BR112013021626B1

BR112013021626B1 - vigas de suporte, método de preparar uma viga de suporte e método de instalar uma viga de suporte

Info

Publication number: BR112013021626B1
Application number: BR112013021626-3A
Authority: BR
Inventors: Darran Matthew Headley; Billy Russ Unruh
Original assignee: Koch-Glitsch, Lp
Priority date: 2011-03-09
Filing date: 2012-01-25
Publication date: 2021-02-09
Also published as: EP2683952A4; IN2013MN01461A; CN103562569B; JP2014514139A; MX2013009443A; CA2829150C; WO2012121812A3; US8485504B2; CA2829150A1; CN103562569A; KR101886899B1; WO2012121812A2; US20120228251A1; EP2683952A2; TWI422420B; SG192880A1; TW201242651A; RU2577664C2; EP2683952B1; RU2013145098A

Abstract

APARELHO PARA SUPORTAR ELEMENTOS INTERNOS EM UMA COLUNA DE TRANSFERÊNCIA DE MASSA E PROCESSO ENVOLVENDO O MESMO. Trata-se de uma viga de suporte alongada que serve para suportar elementos internos, tais como coletores de líquidos, distribuidores de líquidos, suportes de embalagem, ou bandejas dentro de uma coluna de transferência de massa. A viga de suporte é dividida longitudinalmente em um segmento de viga inferior e em um segmento de viga superior que são unidos juntos por uma pluralidade de conectores em uma ou mais posições longitudinalmente espaçadas. Os conectores servem para enrijecer e resistir á deflexão lateral dos segmentos de viga inferior e superior uns em relação aos outros e transferir a carga sustentada pelo segmento de viga superior ao segmento de viga inferior ou vice-versa. Dividindo-se a viga de suporte em segmentos de viga inferior e superior, cada um dos segmentos de viga inferior e superior pode ser passado através de uma abertura de escotilha em um invólucro da coluna de transferência de massa antes da montagem da viga de suporte ou após a desmontagem da viga de suporte dentro da coluna de transferência de massa.

Description

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

[001]A presente invenção refere-se, em geral, a um aparelho que serve para suportar elementos internos, tais como coletores de líquidos, distribuidores de líquidos, suportes de embalagem, e dispositivos de contato entre vapor e líquido em colunas onde ocorrem processos de transferência de massa e/ou troca de calor e a métodos para montagem do aparelho.

[002]Utilizam-se vários tipos de elementos internos em colunas de transferência de massa e troca de calor para facilitar a interação desejada entre os fluxos de fluidos que fluem em uma relação em contracorrente dentro de uma região interna aberta na coluna. O termo “coluna de transferência de massa’, conforme o uso em questão, não é destinado a se limitar a colunas onde a transferência de massa é o objetivo primário do processamento que ocorre dentro da coluna, mas também é destinado a abranger colunas em que, ao invés da transferência de calor, a transferência de massa é o objetivo primário do processamento. Os elementos internos usados em colunas de transferência de massa incluem coletores de líquidos, distribuidores de líquidos, suportes de embalagem, e bandejas que se estendem ao longo da seção transversal horizontal da coluna e são suportadas sobre anéis, barras de aparafusamento ou outras estruturas fixadas ou, de outro modo, presas à superfície interna do invólucro de coluna.

[003]Em colunas com diâmetro maior, os suportes na qualidade de vigas e armações são comumente usados para resistir à deflexão ou alquebramento dos elementos internos que resultariam, de outro modo, a partir do peso dos elementos internos e das cargas exercidas sobre os elementos internos pelos fluxos de fluidos. Este alquebramento dos elementos internos é geralmente indesejável porque ele causa uma distribuição desigual de fluidos visto que o fluxo de fluidos tende a fluir em direção e se agrupar na porção inferior do ele-mento interno ao invés de fluir de maneira uniforme desejada ao longo ou dentro do elemento interno. Tipicamente, esses suportes são fixados em suas extremidades opostas ao invólucro de coluna e se estendem horizontalmente ao longo da região interna aberta da coluna em uma relação paralela espaçada. Então, o elemento interno se situa em uma superfície superior dos suportes ou em flanges inferiores proporcionados sobre os suportes.

[004]Uma abertura com uma cobertura fechável, conhecida como escotilha, é proporcionada no invólucro da coluna de transferência de massa para permitir que uma pessoa entre na coluna para instalação, inspeção e serviço dos elementos internos da coluna. Uma escotilha também é usada para permitir a passagem dos elementos internos através do invólucro de coluna durante a instalação inicial dos elementos internos e durante a remonta- gem da coluna. O tamanho da escotilha dita o tamanho dos elementos internos que podem ser passadas através da escotilha. Por esta razão, os elementos internos são tipicamente fabricados em múltiplos segmentos que sejam pequenos o suficiente para passar através da escotilha. Os elementos internos são, então, montados dentro da coluna aparafusando-se ou soldando-se os segmentos individuais entre si. Os elementos internos podem ser desmontados na operação inversa.

[005]Durante a construção inicial de colunas de transferência de massa com diâmetro maior, o invólucro é geralmente montado em seções, com os elementos internos sendo facilmente instalados através do topo aberto da seção de invólucro associada sem as restrições de tamanho apresentadas pela escotilha. Todavia, pode ser desejável montar os elementos internos para essas colunas a partir de segmentos que sejam dimensionados para se encaixarem através da escotilha de modo a permitir que os elementos internos sejam desmontados e removidos da coluna durante uma remontagem posterior da coluna.

