BR112014026647B1 - dispositivo para decantar um sobrenadante recebido em um clarificador - Google Patents

dispositivo para decantar um sobrenadante recebido em um clarificador Download PDF

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Abstract

DISPOSITIVO PARA DECANTAR UM SOBRENADANTE RECEBIDO EM UM CLARIFICADOR. Trata-se de um dispositivo para decantar um sobrenadante recebido em um clarificador (1) que compreende: um decantador (2) que é fixado de modo pivotante a um clarificador (1) e que compreende uma cabeça de decantador (5) que tem uma abertura de entrada de água (6), um dispositivo de pivoteamento (7) que é conectado ao decantador (2) por meio de um atuador (8) com um comprimento ajustável para elevar e baixar a abertura de entrada de água (6) em relação a um fundo (B) do clarificador (1), um primeiro dispositivo de medição (9) para medir um nível de preenchimento (H1) da água residual (Ab) recebida no clarificador (1), um dispositivo para determinar um comprimento (L) do atuador (8), um dispositivo de avaliação com o qual uma distância (H2) da abertura de entrada de água (6) do decantador (2) ao fundo (B) do clarificador (1) pode ser determinada a partir do comprimento (L) do atuador (8), e um controlador (S) para controlar o dispositivo de pivoteamento (7) de modo que uma profundidade de imersão (E) de abertura de entrada de água (6), que resulta da diferença entre o nível de preenchimento (H1) e a distância (H2), seja mantida em uma faixa específica.

