realização, o sistema do sensor 25 pode compreender um sensor de vibração, disposto por forma a medir o parâmetro de vibração. Em certas formas de realização, o sensor de vibração pode ser montado numa parede da câmara de separação.

Em certas formas de realização, o controlador pode 3 0 ser disposto por forma a ajustar um ou mais parâmetros operacionais que se seguem: pressão de material introduzido; tamanho de uma entrada através da qual passa o material antes de entrar na câmara de separação; tamanho de uma saída superior para descarga de uma primeira fase; e tamanho de uma saída inferior para descarga de uma segunda fase.

Em certas formas de realização, o hidrociclone pode compreender uma câmara de saída superior auxiliar, possuindo 5 um exaustor de ar aí definido, e em que um dos parâmetros ajustáveis adicionais consiste na pressão dentro do exaustor de ar e/ou na geometria daí.

Em certas formas de realização, o controlador pode estar disposto por forma a realizar um primeiro ajuste do 10 parâmetro(s) operacional(ais) em resposta à determinação que o parâmetro de vibração está aumentando em relação ao parâmetro predefinido e que um diâmetro do núcleo de ar está diminuindo.

Em certas formas de realização, o controlador pode 15 ser disposto por forma a realizar um primeiro ajuste do(s) parâmetro(s) operacional(ais), em reposta à determinação que o parâmetro de vibração está aumentando em relação ao parâmetro predefinido e que a pressão do núcleo de ar está aumentando.

Em certas formas de realização, o controlador pode ser disposto por forma a realizar o segundo ajuste ao(s) parâmetro(s) operacional(ais), em reposta à determinação que o parâmetro de vibração está reduzindo, em relação ao parâmetro predefinido e que um diâmetro do núcleo de ar está 25 aumentando.

Em certas formas de realização, o controlador pode ser disposto por forma a realizar o segundo ajuste ao(s) parâmetro(s) operacional(ais), em resposta à determinação que o parâmetro de vibração está descendo em relação ao parâmetro 30 predefinido e que a pressão do núcleo de ar está diminuindo.

Em certas formas de realização, o primeiro ajuste pode ajustar o(s) parâmetro(s) operacional(ais) no sentido oposto ao do segundo ajuste.

Num terceiro aspeto são divulgadas formas de realização de um hidrociclone implementando um sistema de controlo de estabilidade, de acordo com o segundo aspeto.

Num quarto aspeto são divulgadas formas de 5 realização possuindo um método de funcionamento de um hidrociclone, em que o ciclone compreende uma câmara de separação que em funcionamento está disposta por forma a gerar um núcleo de ar interno para efeito do processo de separação do material, compreendendo o método: - medição de um parâmetro de estabilidade do núcleo de ar durante o funcionamento do hidrociclone; - comparação das medições com um ou mais parâmetros de estabilidade correspondentes predefinidos do hidrociclone, que são indicativos de um funcionamento estável; e - ajuste de um parâmetro operacional do hidrociclone em resposta à determinação de que as medições são indicativas da condição de operação estável, baseada na comparação.

Num quinto aspeto são divulgadas formas de 20 realização de um sistema de controlo de estabilidade para um hidrociclone, em que o ciclone compreende uma câmara de separação que em funcionamento está disposta por forma a gerar um núcleo de ar interno para afetar um processo de separação de partículas, compreendendo o sistema de controlo: - um sistema de sensor disposto para realizar a medição de um parâmetro de estabilidade do núcleo de ar interno durante o funcionamento do hidrociclone; e - um controlador disposto de modo a comparar as medições com um ou mais parâmetros correspondentes 30 predefinidos do hidrociclone, que são indicativos de pelo menos um funcionamento estável do mesmo, sendo o controlador ainda disposto para ajustar um parâmetro operacional do hidrociclone em resposta para a determinação que as medições são indicativas da condição de uma operação estável, baseada na comparação.

Num sexto aspeto, são divulgadas formas de realização de um sistema de controlo de estabilidade que pode compreender um sensor de estabilidade do segundo ou do quinto aspeto.