[006]Em geral, é indesejável usar parafusos para prender os segmentos individuais dos suportes entre si em colunas de transferência de massa com diâmetro maior porque as altas cargas sustentadas pelos suportes podem causar uma deflexão suficiente no suporte para expor alguns parafusos a uma força de cisalhamento alta o suficiente para causar falha dos parafusos. Mediante uma falha desses parafusos, uma força de cisalhamento maior é, então, transferida a outros parafusos e pode ocorrer uma progressão de falhas de parafuso que poderia levar a uma deflexão maior e, em último caso, a um colapso do suporte e do elemento interno associado. A soldagem dos segmentos de suporte entre si reduz este risco de deflexão e colapso, porém, a soldagem requer uma equipe de instalação mais especializada do que aquela necessária ao aparafusar os segmentos entre si. Além disso, a soldagem dos segmentos de suporte entre si pode não ser uma opção disponível em determinadas colunas, tal como durante uma remontagem de coluna quando os resíduos provenientes do processamento que ocorreu na coluna apresentarem um risco de incêndio ou de explo- são. Logo, desenvolveu-se uma necessidade por segmentos de suporte que possam ser montados de modo a superar os problemas discutidos anteriormente.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[007]Em um aspecto, a presente invenção se refere a uma viga de suporte alongada que serve para suportar um elemento interno, tal como um coletor de líquidos, distribuidor de líquidos, suporte de embalagem, ou uma bandeja dentro de uma região interna em uma coluna de transferência de massa vertical. A viga de suporte tem extremidades opostas, faces opostas, uma borda superior, uma borda inferior, e um comprimento longitudinal estendendo-se entre as extremidades opostas.

[008]A viga de suporte é dividida longitudinalmente em um segmento de viga inferior e em um segmento de viga superior tendo bordas faceadas estendendo-se longitudinalmente. As bordas faceadas podem se estender linearmente ou podem ser de um padrão sinusoidal ou outro padrão desejado. Os segmentos de viga inferior e superior são unidos entre si por um ou mais conectores em uma ou mais posições longitudinalmente espaçadas. Os conectores servem para enrijecer e resistir à deflexão lateral dos segmentos de viga inferior e superior uns em relação aos outros e para transferir a carga sustentada pelo segmento de viga superior ao segmento de viga inferior ou transferir a carga sustentada pelo segmento de viga inferior ao segmento de viga superior. O espaçamento entre os conectores pode ser uniforme ou os conectores podem ser espaçados mais intimamente em determinadas regiões onde a viga de suporte é submetida a estresses maiores ou como resultado de uma interferência física a partir de outros elementos internos da coluna.

[009]Em uma modalidade, cada conector compreende um primeiro travessão que se estende ao longo de uma face de ambos os segmentos de viga inferior e superior e é preso ao segmento de viga inferior e um segundo travessão que se estende ao longo da face oposta dos segmentos de viga inferior e superior e é preso ao segmento de viga superior.

[010]Alguns ou todos os conectores incluem um pino de transferência de carga que se estende através de furos de indexação alinhados no primeiro e no segundo travessões e um furo formado em um ou em ambos os segmentos de viga inferior e superior. Os furos de indexação são posicionados e o pino de transferência de carga é dimensionado de modo que o pino de transferência de carga quando inserido através de furos alinhados faça com que as bordas faceadas dos segmentos de viga inferior e superior sejam espaçadas a uma distância pré-selecionada para facilitar a montagem da viga de suporte. Como resultado do espaçamento entre os segmentos de viga inferior e superior, toda a carga sustentada pelo segmento de viga superior é transferida ao segmento de viga inferior, ou vice-versa, através dos conectores. O pino de transferência de carga é, de preferência, fixado a um, mas não a ambos, dos primeiro e segundo travessões de modo que os segmentos de viga superior e inferior possam ser separados uns dos outros sem precisar desconectar primeiramente o pino de transferência de carga. O pino de transferência de carga é construído a partir de um metal ou de outro material tendo uma resistência ao cisalhamento suficiente para suportar a força de cisalhamentos aplicada ao pino quando a viga de suporte estiver completamente carregada durante a operação da coluna.

[011]Cada conector também pode incluir um primeiro fixador estendendo-se através dos furos alinhados no primeiro e no segundo travessões e um primeiro furo formado no segmento de viga inferior. Cada conector também pode incluir um segundo fixador estendendo-se através de furos alinhados adicionais no primeiro e no segundo travessões e um segundo furo formado no segmento de viga superior. Os fixadores são destinados a resistirem ao deslocamento lateral do segmento de viga superior em relação ao segmento de viga inferior.

[012]A fim de facilitar a passagem dos segmentos de viga inferior e superior separados através de uma abertura de escotilha no invólucro de coluna, o primeiro e o segundo travessões em uma modalidade não se estendem ao longo de toda a altura da viga de suporte. O primeiro e o segundo travessões sobrepõem a junção entre os segmentos de viga superior e inferior e têm um comprimento que permite que o primeiro e o segundo travessões se estendam ao longo de uma porção suficiente da altura da viga de suporte para proporcionar a resistência desejada ao deslocamento e à deflexão dos segmentos de viga superior e inferior, enquanto ainda permite que os segmentos de viga superior e inferior individuais sejam passados através da escotilha. Com o intuito de proporcionar uma resistência maior ao deslocamento lateral do segmento de viga superior em relação ao segmento de viga inferior, o primeiro travessão sobrepõem em um grau maior a primeira face do segmento de viga inferior do que a primeira face do segmento de viga superior e o segundo travessão sobrepõem em um grau maior a segunda face do segmento de viga superior do que a segunda face do segmento de viga inferior. Como um exemplo, os primeiros travessões po- dem se estender ao longo de toda a altura do segmento de viga inferior e aproximadamente um quarto da altura do segmento de viga superior e os segundos travessões podem se estendem ao longo de toda a altura do segmento de viga superior e aproximadamente um quarto da altura do segmento de viga inferior. O primeiro e o segundo travessões podem ter qualquer forma adequada, tais como canais em formato de U que são posicionados com suas pernas ou flanges estendendo-se para fora a partir da face associada dos segmentos de viga superior e inferior.

