BR112015001191B1 - sistema separador e processo para a redução da pressão - Google Patents

Abstract

SISTEMA SEPARADOR. A presente invenção refere-se a um sistema separador com um separador com um tambor giratório (2) com um eixo de rotação vertical, o qual apresenta um tubo de abastecimento (6) que se projeta no espaço distribuidor (23) de um distribuidor (7) e uma cobertura não giratória (3) que circunda o tambor (2), no qual entre a cobertura (3) e o tambor (2) está formado um espaço interno de cobertura (4) vedado em relação à área exterior da cobertura (3) e no qual o tambor (2) em uma área de entrada não está hermeticamente vedado em relação ao espaço interno da cobertura (4), no qual o próprio separador apresenta um equipamento (24) para a redução da pressão no espaço interno da cobertura (4) em decorrência das rotações do tambor (2) na forma de uma bomba injetora.

Description

[0001] A presente invenção refere-se a um sistema separador de acordo o preâmbulo da reivindicação 1.

[0002] Em si, esta forma de sistemas separadores, é bem conhecida. O nível genérico da técnica apresenta aEP1 119 416 B1.

[0003] A partir da EP 1 119 416 B1 conhece-se que para a geração de um vácuo em relação à área circundante no interior de uma cobertura com uma bomba, por meio do qual o consumo de energia para a rotação do tambor pode ser reduzido com base na redução de atrito na cobertura externa do tambor. A estrutura genérica e seu modo de operação se comprovaram.

[0004] No entanto, ainda existe uma necessidade de simplificação do conhecido sistema separador e o processo para a sua operação.

[0005] A invenção alcança este objetivo por meio do objeto da reivindicação 1. Além disso, cria o processo da reivindicação 9.

[0006] De acordo com as características da reivindicação 1, o próprio separador apresenta um equipamento para a redução da pressão no espaço interno da cobertura em decorrência das rotações do tambor na forma de uma bomba injetora. Deste modo, pode ser vantajosamente dispensado um dispositivo separador que gera o vácuo. Por meio desta medida, os custos para a produção do separador não aumentam ou somente aumentam ligeiramente.

[0007] De acordo com isso é criado um processo para a redução da pressão no espaço interno da cobertura de um sistema separador, no qual, com o equipamento na forma de uma bomba injetora, pode ser reduzida a pressão no espaço interno da cobertura.

[0008] Além disso, a invenção também cria um processo para a redução da pressão no espaço interno da cobertura com um sistema separador de acordo com a invenção, no qual antes do processamento de um produto, inicialmente, é conduzido um líquido, em particular, água pelo tambor para reduzir a pressão no interior da cobertura e que, posteriormente, é iniciado o efetivo processamento de um produto que deve ser processado. Deste modo, através da redução da pressão não é rejeitado nenhum produto. No entanto, também é concebível utilizar o próprio produto para a redução da pressão quando o mesmo é adequadamente insensível. Após um esvaziamento, caso haja necessidade, este procedimento pode ser repetido.

[0009] Outras configurações vantajosas estão indicadas nas demais reivindicações secundárias.

[0010] A seguir, com referência ao desenho do exemplo de configuração, a invenção está descrita em mais pormenores que apresentam na:

[0011] Figura 1 Uma representação em forma de corte esquemático de um sistema separador.

[0012] Figura 2 Uma representação em forma de corte esquemático de uma área parcial de um segundo sistema separador.

[0013] Figura 3 Uma representação em forma de corte esquemático de um terceiro sistema separador.

[0014] Figura 4 Uma representação esquemática de um sistema separador de acordo com a invenção com um compartimento de acionamento representado em corte.

[0015] A figura 1 apresenta um sistema separador 1 com um separador que apresenta, de preferência, um tambor 2 giratório com um eixo de rotação vertical D que pode ser instalado sobre um eixo de acionamento (neste caso, não representado).

[0016] O tambor 2 está circundado por uma cobertura 3 não giratória em operação que, de preferência, em sua área inferior está conectada com uma estrutura de máquina de modo que, no interior da cobertura 3 - entre a cobertura 3 e o tambor 2 - é formado um espaço interno de cobertura 4 vedado em relação ao exterior da cobertura 3. Além disso, neste caso, a cobertura 3 apresenta um coletor de matérias sólidas 5 para a coleta de matérias sólidas que emergem do tambor.