Description

[0001] A invenção refere-se a um dispositivo para decantar um sobrenadante recebido em um clarificador de acordo com o preâmbulo da reivindicação 1.
[0002] Tal dispositivo é conhecido, por exemplo, a partir do documento n2WO 2008/014856.
[0003] De acordo com a técnica anterior, também é geralmente conhecido fixar um sensor hidrostático à cabeça de decantador. O sensor hidrostático é conectado por meio de um cabo a um controlador fornecido fora do clarificador. Um motor para acionar o guincho de cabo de acordo com os sinais entregues do sensor hidrostático é controlado por meio do controlador, de modo que uma profundidade de imersão de uma abertura de entrada de água fornecida na cabeça de decantador seja mantida em uma faixa predefinida.
[0004] Na prática, o sensor hidrostático falha algumas vezes ou o cabo fornecido entre o sensor hidrostático e o controlador é algumas vezes danificado. No caso de dano ao cabo, isso também pode resultar em dano ao controlador.
[0005] O objetivo da invenção é superar as desvantagens de acordo com a técnica anterior. Em particular, um dispositivo para decantar um sobrenadante recebido em um clarificador deve ser especificado, sendo que tal dispositivo não é suscetível a falhas e é robusto. De acordo com um objetivo adicional da invenção, deve ser possivel produzir o dispositivo com complexidade simplificada de fabricação.
[0006] Esse objetivo é alcançado pelos recursos da Reivindicação 1. As modalidades convenientes da invenção virão à tona a partir dos recursos das reivindicações 2 a 8.
[0007] De acordo com a invenção, o dispositivo genérico para decantar um sobrenadante recebido em um clarificador compreende os seguintes recursos:
[0008] um primeiro dispositivo de medição para medir um nivel de preenchimento da água residual recebido no clarificador,
[0009] um dispositivo para determinar um comprimento do atuador,
[00010] um dispositivo de avaliação com o qual uma distância da abertura de entrada de água do decantador ao fundo do clarificador pode ser determinada a partir do comprimento do atuador, e
[00011] um controlador para controlar o dispositivo de pivoteamento de modo que uma abertura de entrada de água profundidade de imersão, que resulta da diferença entre o nivel de preenchimento e a distância, seja mantida em uma faixa especifica.
[00012] Em contraste com a técnica anterior, é possivel, com o dispositivo proposto, dispensar o fornecimento de um sensor hidrostático na cabeça de decantador. Consequentemente, uma suscetibilidade a falhas ou reparo de dispositivos convencionais causados como resultado do dito sensor podem ser evitados. O dispositivo proposto de acordo com a invenção é de estrutura simples, robusta e não é suscetível a falhas. Com o dispositivo de acordo com a invenção, todos os parâmetros necessários para determinar a profundidade de imersão podem ser medidos por meio de dispositivos de medição, que são encaixados fora da água residual recebida no clarificador. Não há necessidade de uma disposição indesejada de cabos através da água residual recebida no clarificador. O dispositivo proposto é caracterizado por uma menor complexidade de fabricação e montagem.
[00013] O atuador com comprimento ajustável pode ser um tubo hidraulicamente ajustável, um atuador ajustável, por exemplo, por meio de um acionamento de fuso ou similares, etc. De acordo com uma modalidade particular vantajosa, o atuador é selecionado a partir do seguinte grupo: cabo, correia, corrente. Nesse caso, o dispositivo de pivoteamento compreende um guincho para receber tal atuador. Para acionar o guincho, um motor elétrico ou um motor hidráulico pode ser fornecido. O atuador proposto e também o dispositivo proposto de pivoteamento são robustos e não são suscetíveis a falhas e estão adicionalmente disponíveis de modo relativamente rentável.
[00014] Em particular, com o uso de uma correia, uma primeira largura do guincho pode corresponder aproximadamente a uma segunda largura da correia, de modo que a correia seja recebida no guincho de forma substancialmente congruente. O uso de uma correia e um guincho correspondente ao mesmo permite um desenrolamento e enrolamento reproduzível. A profundidade de imersão da abertura de entrada de água pode ser, desse modo, controlada de forma particularmente precisa.
[00015] De acordo com uma modalidade adicional, o dispositivo para determinar o comprimento do atuador compreende um segundo dispositivo de medição para medir um ângulo de rotação do guincho. Tal dispositivo de medição está convencionalmente disponível. Por exemplo, o dito dispositivo de medição pode ser fornecido em um motor, um mecanismo fornecido a jusante do motor onde for aplicável, ou no próprio guincho. 0 segundo dispositivo de medição, por exemplo, compreende um disco perfurado ou com fenda e um detector óptico, com o qual, no caso de uma rotação do disco de perfuração ou com fenda, um ângulo de rotação pode ser determinado a partir do número determinado de furos ou fendas. Outros dispositivos de medição adequados compreendem, por exemplo, um disco com marcações magnéticas e um detector ou similares correspondentes ao mesmo. 0 uso de sensores de movimento, por exemplo sensores de giro ou similares, também é concebível.