Num sétimo aspeto são divulgadas formas de realização de um programa de computador compreendendo pelo menos uma instrução que, quando implementada por meio de um sistema computorizado, está disposto por forma a implementar o método de acordo com o primeiro ou o quarto aspeto.

Num oitavo aspeto, são divulgadas formas de realização de um meio eletrónico de leitura que guarda o código de computador do sétimo aspeto.

Outros aspetos, características e vantagens serão evidentes a partir da descrição pormenorizada que se segue, conjuntamente com os desenhos correspondentes, que fazem parte dessa divulgação e que ilustram, a título de exemplo, os princípios das invenções divulgadas.

DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

Os desenhos que acompanham facilitam a compreensão das diferentes formas de realização:

As Figuras la e 1b são vistas esquemáticas seccionadas de um hidrociclone, incluindo sensores montados de um sistema de sensores para estabilização, de acordo com uma primeira forma de realização;

As Figuras 2a e 2b são esquemas seccionados de um hidrociclone, incluindo sensores montados de um sistema de sensores para estabilização, de acordo com uma segunda forma de realização;

As Figuras 3a e 3b são esquemas seccionados de um hidrociclone, incluindo sensores montados de um sistema de sensores para estabilização, de acordo com uma terceira forma de realização; e

A Figura 4 é um esquema de um controlador de um sistema de sensores para estabilização, de acordo com uma forma de realização.

DESCRIÇÃO DETALHADA

Essa divulgação se refere a um sistema de controlo de estabilidade para um hidrociclone do tipo que facilita a separação de uma mistura de material líquido ou semilíquido em duas fases de interesse. O sistema de controlo da 10 estabilidade está disposto de modo a permitir a deteção de um funcionamento instável do hidrociclone (em relação ao processo de separação) numa fase precoce e efetuar os ajustes necessários para que o hidrociclone retome um funcionamento estável.

Com referência à Figura la, é mostrado um esquema seccionado de um hidrociclone 10 de conceção convencional, compreendendo um corpo principal 12 possuindo uma câmara 13 aí definida. A câmara 13 compreende uma secção de entrada 14 e uma secção de separação cónica 15. O hidrociclone inclui 20 ainda uma entrada de alimentação (não apresentada) para alimentação de uma mistura que transporta partículas, sob a forma de mistura lamacenta, para a secção de entrada 14 da câmara 13. Uma saída de extravasamento (a partir de aqui designada por "saída superior") 18 se encontra centralmente 25 situada numa parede superior 20 da câmara 13 para descarga da primeira das fases. Uma saída de descarga (a partir de aqui designada por "saída inferior") 22 se encontra centralmente situada na outra extremidade da câmara 13, para descarga da segunda das fases. 0 hidrociclone 10 está disposto por forma 3 0 a gerar um núcleo de ar interno em torno do qual circula a mistura lamacenta. Durante o funcionamento estável, o hidrociclone 10 funciona de tal modo que uma fase sólida de menor densidade da mistura lamacenta é descarregada através de uma saída superior 18 e uma fase sólida de maior densidade é descarregada através da saída inferior 22. Isso pode se ver melhor na Figura lb, em que o núcleo de ar gerado internamente está representado pelas linhas tracejadas que percorrem o comprimento do corpo 12. O hidrociclone 10 implementa um sistema de controlo de estabilidade compreendendo um ou mais sensores de vibração (ou transdutores) dispostos para medir um parâmetro de vibração do corpo principal 12. No contexto da descrição, deve entender-se que o termo vibração deve assumir um significado lato e incluir no seu escopo qualquer deslocação ou movimento oscilatório e, como tal, pode corresponder (dependendo da magnitude) a variações na deslocação, em função do tempo e/ou velocidade e/ou aceleração. Na forma de realização ilustrada, o sistema de controlo de estabilidade compreende uma pluralidade de sensores de vibração de baixa frequência 12, montados numa parede externa da câmara 13 do corpo principal 12, e dispostos por forma a medir as alterações na frequência ressonante operacional do hidrociclone 10 (isto é, gerada através do contacto da mistura lamacenta com as paredes internas, enquanto circula em torno do núcleo de ar) . Entende-se que os sensores de vibração 12 podem detetar de modo vantajoso pequenas variações no processo hidrodinâmico de separação que pode ser indicativo de um desvio na condição de um funcionamento estável. O sistema de controlo de estabilidade compreende ainda pelo menos um sensor 26 disposto para medir um parâmetro de estabilidade do núcleo de ar gerado no corpo 12. O sensor 26 está centralmente localizado no corpo 12, de tal modo que se encontra em comunicação fluida com o núcleo de ar. Por exemplo, o sensor 26 pode ser montado numa estrutura de suporte que une uma porção em forma de colar da entrada superior 18. Numa forma de realização, o sensor 26 pode assumir a forma de um sensor de pressão por forma a medir a pressão dentro do núcleo de ar. Numa forma de realização alternativa, o sensor 26 pode ser disposto para medir a 5 secção geométrica do núcleo de ar. Por exemplo, o sensor 26 pode assumir a forma de um sensor de proximidade, disposto para medir a proximidade da mistura lamacenta que circula em torno do núcleo de ar (permitindo, assim, que seja determinado o diâmetro do núcleo de ar). Em ainda outra forma 10 de realização, tanto um sensor de proximidade como um sensor de pressão podem ser usados. A pressão e/ou as medições da secção geométrica fornecem de forma vantajosa uma indicação das variações ocorridas dentro do núcleo de ar, que podem não ser detetáveis pelo sensor de vibração e que fornecem outra 15 indicação precoce de instabilidade.