[0017] O tambor 2 está colocado sobre um eixo de acionamento aqui não representado e acoplado com o mesmo à prova de torque, no qual o eixo de acionamento, por sua vez, é giratório por meio de um motor aqui não representado.

[0018] Para a alimentação do produto no tambor 2, neste caso, serve o tubo de abastecimento 6 que se estende pela parte superior do tambor 2, o qual, não gira com o tambor 2 em operação, ao invés disso, fica imóvel. Esta é forma de configuração preferida, embora no contexto da invenção também possam ser executadas configurações nas quais a alimentação do produto é efetuada pela parte inferior do tambor 2 (aqui não representado).

[0019] O tubo de abastecimento 6 desemboca com sua extremidade inferior em um distribuidor 7, que apresenta os canais de distribuição 8 para a introdução de um produto a ser processado no espaço interno do tambor 9.

[0020] De preferência, o tambor 2 apresenta uma forma cônica simples ou, de preferência, cônica dupla com uma parte inferior de tambor 10 e uma parte superior de tambor 11. De preferência, no espaço interno do tambor está disposto um conjunto de discos separadores 12 composto de discos separadores 13 axialmente distanciados, no qual, neste caso, no interior do conjunto de discos separadores 12 estão formados um ou mais canais ascendentes 14. Mas isso, no âmbito da invenção, não é obrigatório.

[0021] O sistema separador representado na figura 1 permite uma separação e, de preferência, também uma clarificação de um produto a ser processado em três fases: uma fase líquida mais simples e uma mais pesada e uma fase de matérias sólidas. Esta configuração é vantajosa, mas não é obrigatória. Os separadores de acordo com a invenção também podem ser formados ou ser operados como simples dis-positivos de separação para a separação de líquido / líquido ou como dispositivos de clarificação para a separação de sólidos / líquidos. No último caso mencionado, para a derivação da somente uma fase de líquidos, somente seria necessário um disco de descamação (aqui não representado).

[0022] A fase líquida mais simples flui no conjunto de discos separadores radialmente para o interior e segue em um ou mais canais de derivação 15 em um eixo distribuidor 16 para cima e finalmente é conduzida em uma primeira câmara de descamação 17 e a partir daí através de um disco de descamação 18 (na forma de uma bomba centrípeta) e uma derivação 37 a partir do tambor 2.

[0023] Por sua vez, a fase líquida mais pesada flui com as matérias sólidas no conjunto de discos separadores 12 radialmente para o exterior, ali flui através da borda externa radial de um disco separador 19 acima do conjunto de discos 12 e neste ponto é conduzida através de outro canal de derivação 20 em uma câmara de descamação 21 e a partir deste ponto através de um segundo (disco de descamação imóvel) 22 (por sua vez, na forma de uma bomba centrípeta) através de uma derivação 38 a partir do tambor 2.

[0024] As matérias sólidas são expelidas por aberturas de descarga de matérias sólidas 35, as quais podem ser fechadas por distribuidores de êmbolo 36 que podem ser hidraulicamente acionados. No entanto, concebível também seria um tambor com bocais para a descarga contínua de matérias sólidas ou um tambor sem descarga de matérias sólidas, quando uma destas não for requerida (separação líquida de líquido).

[0025] No eixo distribuidor 16 está formado um compartimento de distribuição 23 (por exemplo, uma perfuração) a partir da qual derivam os canais de distribuição 8.

[0026] Além disso, no compartimento de distribuição 23 projeta-se o segmento inferior do tubo de abastecimento 6, no qual entre o tubo de distribuição 6 que não gira e o compartimento de distribuição 14 está formado um intervalo de circunferência 27. Na perfuração do compartimento de distribuição 23, podem estar formadas, na parte externa, nervuras ou elementos de nervuras que, a partir da altura, encobrem, pelo menos, áreas parciais da base e radialmente podem alcançar até o intervalo da circunferência 23 do tubo de abastecimento. Abaixo do tubo de abastecimento, as nervuras podem também estar formadas até o eixo de rotação.