[013]Os segmentos de viga superior e/ou inferior podem incluir recortes que reduzem o peso da viga de suporte e criam aberturas para permitir eu os fluxos de fluidos passem lateralmente através da viga de suporte. Um flange ou flanges estendendo-se para fora podem ser posicionados na borda superior da viga de suporte para proporcionar uma superfície de suporte mais ampla para o elemento interno sendo suportada pela viga de suporte. Um ou mais flanges estendendo-se para fora podem ser posicionados em ou próximos à borda inferior da viga de suporte para proporcionar superfícies de suporte adicionais para um segundo elemento interno suportado pela viga de suporte.

[014]Em outro aspecto, a presente invenção se refere a um elemento interno de coluna suportado dentro de uma região interna aberta de uma coluna de transferência de massa por uma pluralidade de vigas de suporte descritas anteriormente posicionadas em uma relação estendendo-se paralelamente.

[015]Em um aspecto adicional, a presente invenção se refere a um método para preparar a viga de suporte descrita anteriormente. O método inclui as etapas de primeiramente formar o conector posicionando-se temporariamente os segmentos de viga superior e inferior no alinhamento ou registro desejado entre si, posicionar um primeiro travessão ao longo de uma face dos segmentos de viga inferior e superior e um segundo travessão ao longo de uma face oposta dos segmentos de viga inferior e superior em um alinhamento geral com o primeiro travessão, inserir um pino de transferência de carga através dos furos de indexação alinhados no primeiro e no segundo travessões e um furo no segmento de viga inferior e/ou superior, prender o primeiro travessão ao segmento de viga inferior e o segundo travessão ao segmento de viga superior, e prender o pino de transferência de carga ao primeiro ou ao segundo travessão. Os furos alinhados também podem ser formados no primeiro e no se-gundo travessões e nos segmentos de viga inferior e superior para receber os fixadores.

[016]Ainda em outro aspecto, a presente invenção se refere a um método para montar a viga de suporte descrita anteriormente dentro de uma coluna de transferência de massa. O método compreende as etapas de passar os segmentos de viga inferior e superior separados através de uma abertura de escotilha em um invólucro da coluna de transferência de massa, colocar os segmentos de viga inferior e superior em um alinhamento estendendo- se longitudinalmente, inserir o pino de transferência de carga através do furo no segmento de viga inferior e/ou no segmento de viga superior e, então, através do furo de indexação no primeiro ou no segundo travessão ao qual este ainda não foi preso, inserir um fixador através dos furos alinhados, e prender o fixador ao primeiro e ao segundo travessões. A viga de suporte pode ser presa ao invólucro da coluna de transferência de massa durante ou após a montagem da viga de suporte.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[017]A Figura 1 é uma vista em elevação lateral de uma coluna em que se pretende que ocorram transferências de massa e/ou calor e em que uma porção do invólucro de coluna está destacada para mostrar as vigas de suporte da presente invenção; A Figura 2 é uma vista em elevação lateral fragmentária de uma viga de suporte construída de acordo com uma modalidade da presente invenção; A Figura 3 é uma vista em elevação de extremidade da viga de suporte tomada em uma seção vertical ao longo da linha 3-3 na Figura 2 para mostrar os detalhes do conector que une os segmentos de viga superior e inferior; A Figura 4 é uma vista em perspectiva de topo da viga de suporte; A Figura 5 é uma vista em perspectiva parcialmente explodida da viga de suporte; A Figura 6 é uma vista em perspectiva fragmentária da coluna mostrando uma série de vigas de suporte montadas dentro da coluna; A Figura 7 é uma vista em perspectiva fragmentária da coluna mostrando duas bandejas de contato suportadas por uma modalidade alternativa das vigas de suporte; A Figura 8 é uma vista em elevação lateral de uma ou mais vigas de suporte da modalidade alternativa; A Figura 9 é uma vista em elevação de extremidade da viga de suporte da modalidade alternativa tomada em uma seção vertical ao longo da linha 9-9 na Figura 8 para mostrar os detalhes do conector que une os segmentos de viga superior e inferior; A Figura 10 é uma vista em perspectiva de topo da viga de suporte da modalidade alternativa; A Figura 11 é uma vista em elevação lateral fragmentaria de outra modalidade alternativa da viga de suporte com um dos conectores removido para mostrar os detalhes de construção; e A Figura 12 é uma vista em perspectiva de topo de uma modalidade adicional da viga de suporte.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[018]Voltando-se agora aos desenhos em maiores detalhes e inicialmente com referência à Figura 1, uma coluna de transferência de massa adequada para uso em processos em que se pretende que ocorra transferência de massa e/ou troca de calor entre os fluxos de fluidos fluindo em contracorrente é representada genericamente pela referência numérica 10. A coluna de transferência de massa 10 inclui um invólucro externo vertical 12 que seja genericamente cilíndrico em configuração, embora outras orientações, tal como horizontal, e configurações, incluindo poligonais, sejam possíveis e estejam no escopo da presente invenção. O invólucro 12 tem qualquer diâmetro e altura adequados e é construído a partir de um ou mais materiais rígidos que sejam desejavelmente inertes, ou, de outro modo, sejam compatíveis aos fluidos e condições presentes durante a operação da coluna de transferência de massa 10.