[00016] O respectivo comprimento do atuador pode ser determinado a partir da medição do ângulo de rotação. O ângulo de rotação e o comprimento do atuador determinado a partir do dito ângulo correspondem novamente à distância. No caso do uso, por exemplo, de uma correia e um guincho, não há relação linear entre o ângulo de rotação e o comprimento do atuador ou da distância. Nesse caso, uma função de correção correspondente é armazenada no dispositivo de avaliação, com o qual a função de correção que a respectiva distância pode ser determinada a partir do ângulo de rotação medido. Tal função de correção pode ser definida de modo fixo. No entanto, a dita função de correção também pode ser calculada no local medindo-se uma posição de pivô máxima e uma posição de pivô minima do decantador e pode ser armazenada no dispositivo de avaliação. Desse modo, é possível adaptar de maneira particularmente simples o controlador às respectivas condições. 0 dispositivo de avaliação pode compreender um estágio de controle com o qual a profundidade de imersão pode ser controlada.
[00017] De acordo com uma modalidade adicional, o controlador compreende uma primeira função de comutação, com a qual uma operação do dispositivo de pivoteamento é interrompida quando uma posição superior predefinida da cabeça de decantador é alcançada. Além disso, o controlador pode compreender uma segunda função de comutação, com a qual uma operação do dispositivo de pivoteamento é interrompida quando uma posição inferior predefinida da cabeça de decantador é alcançada. As funções de comutação podem ser programáveis, por exemplo. No entanto, elementos adequados de comutação para detectar a posição superior e inferior da cabeça de decantador também podem ser fornecidos. Com as funções de comutação propostas, uma operação de pivô fora de uma faixa de pivô predefinida do decantador é evitada de forma segura e confiável. Isso contribui adicionalmente para a falta de suscetibilidade a falhas do dispositivo.
[00018] Uma modalidade da invenção será explicada em mais detalhes com base nos desenhos, nos quais:
[00019] A Figura 1 mostra uma vista plana de um dispositivo de acordo com a invenção,
[00020] A Figura 2 mostra uma vista em corte de acordo com a linha de seção A-A na Figura 1,
[00021] A Figura 3 mostra esquematicamente um diagrama de blocos de um controlador,
[00022] A Figura 4 mostra esquematicamente o comprimento do atuador em relação ao número de revoluções do guincho, e
[00023] A Figura 5 mostra esquematicamente a distância em relação ao número de revoluções do guincho.
[00024] Nas Figuras 1 e 2, um decantador 2 é mantido de modo pivotante em uma extremidade do mesmo em um mancai de pivô 3 em um clarificador 1. O decantador 2 tem um tubo 4 que se estende do mancai de pivô 3 e uma cabeça de decantador 5 disposta na segunda extremidade do tubo 4 e se estende de modo perpendicular à mesma. A cabeça de decantador 5, no lado de baixo do mesmo que se volta para um fundo B do clarificador 1, tem uma abertura de entrada de água em formato de fenda 6. O numeral de referência 7 indica um guincho, no qual um cabo 8 conectado à cabeça de decantador 5 é recebido. 0 numeral de referência L indica um comprimento do atuador ou do cabo 8. O comprimento L descreve a respectiva distância entre a cabeça de decantador 5 e o dispositivo de pivoteamento ou o guincho 7.
[00025] O numeral de referência 9 indica um primeiro dispositivo de medição para medir o nivel de preenchimento Hl de água residual Ab recebido no clarificador 1. 0 primeiro dispositivo de medição pode ser um dispositivo de medição por radar ou ultrassom. Uma distância entre a abertura de entrada de água 6 e o fundo B é denotada pelo simbolo de referência H2. A profundidade de imersão E da abertura de entrada de água 6 denotada pelo símbolo de referência E é dada a partir da diferença entre a altura de preenchimento Hl e a distância H2. A profundidade de imersão é mantida de modo conveniente, na prática, em uma faixa de 30 a 80 cm, preferencialmente de 40 a 70 cm.
[00026] A Figura 3 mostra esquematicamente um diagrama em bloco de um controlador S. 0 controlador S pode ser um controlador de computador de processo convencional. O numeral de referência 10 indica uma segunda disposição de medição, com o qual um ângulo de rotação do guincho 7 é medido e transmitido ao controlador S. A altura de preenchimento Hl é medida com o primeiro dispositivo de medição 9 e um sinal correspondente também é transmitido ao controlador S.
[00027] Por meio do controlador S, a distância H2 é determinada a partir do ângulo de rotação medido pelo segundo dispositivo de medição 10. Além disso, uma diferença entre o nível de preenchimento Hl e a distância H2 é calculada com o controlador S. Uma profundidade de imersão E dada a partir do mesmo é comparada com um valor predefinido da profundidade de imersão E. De acordo com o resultado obtido com a comparação, o motor M fornecido para acionar o guincho 7 é acionado de modo que a profundidade de imersão E seja estabelecida ao valor predefinido da profundidade de imersão E.
[00028] A Figura 4 mostra esquematicamente o comprimento desenrolado L do cabo 8 ou do atuador em relação ao número de revoluções U do guincho 7. Com o número decrescente de revoluções U do guincho 7, o diâmetro do mesmo aumenta devido ao cabo 8 enrolado no mesmo. O comprimento L do cabo 8 diminui por revolução U do guincho 7 com número crescente de revoluções U.
[00029] A Figura 5 mostra esquematicamente a distância H2 em relação ao comprimento L do atuador 8. A distância H2 e o comprimento L do atuador têm uma relação trigonométrica um como outro.
[00030] Com o uso das funções mostradas nas Figuras 4 e5, a distância H2 pode ser determinada a partir do respectivo ângulo de rotação do guincho 7. Nas Figuras 4 e 5, o respectivo ângulo de rotação é dado multiplicando-se o número de revoluções do guincho 7 por 360°. LISTA DE SÍMBOLOS DE REFERÊNCIA 1 clarificador 2 decantador 3 mancai de pivô 4 tubo 5 cabeça de decantador 6 abertura de entrada de água 7 guincho 8 cabo 9 primeiro dispositivo de medição 10 segundo dispositivo de medição Ab água residual B fundo E profundidade de imersão Hl nível de preenchimento H2 distância L comprimento M motor S controlado