[0027] Para, em operação, gerar um vácuo no espaço interno da cobertura 4 entre o tambor 2 e a cobertura 3, o próprio separador apresenta um equipamento 24 para a redução da pressão no espaço interno da cobertura em decorrência das rotações do tambor na forma de uma bomba injetora.

[0028] De acordo com a figura 1, este equipamento 24, em uma configuração vantajosa, está formado como uma conexão de fluido - neste caso como uma conexão de fluido 24 - entre o espaço interno da cobertura 4 e o compartimento de distribuição 23. Neste caso, isso é realizado de um modo simples pelo fato de que a conexão de fluido 24 é formada como uma conexão separada no interior do tubo de abastecimento 6, que não apresenta nenhuma comunicação com o tubo de abastecimento ou é fluidicamente totalmente separada, no qual, de preferência, está formada uma abertura de entrada 25 na conexão de fluido 24 acima de ambos os discos de descamação 18, 22 e é formada acima do tambor giratório 2 como abertura radial 25 no tubo de abastecimento 6. A partir da abertura 25 estende-se a conexão de fluido 24 no interior do tubo de abastecimento 6 através do mesmo axial até o eixo de distribuição 16, onde está formada uma saída 26 no compartimento de distribuição 23.

[0029] Desta maneira é possível executar de um modo simples o necessário canal de fluido ou uma conexão de fluido entre o espaço interno da cobertura 4 e o compartimento de distribuição 23. Em operação - quando o líquido é conduzido no tambor, este canal de fluido atua na forma de uma bomba injetora, de modo que o gás/ar é transportado a partir do espaço interno da cobertura 4 através da conexão de fluido 24 para o compartimento de distribuição 23, a partir do qual o ar ou o gás é derivado com o líquido (ou produto) através do tambor 2 e sua descarga ou descargas (neste caso os discos de descamação).

[0030] O efeito da bomba injetora também se produz quando a conexão de fluido 24 estende-se em parte paralela no tubo de abastecimento e em seguida finaliza aberta neste (veja figura 3). A conexão de fluido 24, então, não é conduzida para o exterior na extremidade 26 (com referência ao tubo de abastecimento), porém termina aberta no tubo de abastecimento na extremidade 26. Deste modo, a abertura somente deve estar situada na direção de fluxo. Neste caso, se necessário, o tubo poderia, conforme o caso, ser ainda mais puxado para baixo, mas pode também ser mais curto do que na figura 1.

[0031] Particularmente vantajoso é quando, em operação, antes do processamento de um produto, seja inicialmente conduzido um líquido neutro como água através do tambor 2 para reduzir suficientemente a pressão no interior da cobertura 3, por exemplo, em 30 KPa (0,3 bar) ou mais. Então - quando a pressão no interior da cobertura 3 estiver suficientemente reduzida - o efetivo processamento do produto pode ser efetuado. Quando a conexão de gás no processamento do produto não interfere, o próprio produto também pode ser utilizado como o meio de transporte ou o líquido.

[0032] Sem dúvida, é possível realizar a redução da pressão no interior da cobertura 3 apenas com a medida descrita, com a qual o atrito no invólucro externo do tambor 2 e com isso o consumo de energia ficam nitidamente reduzidos. No entanto, também é concebível utilizar um suporte correspondente de “bomba geradora de vácuo” para reduzir ainda mais a pressão no interior da cobertura 3 (aqui não representada).

[0033] Um dispositivo de medição (não representado) permite, de modo vantajoso, a supervisão da pressão no espaço interno da cobertura 4.

[0034] Deve ser enfatizado que com a medida descrita não é necessário vedar hermeticamente o tambor 2 em relação ao espaço interno da cobertura 4. Esta despesa de uma correspondente configuração hermética pode ser dispensada.

[0035] De acordo com a variante da figura 2 a conexão do canal de fluido 24 pode ser realizada de outro modo.