[019]A coluna de transferência de massa 10 é de um tipo usado para processar fluxos de fluidos, tipicamente fluxos de líquido e vapor, para obter produtos de fracionamento e/ou causar, de outro modo, uma transferência de massa e/ou uma troca de calor entre os fluxos de fluidos. Por exemplo, a coluna de transferência de massa 10 pode ser aquela na qual ocorrem processos de atmosfera de petróleo bruto, vácuo de lubrificante, vácuo de petróleo bruto, fracionamento de craqueamento fluídico ou térmico, fracionamento de coquefi- cador ou quebrador de viscosidade, lavagem de coque, depuração de gás em excesso do reator, têmpera de gás, desodorização de óleo comestível, depuração de controle de poluição, e outros processos.

[020]O invólucro 12 da coluna de transferência de massa 10 define uma região interna aberta 14 na qual ocorre a transferência de massa e/ou a troca de calor desejadas entre os fluxos de fluidos. Normalmente, os fluxos de fluidos compreendem um ou mais fluxos de vapor ascendentes e um ou mais fluxos de líquido descendentes. Alternativamente, os fluxos de fluidos podem compreender tanto fluxos de líquido ascendentes como fluxos de líquido descendentes ou tanto um fluxo de gás ascendente como um fluxo de líquido descendente.

[021]Os fluxos de fluidos são direcionados para a coluna de transferência de massa 10 através de qualquer número de linhas de alimentação 16 posicionadas em locais apropriados ao longo da altura da coluna de transferência de massa 10. Um ou mais fluxos de vapor também podem ser gerados dentro da coluna de transferência de massa 10 ao invés de serem introduzidos na coluna de transferência de massa 10 através das linhas de alimentação 16. Tipicamente, a coluna de transferência de massa 10 também incluirá uma linha aérea 18 para remover um produto ou subproduto de vapor e uma linha de partida de fluxo inferior 20 para remover um produto ou subproduto de líquido a partir da coluna de transferência de massa 10. Outros componentes de coluna que estão tipicamente presentes, tais como linhas de vapor de refluxo, refervedores, condensadores, trompas de vapor, e similares, não são ilustrados nos desenhos porque estes são convencionais por natureza e não se acredita que uma ilustração destes componentes seja necessária para uma compreensão da presente invenção.

[022]A coluna de transferência de massa 10 inclui uma escotilha 22 que proporciona uma abertura fechável com um diâmetro pré-selecionado através do invólucro 12 para permitir que pessoas entrem e saiam da região interna 14 dentro da coluna de transferência de massa 10, tal como para instalação, inspeção, e reparo ou substituição de elementos internos posicionados dentro da coluna de transferência de massa 10. A escotilha 22 também servem para permitir que partes de componente dos vários elementos internos de coluna sejam passadas através da escotilha 22 durante a instalação ou remoção dos elementos internos. A escotilha 22 é mostrada posicionada próxima ao fundo da coluna de transferência de massa 10 para permitir que pessoas acessem a escotilha 22 sem o uso de escadas ou andaimes, porém, a escotilha 22 ou múltiplas escotilhas 22 podem ser posicionadas em outros locais.

[023]Dois grupos de vigas de suporte 24 da presente invenção ficam posicionados dentro da região interna aberta 14 da coluna de transferência de massa 10 em locais verticalmente espaçados. Cada grupo de vigas de suporte 24 é mostrado suportando em suas superfícies superiores uma bandeja de contato 26 de design convencional. Compreende-se que as bandejas de contato 26 são meramente representativas de um tipo de elemento interno de coluna que possa ser suportado pelas vigas de suporte 24 de acordo com a presente invenção. Outros elementos internos de coluna utilizáveis na presente invenção incluem, mas não se limitam a, coletores de líquidos, distribuidores de líquidos, e suportes de embalagem estruturados e aleatórios.

[024]As vigas de suporte 24 dentro de cada grupo se estendem em uma relação paralela e lateralmente espaçada ao longo da seção transversal horizontal da coluna de transferência de massa 10. Por causa da configuração circular do invólucro de coluna 12, as vigas de suporte 24 têm comprimentos longitudinais diferentes correspondentes à distância cordal ao longo da coluna de transferência de massa 10 no local em que se posiciona cada viga de suporte 24.

[025]Voltando-se adicionalmente às Figuras 2 a 6, em uma modalidade, cada viga de suporte 24 tem extremidades opostas 28 e 30, uma borda superior flangeada 32, uma borda inferior flangeada 34, e um comprimento longitudinal estendendo-se entre as extremidades opostas 28 e 30. A viga de suporte 24 é dividida ao longo de seu comprimento longitudinal em um segmento de viga inferior 36 e em um segmento de viga superior 38. Conforme se pode observar melhor na Figura 5, o segmento de viga inferior 36 tem uma borda superior 40 que faceia e é verticalmente alinhada a uma borda inferior 42 do segmento de viga superior 38. As extremidades faceadas 40 e 42 se estendem linearmente ou em outro padrão desejado, tal como sinusoidal, ao longo de todo o comprimento longitudinal da viga de suporte 24.