Com referência à Figura 4, o sistema de controlo de estabilidade inclui ainda um controlador em forma de um microprocessador 30. Conforme apresentado na Figura 4, o microprocessador 30 implementa um número de módulos, 20 incluindo um módulo de comunicação 32 disposto de modo a comunicar com os sensores 24, 26 para receber as medições dos vários parâmetros reunidos durante o funcionamento do hidrociclone 10. Um módulo de comparação 34 compara as medições com os correspondentes parâmetros predefinidos, que 25 são indicativos de um funcionamento estável ou ótimo do hidrociclone 10. Os parâmetros predefinidos são gravados na memória 36. Um módulo de controlo 38 é disposto para desempenhar diversas ações de controlo, dependendo da saída do módulo de comparação 34 para manter ou restaurar a 30 estabilização do processo de separação do hidrociclone. Numa forma de realização, o módulo de controlo 38 está disposto de modo a controlar um ou mais atuadores, ou semelhante, para controlar a pressão da mistura lamacenta que é introduzida, o tamanho da entrada de alimentação, o tamanho da saída de extravasamento superior 18 e o tamanho da saída de descarga inferior 22. Por exemplo, quando a pressão da mistura lamacenta que entra necessita de ser ajustada, o módulo de 5 controlo 38 pode controlar uma bomba com uma velocidade do rotor variável e/ou um dispositivo disposto para reduzir ou aumentar a secção cruzada da entrada de alimentação. Se deve entender que o controlador 30 pode ser disposto para controlar quaisquer parâmetros operacionais desejados, por 10 forma a ajustar a hidrodinâmica do sistema para manter ou restaurar um processo de separação estável.

Um dispositivo sensor para hidrociclones, alternativo, é apresentado na Figura 2a.De acordo com esta forma de realização o hidrociclone 10' compreende uma câmara 15 superior auxiliar 40 em posição adjacente à parede superior 20 do corpo do ciclone 12. A câmara superior auxiliar 40 está verticalmente alinhada com a câmara superior 13 e comunica com a câmara de separação 13 através de uma saída auxiliar 42. Uma saída superior de extravasamento 44 é fornecida numa 2 0 zona da câmara auxiliar 40, a qual se localiza radialmente distante da saída auxiliar 42. De acordo com essa disposição alternativa, o sensor 26 é preso aos suportes que são fixos a uma parte superior da câmara auxiliar 40 (isto é, que intercetam o eixo central do hidrociclone 101 ) . A Figura 2b 25 ilustra o movimento da mistura lamacenta, à medida que atravessa o hidrociclone 10' da Figura 2a. Vale a pena reforçar que a saída superior de extravasamento 44 está tangencialmente alinhada com a câmara auxiliar 40, uma característica que facilita a estabilidade do núcleo de ar.