[0036] Neste caso, a conexão de fluido 24 pode ser realizada de um modo simples de acordo com as seguintes características:

[0037] - um intervalo de circunferência 27 entre a parte superior do tambor e um eixo de disco de descamação 28,

[0038] - uma primeira perfuração 30 (indicada em linha tracejada) através do disco de descamação superior 22 lateral ao efetivo canal do disco de descamação 31,

[0039] - um intervalo de circunferência 32 entre as primeira e se gunda câmaras de descamação (17, 21),

[0040] - uma segunda perfuração 33 (indicada em linha tracejada) através do disco de descamação inferior 18 lateral ao efetivo canal do disco de descamação 34,

[0041] e o intervalo 39 entre o tubo de abastecimento 6 e o eixo de distribuição 16. Concebível também seria esta variante para um tambor com somente uma garra com uma perfuração em somente esta garra.

[0042] O modo de operação do exemplo de configuração da figura 2 corresponde, em princípio, ao da figura 1. Nesta variante, o gás é transportado a partir do espaço interno da cobertura 4 através das perfurações 30/33, o compartimento de distribuição 23, os canais de distribuição 8, o tambor e os discos de descamação 18, 22 e através a partir do sistema em rotação. Assim, também nesta variante, como na figura 1, o tambor é configurado hermeticamente fechado.

[0043] A conexão de fluido também pode ser realizada de outro modo. No entanto, a variante da figura 2 pode ser realizada de forma particularmente econômica, uma vez que necessita apenas de duas perfurações nos discos de descamação e de outra forma não requer medidas estruturais adicionais no separador.

[0044] É vantajoso quando é gerado um vácuo inferior a 70 KPa (0,7 bar), de preferência, inferior a 60 KPa (0,6 bar), particularmente inferior a 50 KPa (0,5 bar).

[0045] No espaço interno da cobertura 4, de acordo com a figura 4, complementar em um tambor aqui não representado em pormenores, em particular, de acordo com o tipo da figura 1 ou 2, além disso, está conectada uma bomba 41 complementar em uma conexão de vácuo 40 (ou outro equipamento para a redução da pressão no espaço interno da cobertura 4 em relação ao ambiente), com a qual, pode ser gerado um vácuo no espaço interno da cobertura 4, complementar em relação ao ambiente U, na parte externa do espaço interno da cobertura 4.

[0046] Em caso de ser incluída a área de acionamento 42 para o motor de acionamento 43 abaixo do tambor, em uma configuração semelhante ao da figura 4, como acionamento direto na área de vácuo do espaço interno da cobertura, deste modo, isso pode ser realizado de um modo particularmente simples por meio da criação de uma co- nexão aberta 44 de ambos os espaços. Neste caso, é particularmente vantajoso estabelecer a conexão próxima aos eixos de rotação. Também seria concebível, fechar a conexão 44 e, ao invés disso, reduzir a pressão na área de acionamento com uma bomba ou similar (não representada).

[0047] Aqui, a área de acionamento 42 é limitada por um alojamento de acionamento 45 que, de acordo com o objetivo, para também gerar na área de acionamento 42 um vácuo em relação ao ambiente U, por sua vez, com exceção da conexão 44, é efetuada em um tipo correspondente de estrutura vedada. Para esta finalidade, de acordo com a figura 4, entre os elementos do invólucro de acionamen-to, por sua vez, estão formadas vedações apropriadas.

[0048] Além disso, na área de acionamento 42 está disposto um sistema de lubrificação 46, o qual serve para a lubrificação do rolamento do eixo 47 do eixo 49 e/ou para a lubrificação de componentes do motor.

[0049] Aqui, na área de acionamento 42, além disso, ainda desembocam derivações e alimentações 48 de um ou mais circuitos de agentes de refrigeração, neste caso, uma vez para o motor, bem como uma vez para o sistema de lubrificação.