[026]O segmento de viga inferior 36 é unida ao segmento de viga superior 38 através de uma pluralidade de conectores 44 que são posicionados em locais espaçados ao longo do comprimento longitudinal da viga de suporte 24. Os conectores 44 servem para enrijecer e resistir à deflexão lateral dos segmentos de viga inferior e superior 36 e 38 uns em relação aos outros e transferir a carga adquirida pelo segmento de viga superior 38 ao segmento de viga inferior 36 ou transferir a carga sustentada pelo segmento de viga inferior 36 ao segmento de viga superior 38. O espaçamento entre os conectores adjacentes 44 pode ser uniforme ou os conectores 44 podem ser espaçados mais intimamente em regiões onde a viga de suporte 24 é submetida à estresses maiores ou o espaçamento pode ser variado como resultado de interferência física a partir de outros elementos internos de coluna.

[027]Cada conector 44 compreende um primeiro travessão 46 que se estende ao longo de uma face de ambos os segmentos de viga inferior e superior 36 e 38 e é preso ao segmento de viga inferior 36 por soldagem ou de qualquer outra forma adequada que permita que o primeiro travessão 46 permaneça fixado firmemente ao segmento de viga inferior 36 quando submetido a forças de carregamento durante a operação da coluna de transfe-rência de massa 10. Em uma modalidade, cada conector 44 também inclui um segundo travessão 48 que se estende ao longo da face oposta dos segmentos de viga inferior e superior 36 e 38 e é preso ao segmento de viga superior 38 por soldagem ou de qualquer outra forma adequada. O primeiro e o segundo travessões 46 e 48 em cada conector 44 se encontram em um alinhamento horizontal genérico, porém, são, de preferência, verticalmente deslocados conforme descrito em maiores detalhes mais adiante. O primeiro e o segundo travessões 46 e 48 são formados a partir de metais ou de outros materiais tendo uma rigidez suficiente para resistir às forças aplicadas ao primeiro e ao segundo travessões 46 e 48 durante a operação da coluna de transferência de massa 10. O primeiro e o segundo travessões 46 e 48 pode ter qualquer forma adequada, tais como canais em formato de U que são posicionados com suas pernas ou flanges estendendo-se para fora a partir da face associada dos segmentos de viga superior e inferior 36 e 38.

[028]Alguns ou todos os conectores 44 incluem um pino de transferência de carga 50 que se estende através dos furos de indexação alinhados 52 no primeiro e no segundo travessões 46 e 48 e um furo 54 formado em um ou em ambos os segmentos de viga inferior e superior 36 e 38. Por exemplo, quando o furo 54 for posicionado na linha central longitudinal da viga de suporte 24, este é formado como uma fenda hemisférica na borda superior 40 do segmento de viga inferior 36 e uma fenda hemisférica na borda inferior 42 do segmento de viga superior 38. Os furos de indexação 52 e o pino de transferência de carga 50 são dimensionados de modo que o pino de transferência de carga 50 se encaixe firmemente dentro dos furos de indexação 52. O furo alinhado 54 formado em um ou em ambos os segmentos de viga inferior e superior 36 e 38 pode ser ligeiramente maior em diâmetro do que os furos de indexação 52 para facilitar a montagem da viga de suporte 24.

[029]De preferência, os furos de indexação 52 são posicionados no primeiro e no segundo travessões 46 e 48 de modo que o pino de transferência de carga 50 faça com que as bordas superior e inferior faceadas 40 e 42 dos segmentos de viga inferior e superior 36 e 38, respectivamente, sejam espaçadas a uma distância pré-selecionada. Esta separação entre os segmentos de viga inferior e superior 36 e 38 facilita a montagem da viga de suporte 24 evitando-se que as bordas superior e inferior 40 e 42 impeçam o alinhamento manual dos furos de indexação 52. Como resultado deste espaçamento entre os segmentos de viga inferior e superior 36 e 38, toda a carga sustentada pelo segmento de viga superior 38 é transferida ao segmento de viga inferior 36 através dos conectores 44 ou vice-versa. Por exemplo, quando a bandeja 26 ou outro elemento interno for suportado sobre a borda superior 32 do segmento de viga superior 38 e o segmento de viga inferior 36 for suportado sobre o invólucro de coluna 12, os conectores 44 transferem a carga do segmento de viga superior 38 ao segmento de viga inferior 36. Em outro exemplo, quando a bandeja 26 ou outro elemento interno for suportado pelo segmento de viga inferior 36 e o segmento de viga superior 38 for suportado sobre o invólucro de coluna 12, os conectores 44 transferem a carga do segmento de viga inferior 36 ao segmento de viga superior 38.

[030]Com o intuito de facilitar a desmontagem da viga de suporte 24, o pino de transferência de carga 50 em uma modalidade é fixado a um, mas não a ambos, entre o primeiro e o segundo travessões 46 ou 48 por soldagem ou através de qualquer outro método adequado. Alternativamente, o pino 50 pode estar sob a forma de um parafuso que é preso ao primeiro e ao segundo travessões 46 e 48 por uma porca rosqueada no parafuso. Devido ao fato de a carga ser transferida a partir do segmento de viga superior 38 ao segmento de viga inferior 36 primariamente através do pino de transferência de carga 50, este é construído a partir de um metal ou de outro material tendo uma resistência ao cisalhamento suficiente para resistir à força de cisalhamentos aplicada ao pino de transferência de carga 50 quando a viga de suporte 24 for completamente carregada durante a operação da coluna de transferência de massa 10.