Em adição ao fornecimento de um núcleo de ar mais estabilizado, de acordo com uma segunda forma de realização, a mistura lamacenta não tem qualquer contacto ou tem um contacto menos rigoroso com a parte superior da câmara auxiliar 40, à qual está seguro o sensor 26, aumentando, assim, o tempo de vida operacional do sensor 26.

A Figura 3a mostra ainda uma outra forma de realização de sensor de hidrociclone. De acordo com esta forma de realização, a câmara auxiliar do 40 hidrociclone 10" inclui um exaustor de ar 44 que está alinhado e em contacto fluido com o núcleo de ar gerado na câmara de separação 13. O sensor 26 pode assumir a forma de um sensor de pressão, ligado de modo fluido ao exaustor 44 e o módulo de controlo 38 está disposto por forma a ajustar a pressão do ar dentro do exaustor do ar 44, ajustando indiretamente a pressão dentro desse núcleo de ar (isto é, para manter ou restaurar a estabilidade). A Figura 3b ilustra o movimento da mistura lamacenta, à medida que passa através do hidrociclone 10".

Uma metodologia para funcionamento do sistema de controlo de estabilidade compreende a medição de um parâmetro de vibração da câmara de separação e um parâmetro de estabilidade do núcleo de ar interno durante o funcionamento do hidrociclone, utilizando sensores/transdutores 24, 26, conforme descrito previamente. As medições são, então, comunicadas ao controlador 30, que compara as medições mediante parâmetros correspondentes predefinidos, indicadores de um funcionamento estável do hidrociclone. O controlador 30 pode, então, ajustar um ou mais parâmetros operacionais do hidrociclone se, com base em comparações está determinado que as medições são indicativas de um desvio do funcionamento estável do hidrociclone.

Por exemplo, um primeiro ajuste do(s) parâmetro(s) operacional(ais) pode ser feito em resposta à determinação que o parâmetro de vibração está aumentando em relação ao parâmetro predefinido e que o diâmetro do núcleo de ar está diminuindo. Tal comparação pode ser indicativa de esfriamento e, assim, o primeiro ajuste poderá ser, por exemplo, diminuir a pressão ou velocidade de entrada de mistura lamacenta (ou ajustar outro parâmetro operacional conhecido para remediar uma condição de instabilidade). Em alternativa, onde o sensor 26 está disposto por forma a medir a pressão, o primeiro ajuste pode ser feito em resposta à determinação de um aumento na vibração e na pressão do núcleo de ar.

Onde a comparação for indicativa de instabilidade através de excesso de partículas finas desviadas através da saída inferior 22 (isto é, uma redução relativa da vibração e um aumento na secção geométrica, ou uma redução na pressão), um segundo ajuste pode ser feito pelo controlador 30. 0 segundo ajuste pode ser o oposto do primeiro ajuste (p. Ex. aumentar a velocidade de alimentação, a pressão, ou ajustar outros parâmetros operacionais conhecidos para remediar uma condição de instabilidade por desvio de partículas finas).

Será apreciado que as formas de realização acima possam funcionar para detetar a instabilidade de um processo de separação de um hidrociclone numa fase muito inicial, ao monitorizar simultaneamente as condições hidrodinâmicas (isto é, através do(s) sensor(es) de vibração, bem como as características do núcleo de ar. Por outras palavras, as formas de realização baseiam-se em que as condições de funcionamento ótimas não dependem exclusivamente da hidrodinâmica da mistura lamacenta ou da geometria do núcleo de ar, mas antes de uma combinação das duas. Com efeito, para certas condições hidrodinâmicas existe uma margem de variação das propriedades do núcleo de ar, sem que haja desvio de uma operação ótima. No entanto, para diferentes condições hidrodinâmicas, a taxa de variação em que podem variar as propriedades do núcleo de ar, sem que haja desvio de um funcionamento ótimo, não é a mesma. Dito de uma outra forma, os sensores de vibração permitem a deteção de variações menores no processo de separação hidrodinâmica (associada a eventuais desvios a partir do ponto de funcionamento ótimo), que não são necessariamente observados no núcleo de ar, enquanto que a pressão e/ou a secção geométrica do núcleo de ar permitem a deteção de pequenas variações no processo de separação (associadas a eventuais desvios do ponto de funcionamento ótimo), que não são necessariamente observadas nas vibrações.