Claims (8)

1. DISPOSITIVO PARA DECANTAR UM SOBRENADANTE RECEBIDO EM UM CLARIFICADOR (1), compreendendo: um decantador que é fixado de modo pivotante a um clarificador (1) e que compreende um tubo (4), uma extremidade do qual é mantida de forma pivotante em um mancal de pivô (3) e a outra extremidade do qual uma cabeça de decantador (2) que se estende de modo perpendicular ao mesmo e tem uma abertura de entrada de água (6) é fornecida, um dispositivo de pivoteamento (7) que é conectado ao decantador (2) por meio de um atuador (8) com um comprimento ajustável para elevar e baixar a abertura de entrada de água (6) em relação a um fundo (B) do clarificador (1), caracterizado por: um primeiro dispositivo de medição (9) para medir um nível de preenchimento (Hl) da água residual (Ab) recebida no clarificador (1), um dispositivo para determinar um comprimento (L) do atuador (8), um dispositivo de avaliação com o qual uma distância (H2) da abertura de entrada de água (6) do decantador (2) ao fundo (B) do clarificador (1) pode ser determinada a partir do comprimento (L) do atuador (8), e um controlador (S) para controlar o dispositivo de pivoteamento (7) de modo que uma profundidade de imersão (E) de abertura de entrada de água (6), que resulta da diferença entre o nível de preenchimento (Hl) medida com o dispositivo de medição (9) e a distância (H2) determinada por meio do dispositivo de avaliação, é mantida em uma faixa específica.
2. DISPOSITIVO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo atuador (8) ser selecionado a partir do seguinte grupo: cabo, correia, corrente, e em que o dispositivo de pivoteamento compreende um guincho (7) para receber tal atuador (8).
3. DISPOSITIVO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado por um motor elétrico (M) ou um motor hidráulico ser fornecido para acionar o guincho (7).
4. DISPOSITIVO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado por, com o uso de uma correia, uma primeira largura do guincho (7) corresponder aproximadamente a uma segunda largura da correia, de modo que a correia seja recebida no guincho (7) de forma substancialmente congruente.
5. DISPOSITIVO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo dispositivo para determinar o comprimento (L) do atuador (8) compreender um dispositivo de medição (10) para medir um ângulo de rotação do guincho (7).
6. DISPOSITIVO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo dispositivo de avaliação compreender um estágio de controle, com o qual a profundidade de imersão (E) pode ser controlada.
7. DISPOSITIVO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo controlador (S) compreende uma primeira função de comutação, com a qual uma operação do dispositivo de pivoteamento (7) é interrompida quando uma posição superior predefinida da cabeça de decantador (5) é alcançada.
8. DISPOSITIVO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo controlador (S) compreender uma segunda função de comutação, com a qual uma operação do dispositivo de pivoteamento (7) é interrompida quando uma posição inferior predefinida da cabeça de decantador (5) é alcançada.
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