[031]Os conectores 44 incluem uma pluralidade de fixadores 56 que se estendem através dos furos alinhados 58 no primeiro e no segundo travessões 46 e 48, bem como através dos furos 60 formados no segmento de viga inferior 36 e no segmento de viga superior 38. Os fixadores 56 podem incluir montagens de porca e parafuso ou outros dispositivos de fixação prontamente removíveis tendo uma resistência suficiente para resistir ao deslocamento lateral do segmento de viga superior 38 em relação ao segmento de viga inferior 36.

[032]Com o intuito de permitir a passagem dos segmentos de viga inferior e superior separados 36 e 38 através da escotilha aberta 22 no invólucro de coluna 12, o primeiro e o segundo travessões 46 e 48 em uma modalidade têm uma altura menor que a altura da viga de suporte 24. O primeiro e o segundo travessões 46 e 48 têm uma altura suficiente para sobrepor a junção entre os segmentos de viga superior e inferior 36 e 38 enquanto se estendem ao longo de uma porção suficiente da altura da viga de suporte 24 para proporcionar a resistência desejada ao deslocamento e à deflexão dos segmentos de viga inferior e superior 36 e 38, enquanto ainda permite que os segmentos de viga inferior e superior 36 e 38 sejam passados através da escotilha 22. De modo desejável, o primeiro travessão 46 sobrepõe em um grau maior o segmento de viga inferior 36 do que o segmento de viga superior 38 e o segundo travessão 48 sobrepõe em um grau maior o segmento de viga superior 38 do que o segmento de viga inferior 36. Como um exemplo, os primeiros travessões 46 po-dem se estender ao longo de toda a altura do segmento de viga inferior 36 e aproximadamente um quarto da altura do segmento de viga superior 38 e os segundos travessões 48 podem se estender ao longo de toda a altura do segmento de viga superior 38 e aproximadamente um quarto da altura do segmento de viga inferior 36.

[033]Nas modalidades das vigas de suporte 24 ilustradas nas Figuras 2 a 10, as vigas de suporte 24 incluem uma série de recortes espaçados 62 que reduzem o peso das vigas de suporte 24 e permitem que os fluxos de fluidos passem lateralmente através das vigas de suporte 24. Os recortes 62 são mostrados em contiguidade aos conectores 44 e tendo uma configuração hexagonal, porém, deve-se compreender que outras posições e configurações podem ser selecionadas e se encontram no escopo da presente invenção. Na modalidade ilustrada na Figura 11, os recortes são omitidos da viga de suporte 24.

[034]Nas modalidades das vigas de suporte ilustradas nas Figuras 2 a 11, os flanges estendendo-se para fora 64 são posicionados na borda superior 32 das vigas de suporte 24 para proporcionar uma área superficial maior para suportar as bandejas 26 ou outros elementos internos de coluna. Os flanges estendendo-se para fora 66 também são posicionados em ou próximos à borda inferior 34 das vigas de suporte 24 e podem servir para suportar painéis individuais de uma segunda bandeja 26 conforme mostrado na Figura 7 de acor-do com a modalidade alternativa das vigas de suporte 24 mostrada nas Figuras 7 a 10. Os flanges estendendo-se para fora 66 também podem servir para proporcionar uma base mais ampla para suportar as extremidades opostas 28 e 30 das vigas de suporte 24 nos alicerces 68 (Figura 6) soldados ou, de outro modo, fixados ao invólucro de coluna 12. As placas de aparafusamento 70 (Figura 6) também são soldadas ou, de outro modo, fixadas ao invólucro de coluna 12 para uma fixação adicional das extremidades opostas 28 e 30 das vigas de suporte 24 através de montagens de porca e parafuso (não mostradas) estendendo-se atra-vés dos furos de aparafusamento 72 nas extremidades 28 e 30. Na modalidade da viga de suporte 24 mostrada na Figura 12, proporciona-se somente um flange único 64 na borda superior 32 da viga de suporte 24 e um se proporciona flange único 66 na borda inferior 34 da viga de suporte 24. Os flanges únicos 64 e 66 são posicionados no mesmo lado da viga de suporte 24, porém, podem ser alternativamente colocados em lados opostos da viga de suporte 24.

[035]Em outra modalidade da invenção, o segundo travessão 48 pode ser omitido em cada conector 44 e os furos de indexação 52 são simplesmente formados no primeiro travessão 46 e no segmento de viga inferior ou superior 36 ou 38. Nesta modalidade, os primeiros travessões 46 podem ser colocados em faces opostas dos segmentos de viga inferior e superior 36 e 38 e em um padrão alternativo ou em outro padrão, com os furos de indexação 52 formados nos segmentos de viga inferior e superior 36 e 38 no padrão alternativo.

[036]A presente invenção inclui um método para preparar a viga de suporte 24 antes da instalação dentro da coluna de transferência de massa 10. O método compreende as etapas de formar o conector 44 posicionando-se temporariamente os segmentos de viga superior e inferior 36 e 38 no alinhamento ou registro desejado um em relação ao outro com um ligeiro espaçamento entre as bordas superior e inferior faceadas 32 e 34, posicionar o primeiro travessão 46 ao longo de uma face dos segmentos de viga inferior e superior 36 e 38, posicionar o segundo travessão ao longo de uma face oposta dos segmentos de viga inferior e superior 36 e 38 em um alinhamento geral com o primeiro travessão 46, inserir o pino de transferência de carga 50 através dos furos de indexação alinhados 52 no primeiro e no segundo travessões 46 e 48 e do furo 54 nos segmentos de viga inferior e/ou superior 36 e/ou 38, prender o primeiro travessão 46 ao segmento de viga inferior 36 e o segundo travessão 48 ao segmento de viga superior 38, e prender o pino de transferência de carga 50 ao primeiro ou ao segundo travessão 46 ou 48. Os furos alinhados 58 e 60 também são formados no primeiro e no segundo travessões e nos segmentos de viga inferior e superior, respectivamente, para receber os fixadores 56 durante a montagem subsequente da viga de suporte 24 na coluna de transferência de massa 10. Preparando-se a viga de suporte 24 desta maneira, esta pode ser prontamente remontada na coluna de transferência de massa 10 com os conectores 44 retornando os segmentos de viga inferior e superior 36 e 38 ao alinhamento obtido durante a preparação da viga de suporte 24.

