BR112017019112B1

BR112017019112B1 - Sistema de bombeamento hidráulico para manipulação de um meio pastoso

Info

Publication number: BR112017019112B1
Application number: BR112017019112-1A
Authority: BR
Inventors: Arnoldus Gertrudis Hendrikus Wilmsen; Ronald Godefridus Anna Keijers
Original assignee: Weir Minerals Netherlands B.V.
Priority date: 2015-03-09
Filing date: 2016-03-03
Publication date: 2023-02-14
Also published as: CA2977442C; JP2018507979A; ZA201705784B; CA2977442A1; CN107407266B; WO2016144161A1; AU2016229643B2; AU2020294221A1; EP3268607A1; EP3268607B1; JP6701216B2; AU2016229643A1; CN107407266A; BR112017019112A2

Abstract

SISTEMA DE BOMBEAMENTO HIDRÁULICO PARA UM MEIO PASTOSO. A presente invenção se refere a um sistema de bombeamento hidráulico para bombear um meio pastoso compreendendo pelo menos duas bombas de deslocamento positivo reciprocante, estando ambas as bombas dispostas para entrada alternada de meio pastoso através de uma entrada de sucção e descarga de meio pastoso através de uma saída de descarga, e válvulas de descarga de pistão / cilindro para fechamento alternado e abertura de cada saída de descarga. Em um primeiro aspecto, são descritas formas de realização de um sistema de bombeamento hidráulico para manipulação de um meio pastoso compreendendo pelo menos duas bombas de deslocamento positivo reciprocante, sendo ambas as bombas dispostas para a entrada alternada de meio pastoso através de uma entrada de sucção e descarga de meio pastoso através de uma saída e válvulas de descarga de pistão / cilindro para fechamento e abertura alternada de cada saída de descarga, bem como meios de controle para controlar o fechamento e a abertura alternativos de ambas as válvulas de descarga de pistão / cilindro, de modo que durante o funcionamento não ocorre diferença de volume na descarga do meio pastoso. Em outro aspecto do sistema de bombeamento hidráulico, os referidos (...).

Description

Histórico da Invenção

[001] A presente invenção se refere a um sistema de bombeamento hidráulico para bombear um meio pastoso, pelo menos, compreendendo pelo menos duas bombas de deslocamento positivo alternativo, ambas as bombas sendo dispostas para captação alternada do meio pastoso através de uma entrada de sucção e descarga do meio pastoso através de uma saída de descarga, e válvulas de descarga de pistão/cilindro para fechamento e abertura alternados de cada saída de descarga.

[002] Em bombas de deslocamento positivo alternativo, um elemento de deslocamento, como um pistão ou êmbolo, sofre um movimento alternativo dentro de uma caixa de cilindro que possibilita o deslocamento positivo do meio pastoso a ser manuseado (deslocado ou bombeado). Em uma realização particular da bomba alternativa, o movimento alternativo do elemento de deslocamento é gerado por um mecanismo que transfere o movimento de rotação do mecanismo de acionamento por bomba em um movimento alternativo do elemento de deslocamento. As realizações particulares deste mecanismo podem incluir eixo de manivela, eixo excêntrico, eixo de comando ou mecanismos de disco excêntrico, por exemplo, conforme revelado na Figura 1 de WO2011/126367.

[003] Tais bombas de deslocamento positivo alternativo são usadas para bombear meios de pasta contra a pressão relativamente elevada, em comparação às bombas centrífugas de estágio único, por exemplo. As características adicionais destas bombas de deslocamento positivo incluem alta eficiência e uma saída de fluxo precisa, mas uma capacidade de fluxo relativamente baixa em comparação às bombas centrífugas. Quando as necessidades de fluxo de uma aplicação típica não podem ser atendidas com uma única bomba, diversas bombas de deslocamento positivo podem ser dispostas paralelas, de modo que suas entradas de sucção e/ou saídas de descarga sejam conectadas e combinadas em uma única linha de sucção e/ou descarga. Isto significa que o fluxo de soma das bombas individuais pode atender às necessidades de fluxo total da aplicação. A combinação de bombas de deslocamento individual e as linhas de sucção e descarga de interconexão forma um sistema de bombeamento.

[004] Na publicação WO2011/126367 da técnica anterior mencionada acima, um sistema de controle de desvio de fase é revelado para um sistema de bombeamento compreendido de diversas bombas de deslocamento positivo alternativo, em que a velocidade das bombas individuais é controlada de modo que um desvio de desejado entre os ciclos da bomba das bombas individuais seja obtido e mantido. Cada saída de descarga das bombas individuais é provida com uma válvula de descarga, a qual deve ser aberta e fechada no momento correto durante os ciclos de bomba individual das bombas individuais. Para criar um fluxo quase sem pulsação na saída de descarga, além de um controle de desvio de fase adequado das bombas de deslocamento, as válvulas de descarga também são fechadas e abertas de modo controlado, preferencialmente de modo que a pressão através da válvula de descarga seja zero.