Outra vantagem de pelo menos uma forma de realização descrita é a de que o sistema de controlo de estabilidade é capaz de detetar prontamente a presença de objetos estranhos ao hidrociclone, tais como esferas ou varetas (isto é, a partir do processo de trituração, a jusante), que possam afetar a geometria interior do hidrociclone e, como resultado, prejudicar gravemente a capacidade do hidrociclone e/ou a sua integridade.

Numa forma de realização alternativa, o controlador pode ser disposto por forma a guardar medições predefinidas, indicativas de um funcionamento estável e de um funcionamento não estável e as medições retiradas dos sensores, comparadas com as medições predefinidas, por forma a identificar o aparecimento de esfriamentos ou de um desvio de partículas finas. Em alternativa, o controlador apenas pode guardar medições predefinidas de um funcionamento não estável, sendo a decisão baseada apenas em tais resultados (isto é, não há lugar a ajustes até as medições corresponderem com as medições predefinidas para a instabilidade).

Numa outra alternativa, o sistema de controlo de estabilidade pode implementar apenas o sensor para o parâmetro de estabilidade para o núcleo de ar (isto é, de pressão ou proximidade), sendo as medições comparadas a um parâmetro de estabilidades indicativo de funcionamento estável ou instável para determinar o desvio de uma condição de funcionamento estável.

Na descrição das diversas formas de realização foi adotada terminologia específica para garantir maior clarividência. No entanto, não se pretende a limitação aos termos usados e deve entender-se que cada termo específico inclui outros equivalentes técnicos que funcionam de modo semelhante para atingir objetivos técnicos semelhantes. Termos como "superior" e "inferior", "acima" e "abaixo" e afins são utilizados como expressões de conveniência para pontos de referência e não devem ser entendidos como termos limitativos.

Na descrição, a palavra "compreendendo" deve ser entendida no sentido "lato", ou seja, no sentido de "incluindo", e não se limitar assim ao seu sentido "fechado", ou seja o sentido de "consistindo apenas de". Um significado equivalente deve ser atribuído às palavras correspondentes "compreende ", "compreendido" e "compreende", quando aparecem.

A descrição anterior refere-se a diversas formas de realização que partilham características e particularidades comuns. Deve entender-se que uma ou mais particularidades de qualquer forma de realização podem ser combinadas com uma ou mais especificidades das outras formas de realização. Adicionalmente, qualquer característica única ou combinação de caraterísticas em qualquer uma das formas de realização pode constituir formas de realização adicionais.

Adicionalmente, o precedente descreve apenas algumas formas de realização da invenção e alterações, modificações, adições e/ou alterações podem ser feitas sem que haja lugar ao desvio do escopo e do espírito das formas de realização divulgadas, sendo as formas de realização ilustrativas e não restritivas.

Além disso, as invenções descreveram, conjuntamente com aqueles que são hoje em dia consideradas as formas de realização mais práticas e preferidas, devendo entender-se que a invenção não se limita às formas de realização apresentadas, antes pelo contrário, pretendo-se que cubra diversas modificações e disposições equivalentes incluídas no espírito e no escopo das invenções. Sucede ainda que as diversas formas de realização descritas acima podem ser implementados em conjunto com outras formas de realização, p. Ex. os aspetos de uma forma de realização podem ser combinados com os aspetos de outra forma de realização para realizar ainda outras formas de realização. Adicionalmente, cada particularidade ou componente independente de qualquer forma de realização referida pode constituir uma forma de realização adicional.

Claims

1. MÉTODO DE FUNCIONAMENTO DE HIDROCICLONE, em que o hidrociclone compreende uma câmara de separação que em funcionamento está disposta por forma a gerar um núcleo de ar interno para efeito do processo de separação, caracterizado por compreender: - medição de um parâmetro de vibração da câmara separadora e de um parâmetro de estabilização do núcleo de ar interno durante o funcionamento do hidrociclone; comparação dessa medição com correspondentes parâmetros predefinidos do hidrociclone, que são indicativos de um funcionamento estável e/ou instável do hidrociclone; e ajuste de um parâmetro operacional do hidrociclone dependendo da comparação.

2. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender ainda a medição do parâmetro de estabilidade, partindo do núcleo de ar interno.

3. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo parâmetro de estabilidade do núcleo de ar interno estar associado á geometria do núcleo de ar interno.

4. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo parâmetro de estabilidade núcleo de ar interno ser um diâmetro do núcleo de ar interno.

5. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo parâmetro de estabilidade do núcleo de ar interno ser a pressão dentro do núcleo de ar.

6. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo ajuste poder compreender um ajuste a qualquer um ou mais parâmetros operacionais que se seguem: pressão de material introduzido; tamanho de uma entrada através da qual passa o material antes de entrar na câmara de separação; tamanho de uma saida superior para descarga de uma primeira fase; e tamanho de uma saida inferior para descarga de uma segunda fase.

7. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 4,por compreender ainda a realização de um primeiro ajuste do(s) parâmetro(s) operacional (ais), em resposta à determinação que o parâmetro de vibração está aumentando em relação ao parâmetro predefinido e que o diâmetro do núcleo de ar está reduzindo.

8. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado por compreender ainda a realização de um primeiro ajuste do(s) parâmetro (s) operacional (ais), em resposta à determinação que o parâmetro de vibração está aumentando em relação ao parâmetro predefinido e que a pressão do núcleo de ar está aumentando.

9. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por compreender ainda a realização de um segundo ajuste do(s) parâmetro(s) operacional(ais) em resposta à determinação que o parâmetro de vibração está reduzindo em relação ao parâmetro pré-definido e que o diâmetro do núcleo de ar está aumentando.

10. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por compreender ainda a realização de um segundo ajuste do(s) parâmetro(s) operacional(ais) em resposta à determinação que o parâmetro de vibração está reduzindo em relação ao parâmetro predefinido e que o diâmetro do núcleo de ar está reduzindo.

11. MÉTODO, de acordo com a reivindicações 9, caracterizado pelo primeiro ajuste ajustar o(s) parâmetro(s) operacional(ais) de modo oposto ao do segundo ajuste.

12. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo primeiro ajuste ajustar o(s) parâmetro(s) operacional (ais) de modo oposto ao do segundo ajuste.

13. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender ainda medições do parâmetro de vibração numa parede externa da câmara de separação.

14. SISTEMA DE CONTROLE DE ESTABILIDADE PARA UM HIDROCICLONE, caracterizado por compreender uma câmara de separação que em funcionamento está disposta por forma a gerar um núcleo de ar interno para afetar um processo de separação de material, o sistema de controle compreendendo: - um sistema de sensor disposto para realizar a medição de um parâmetro de vibração da câmara separadora e de um parâmetro de estabilização do núcleo de ar interno durante o funcionamento do hidrociclone; e - um controlador disposto de modo a comparar as medições com correspondentes parâmetros predefinidos do hidrociclone, que são indicativos de pelo menos um funcionamento estável e instável do mesmo, sendo o controlador ainda disposto para ajustar um parâmetro operacional do hidrociclone, dependendo da comparação.

15. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo sistema sensor compreender um primeiro sensor disposto por forma a realizar a medição do parâmetro de estabilidade, partindo do núcleo de ar interno.

16. SISTEMA, de acordo com a revindicação 15, caracterizado pelo primeiro sensor ser um sensor de proximidade, centralmente localizado dentro da câmara de separação e estando disposto por forma a medir o diâmetro do núcleo de ar interno, com base na proximidade das partículas sólidas que circulam em torno do núcleo de ar interno.

17. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo primeiro sensor ser um sensor de pressão, situando-se ao centro, montado dentro da câmara de separação e estando disposto por forma a medir a pressão dentro do núcleo de ar interno.

18. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo sistema de sensor compreender um sensor de vibração disposto por forma a medir o parâmetro de vibração.

19. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo sensor de vibração estar montado numa parede da câmara de separação.

20. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo controlador estar disposto por forma a realizar o primeiro ajuste do(s) parâmetro(s) operacional(ais) , em resposta à determinação que o parâmetro de vibração está aumentando em relação ao parâmetro predefinido e que o diâmetro do núcleo de ar está reduzindo.

21. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo controlador estar disposto por forma a realizar o primeiro ajuste do(s) parâmetro(s) operacional(ais) , em resposta à determinação que o parâmetro de vibração está aumentando em relação ao parâmetro predefinido e que a pressão do núcleo de ar está aumentando.

22. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo controlador estar disposto por forma a realizar um segundo ajuste ao(s) parâmetro(s) operacional(ais) , em resposta à determinação que o parâmetro de vibração está reduzindo em relação ao parâmetro predefinido e que o diâmetro do núcleo de ar está aumentando.

23. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 21 , caracterizado pelo controlador estar disposto por forma a realizar o segundo ajuste ao(s) parâmetro(s) operacional(ais) , em resposta à determinação que o parâmetro de vibração está reduzindo em relação ao parâmetro predefinido e que a pressão do núcleo de ar está reduzindo.

24. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 22, caracterizado pelo primeiro ajuste ajustar o(s) parâmetro(s) operacional(ais) no sentido oposto ao do segundo ajuste.

25. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 23, caracterizado pelo primeiro ajuste ajustar o(s) parâmetro(s) operacional(ais) de modo oposto ao segundo ajuste.26. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo controlador estar disposto para ajustar qualquer um ou mais parâmetros operacionais que se seguem: pressão de material introduzido; tamanho de uma entrada através da qual passa o material antes de entrar na câmara de separação; tamanho de uma saida superior para descarga de uma primeira fase; e tamanho de uma saida inferior para descarga de uma segunda fase.

27. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 26, caracterizado pelo hidrociclone compreender uma câmara com uma saida superior auxiliar, possuindo ai um exaustor de ar, e em que ainda um dos parâmetro ajustáveis é a pressão dentro do exaustor de ar e/ou da geometria do mesmo.

28. MÉTODO DE FUNCIONAMENTO DE HIDROCICLONE, caracterizado por compreender uma câmara de separação que, em funcionamento, se dispõe por forma a gerar um núcleo de ar interno para afetar um processo de separação de material, o método compreendendo: - medição de um parâmetro de estabilidade do núcleo de ar interno durante o funcionamento do hidrociclone, sendo a medição do parâmetro de estabilidade realizada através de um sensor de medição da estabilidade, o qual se encontra em contato em meio fluido com o núcleo de ar interno; comparação das medições com um ou mais parâmetro(s) predefinidos de estabilidade correspondente(s) do hidrociclone, indicativos de um funcionamento estável; e ajuste de um parâmetro operacional do hidrociclone, em resposta à determinação que as medições são indicativas do desvio do funcionamento estável, baseadas na comparação.

29. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 28, caracterizado pela medição do parâmetro de estabilidade ser feita a partir de dentro do núcleo de ar interno.

30. SISTEMA DE CONTROLE DE ESTABILIDADE PARA UM HIDROCICLONE, caracterizado por compreender uma câmara de separação que, em funcionamento, está disposta por forma a gerar um núcleo de ar interno para afetar o processo de separação do material, o sistema compreendendo: - um sistema de sensor disposto para realizar a medição de um parâmetro de vibração da câmara separadora e de um parâmetro de estabilização do núcleo de ar durante o funcionamento do hidrociclone, sendo a medição dos parâmetros de estabilidade realizada utilizando um sensor de medição localizado dentro da câmara de estabilidade e em contato em meio fluido com o núcleo de ar interno; e - um controlador disposto de modo a comparar as medições com um ou mais correspondentes parâmetros de estabilidade do hidrociclone, que são indicadores de um funcionamento estável do mesmo, sendo o controlador ainda disposto para ajustar um parâmetro operacional do hidrociclone em resposta a determinação que as medições são indicativas do desvio do funcionamento estável, baseadas na comparação.

31. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 30, caracterizado pelo sensor de medição da estabilidade estar configurado para realizar a medição do parâmetro a partir do interior do núcleo de ar interno.