[037]A invenção também se refere a um método de montagem da viga de suporte 24 dentro da coluna de transferência de massa 10. O método compreende as etapas de passar os segmentos de viga inferior e superior separados 36 e 38 através da escotilha aberta 22 ou de outra abertura no invólucro de coluna 12, colocar os segmentos de viga inferior e superior 36 e 38 em um alinhamento vertical e estendendo-se longitudinalmente, inserir o pino de transferência de carga através do furo no segmento de viga inferior e/ou no segmento de viga superior e, então, através do furo de indexação no primeiro ou no segundo travessão 46 ou 48 ao qual este não foi previamente preso, inserir um fixador 56 através dos furos alinhados 60, e prender o fixador ao primeiro e ao segundo travessões 46 e 48. A viga de suporte 24 pode ser parcialmente presa ao invólucro de coluna 12 durante a montagem da viga de suporte. Por exemplo, o segmento de viga inferior 36 pode ser colocado nos alicerces 68 e aparafusado às placas de aparafusamento 70 antes de o segmento de viga superior 38 ser preso ao segmento de viga inferior 36. Alternativamente, a viga de suporte 24 pode ser completamente montada antes de ser posicionada sobre os alicerces 68 e aparafusada às placas de aparafusamento 70. A coluna 10 pode estar em uma orientação vertical durante a montagem da viga de suporte 24 ou pode estar em uma orientação horizontal ou em outra orientação desejada durante a montagem.

[038]A partir do que foi dito acima, observa-se que a presente invenção é bem adaptada para atingir todas as finalidades e objetivos apresentados anteriormente no presente documento junto a outras vantagens que sejam inerentes à estrutura.

[039]Compreende-se que determinados recursos e subcombinações são úteis e podem ser empregados sem referência a outros recursos e subcombinações. Isto é contemplado e se encontra no escopo da invenção.

[040]Visto que muitas modalidades possíveis podem produzidas a partir da invenção sem divergir do escopo da mesma, deve-se compreender que toda a matéria aqui apresen- tada ou mostrada nos desenhos em anexo deve ser interpretada como ilustrativa e não em um sentido limitante.

Claims

1. Viga de suporte para suportar um elemento interno dentro de uma coluna de transferência de massa, a dita viga de suporte CARACTERIZADA pelo fato de que compreende: um segmento de viga superior tendo extremidades opostas, um comprimento longitudinal estendendo-se entre as extremidades opostas, uma borda inferior, uma borda superior, e uma primeira e uma segunda faces opostas; um segmento de viga inferior tendo extremidades opostas, um comprimento longitudinal estendendo-se entre as extremidades opostas, uma borda inferior, uma borda superior oposta, e uma primeira e uma segunda faces opostas; e uma pluralidade de conectores que prendem o segmento de viga superior e o segmento de viga inferior juntos em um alinhamento longitudinal à borda inferior do segmento de viga superior alinhado e voltado para a borda superior do segmento de viga inferior, em que cada um dos ditos conectores compreende: um primeiro travessão fixado ao longo das primeiras faces dos segmentos de viga inferior e superior; um segundo travessão fixado ao longo das segundas faces dos segmentos de viga inferior e superior; e um pino de transferência de carga estendendo-se através dos furos de indexação alinhados nos primeiro e segundo travessões e um furo formado em um ou em ambos os segmentos de viga inferior e superior.

2. Viga de suporte, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que a borda inferior do segmento de viga superior é espaçada da borda superior faceada do segmento de viga inferior pelo pino de transferência de carga estendendo-se através dos furos de indexação alinhados nos primeiro e segundo travessões.

3. Viga de suporte, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADA pelo fato de que cada um dos conectores inclui pelo menos um fixador estendendo-se através dos furos alinhados nos primeiro e segundo travessões e outro furo formado no segmento de viga inferior ou no segmento de viga superior.

4. Viga de suporte, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADA pelo fato de que cada um dos conectores inclui um primeiro fixador estendendo-se através dos furos alinhados nos primeiro e segundo travessões e um primeiro furo formado no segmento de viga inferior, e um segundo fixador estendendo-se através de furos alinhados adicionais nos primeiro e segundo travessões e um segundo furo formado no segmento de viga superior.

5. Viga de suporte, de acordo com a reivindicação 4, CARACTERIZADA pelo fato de que o primeiro travessão sobrepõe em um grau maior a primeira face do segmento de viga inferior do que a primeira face do segmento de viga superior e o segundo travessão sobrepõe em um grau maior a segunda face do segmento de viga superior do que a segunda face do segmento de viga inferior.

6. Viga de suporte, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que cada um dos conectores inclui um primeiro fixador estendendo-se através dos furos alinhados nos primeiro e segundo travessões e um primeiro furo formado no segmento de viga inferior, e um segundo fixador estendendo-se através dos furos alinhados adicionais nos primeiro e segundo travessões e um segundo furo formado no segmento de viga superior.