[0050] Fica entendido que para a criação de um vácuo, respectivamente de acordo com as figuras 1 até 4, da área a ser evacuada, em conformidade devem ser vedadas em relação ao ambiente (em particular a cobertura, dos coletores de matérias sólidas (quando existentes) e, conforme o caso, a estrutura de acionamento ou outras áreas que limitam a área circundante do tambor. Relação de números de referência: 1 Sistema separador 2 Tambor 3 Cobertura 4 Espaço interno da cobertura 5 Coletores de matérias sólidas 6 Tubo de abastecimento 7 Distribuidor 8 Canais de distribuição 9 Espaço interno do tambor 10 Parte inferior do tambor 11 Parte superior do tambor 12 Conjunto de discos separadores 13 Discos separadores 14 Canais ascendentes 15 Canal de derivação 16 Eixo de distribuição 17 Câmara de descamação 18 Disco de descamação 19 Disco separador 20 Canal de derivação 21 Câmara de descamação 22 Disco de descamação 23 Compartimento de distribuição 24 Conexão de fluido 25 Entrada 26 Saída 27 Intervalo de circunferência 28 Eixo de disco de descamação 30 Primeira perfuração Canal de disco de descamação Intervalo de circunferência Segunda perfuração Canal de disco de descamação Aberturas de descarga de matérias sólidas Distribuidores de êmbolo Derivação Derivação Intervalo Conexão de vácuo Bomba Área de acionamento Motor de acionamento Conexão Alojamento de acionamento Sistema de lubrificação Rolamento de eixo Derivações e alimentações Eixo

Claims (9)

1. Sistema separador com um separador com um tambor giratório (2) com um eixo de rotação vertical, que apresenta um tubo de abastecimento (6) que se projeta no espaço distribuidor (23) de um distribuidor (7) e com uma cobertura não giratória (3) que circunda o tambor (2), no qual entre a cobertura (3) e o tambor (2) está formado um espaço interno de cobertura (4) vedado em relação à área exterior da cobertura (3) e no qual o tambor (2) em uma área de entrada não está hermeticamente vedado em relação ao espaço interno da cobertura (4), no qual o próprio separador apresenta um equipamento (24) para a redução da pressão no espaço interno da cobertura (4) em decorrência das rotações do tambor (2) na forma de uma bomba injetora, em que o equipamento para a redução da pressão no espaço interno da cobertura (4) em decorrência de rotações do tambor (2) como, pelo menos, uma conexão de fluido (24) entre o compartimento de distribuição e o espaço interno da cobertura (4) é formado, de modo que em rotações do tambor e em abastecimento de produto através do tubo de abastecimento (6) e através do distribuidor (7) no tambor (2) é aspirado gás/ar a partir do espaço interno da cobertura (4) através da conexão de fluido no compartimento de distribuição (23), a partir da qual é derivada através do tambor (2) e, pelo menos, uma derivação (37, 38) a partir do tambor (2), caracterizado pelo fato de que a conexão de fluido é formada como uma conexão de fluido (24) entre o espaço interno da cobertura (4) e o compartimento de distribuição (23) que é formado no tubo de abastecimento (6).

2. Sistema separador de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a conexão de fluido (24) apresenta uma entrada (25) que é formada no tubo de abastecimento (6) acima do tambor (2) e que a conexão de fluido (24) estende-se axialmente até a altura do eixo de distribuição (16), onde está formada uma saída (26) no compartimento de distribuição (23).

3. Sistema separador de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a conexão de fluido (24) apresenta, pelo menos, uma perfuração (30, 33) que passa através do disco de descamação.

4. Sistema separador de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a conexão de fluido (24) desemboca no tubo de abastecimento.

5. Sistema separador de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a conexão de fluido (24) apresenta uma abertura (26) orientada na direção de fluxo do tubo de abastecimento.

6. Sistema separador de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a mesma apresenta adicionalmente um equipamento (24) ou uma bomba adicional para bombear gás/ar a partir do espaço interno da cobertura para a área externa da cobertura (3).

7. Processo para a redução da pressão no espaço interno da cobertura de um sistema separador como definido em qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que com o equipamento (24) é reduzida a pressão no espaço interno da cobertura (4) e que a partir de um processamento de um produto a ser processado, inicialmente, é conduzido um líquido pelo tambor (2), para com o equipamento (24), na forma de uma bomba injetora, reduzir a pressão no interior da cobertura (4) e que, posteriormente, é iniciado o efetivo processamento de um produto que deve ser processado.

8. Processo de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o líquido é o próprio produto.

9. Processo de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o líquido é água.

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