7. Viga de suporte, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADA pelo fato de que o primeiro travessão sobrepõe em um grau maior a primeira face do segmento de viga inferior do que a primeira face do segmento de viga superior e o segundo travessão sobrepõe em um grau maior a segunda face do segmento de viga superior do que a segunda face do segmento de viga inferior.

8. Viga de suporte, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que o primeiro travessão sobrepõe em um grau maior a primeira face do segmento de viga inferior do que a primeira face do segmento de viga superior e o segundo travessão sobrepõe em um grau maior a segunda face do segmento de viga superior do que a segunda face do segmento de viga inferior.

9. Viga de suporte, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que inclui uma pluralidade de recortes espaçados nos segmentos de viga inferior e superior para permitir que os fluxos de fluidos passem lateralmente através da viga de suporte.

10. Viga de suporte para suportar um elemento interno dentro de uma coluna de transferência de massa, a dita viga de suporte CARACTERIZADA pelo fato de que compreende: um segmento de viga superior tendo extremidades opostas, um comprimento longitudinal estendendo-se entre as extremidades opostas, uma borda inferior, uma borda superior, e uma primeira e uma segunda faces opostas; um segmento de viga inferior tendo extremidades opostas, um comprimento longitudinal estendendo-se entre as extremidades opostas, uma borda inferior, uma borda superior oposta, e uma primeira e uma segunda faces opostas; e uma pluralidade de conectores que prendem o segmento de viga superior e o segmento de viga inferior juntos em alinhamento vertical e estendendo-se longitudinalmente à borda inferior do segmento de viga superior alinhado e voltado para a borda superior do segmento de viga inferior em uma relação espaçada, em que cada um dos ditos conectores compreende: um primeiro travessão fixado ao longo das primeiras faces dos segmentos de viga inferior e superior; um segundo travessão fixado ao longo das segundas faces dos segmentos de viga inferior e superior; um pino de transferência de carga estendendo-se através dos furos de indexação alinhados nos primeiro e segundo travessões e um furo formado em um ou em ambos os segmentos de viga inferior e superior; um primeiro fixador estendendo-se através dos furos alinhados nos primeiro e segundo travessões e um primeiro furo formado no segmento de viga inferior; e um segundo fixador estendendo-se através de furos alinhados adicionais nos primeiro e segundo travessões e um segundo furo formado no segmento de viga superior, em que o primeiro travessão sobrepõe em um grau maior a primeira face do segmento de viga inferior do que a primeira face do segmento de viga superior e o segundo travessão sobrepõe em um grau maior a segunda face do segmento de viga superior do que a segunda face do segmento de viga inferior.

11. Viga de suporte, de acordo com a reivindicação 10, CARACTERIZADA pelo fato de que inclui uma pluralidade de recortes espaçados nos segmentos de viga inferior e superior para permitir que os fluxos de fluidos passem lateralmente através da viga de suporte.

12. Método de preparar uma viga de suporte para uso em uma coluna de transferência de massa, o dito método CARACTERIZADO pelo fato de que compreende as etapas de: posicionar os segmentos de viga superior e inferior em um alinhamento vertical e estendendo-se longitudinalmente entre si; posicionar um primeiro travessão ao longo de uma face dos segmentos de viga inferior e superior e um segundo travessão ao longo de uma face oposta dos segmentos de viga inferior e superior em alinhamento geral com o primeiro travessão; inserir um pino de transferência de carga através dos furos de indexação alinhados nos primeiro e segundo travessões e um furo nos segmentos de viga inferior e/ou superior; prender o primeiro travessão ao segmento de viga inferior e o segundo travessão 48 ao segmento de viga superior enquanto o pino de transferência de carga é inserido através dos furos de indexação; e prender o pino de transferência de carga ao primeiro ou ao segundo travessão.

13. Método, de acordo com a reivindicação 12, CARACTERIZADO pelo fato de que inclui a etapa de formar furos alinhados nos primeiro e segundo travessões e os segmentos de viga inferior e superior através dos quais os fixadores podem ser inseridos.

14. Método, de acordo com a reivindicação 12, CARACTERIZADO pelo fato de que a dita etapa de posicionar os segmentos de viga inferior e superior inclui a etapa de posicionar os segmentos de viga inferior e superior com um ligeiro espaçamento entre uma borda superior do segmento de viga inferior e uma borda inferior faceada do segmento de viga superior.

15. Método de instalar uma viga de suporte em uma coluna de transferência de massa, o dito método CARACTERIZADO pelo fato de que compreende as etapas de: passar os segmentos de viga inferior e superior separados através de uma escotilha aberta em um invólucro da coluna; colocar os segmentos de viga inferior e superior em um alinhamento estendendo-se longitudinalmente; inserir um pino de transferência de carga que seja preso a um primeiro travessão preso a uma face do segmento de viga inferior através de um furo no segmento de viga superior e, então, através de um furo de indexação no segundo travessão; inserir um fixador através dos furos alinhados nos primeiro e segundo travessões e no segmento de viga inferior ou superior; e prender o fixador aos primeiro e segundo travessões.

16. Método, de acordo com a reivindicação 15, CARACTERIZADO pelo fato de que o pino de transferência de carga mantém os segmentos de viga inferior e superior em uma relação espaçada.

17. Método, de acordo com a reivindicação 15, CARACTERIZADO pelo fato de que inclui a etapa de prender a viga de suporte ao invólucro da coluna.

18. Método, de acordo com a reivindicação 15, CARACTERIZADO pelo fato de que inclui a etapa de suportar um elemento interno sobre a viga de suporte.