[005] Para garantir que a pressão através da válvula de descarga seja zero, um curso pré-compressão é realizada antes da abertura da respectiva válvula de descarga. As oscilações de pressão no fluxo de descarga do meio pastoso deslocado resultam em consistência variável durante o processamento adicional e, portanto, afeta adversamente a qualidade do produto do meio pastoso.

[006] Além disso, o deslocamento das hastes da válvula das respectivas válvulas de descarga, que são operadas independentemente entre si, cria uma pequena alteração no fluxo e, com isto, uma oscilação de pressão na saída.

Descrição Resumida da Invenção

[007] Em um primeiro aspecto, são reveladas as realizações de um sistema de bombeamento hidráulico para bombear um meio pastoso, compreendendo pelo menos duas bombas de deslocamento positivo alternativo, ambas as bombas sendo dispostas para captação alternada do meio pastoso através de uma entrada de sucção e descarga do meio pastoso, através de uma saída de descarga, e válvulas de descarga de pistão/cilindro para fechamento e abertura alternados, cada saída de descarga, bem como meios de controle, para controle do fechamento e abertura alternados de ambas as válvulas de descarga de pistão/cilindro, de modo que durante a operação não ocorra diferença de volume na descarga do meio pastoso.

[008] Em outro aspecto do sistema de bombeamento hidráulico, o dito meio de controle compreende uma montagem de alavanca que interconecta os pistões de ambas as válvulas de acionamento de pistão/cilindro.

[009] Em particular, a dita montagem de alavanca compreende uma alavanca que possui duas extremidades, cada extremidade sendo articuladamente conectada ao pistão de uma das ditas válvula de acionamento de pistão/cilindro.

[010] Em outro aspecto, as ditas válvulas de descarga de pistão/cilindro são válvulas de descarga de acionamento hidráulico de pistão/cilindro e em que o dito meio de controle compreende uma linha hidráulica que interconecta ambos os cilindros das ditas válvulas de descarga de acionamento hidráulico de pistão/cilindro.

[011] Em uma realização, a linha hidráulica pode interconectar ambos os cilindros à lateral do pistão destes, ao passo que em outra realização, a dita linha hidráulica interconecta ambos os cilindros à lateral do cilindro destes. Isto significa que não ocorrerá nenhuma diferença de volume durante o curso de fechamento e abertura de ambas as válvulas de descarga conforme o volume hidráulico deslocado durante a abertura de uma válvula de descarga é adicionado através da interconexão da linha hidráulica à outra válvula de descarga durante o fechamento. Como não ocorrerão oscilações de volume no fluxo de descarga do meio pastoso deslocado, isto resulta em um produto (o meio pastoso deslocado) com a mesma consistência e, portanto, qualidade de produto.

[012] Em uma realização, cada válvula de descarga de acionamento hidráulico de pistão/cilindro pode compreender um primeiro sensor para detecção da posição do pistão na posição fechada da válvula de descarga, bem como um segundo sensor para detecção da posição do pistão na posição aberta da válvula de descarga. Assim, as posições extremas opostas dos pistões de ambas as válvulas de descarga são monitoradas eletronicamente, uma vez que assistência destes interruptores de proximidade garante um movimento sincronizado de ambos os pistões. Além disso, não ocorrerá nenhuma alteração no volume combinado na lateral de descarga.

[013] Devido a esta sincronização, a abertura de uma válvula de descarga resultará automaticamente no fechamento da outra válvula de descarga e, portanto, não ocorrerá nenhuma oscilação indesejada no fluxo através da saída de descarga.

[014] Em uma realização, o sistema pode compreender ainda um meio de refil hidráulico para adição do meio hidráulico a uma válvula de descarga de acionamento hidráulico de pistão/cilindro com base nos sinais gerados pelo primeiro sensor de uma válvula de descarga e pelo segundo sensor da outra válvula de descarga, de modo que o volume hidráulico combinado de ambas as câmaras de pistões e a linha hidráulica de interconexão são sempre para que os pistões atinjam sua posição extrema durante a operação do sistema de bomba. Em tal disposição, a abertura de uma válvula de descarga resultará automaticamente no fechamento da outra válvula de descarga, e a oscilação indesejada no fluxo de descarga é evitada.

[015] Em uma realização, o sistema de bomba pode compreender ainda uma ou mais válvulas de sucção de acionamento hidráulico de pistão/cilindro para fechamento e abertura alternados de cada entrada de sucção.

[016] Em uma realização, o sistema de bomba pode compreender ainda uma carcaça de bomba que possui uma entrada central que interconecta ambas as entradas de sucção, bem como uma saída central que interconecta ambas as saídas de descarga.

[017] Em uma realização, a dita carcaça de bomba pode compreender duas câmaras de bomba, cada câmara de bomba sendo interconectada a uma das ditas bombas de deslocamento positivo alternativo, e cada câmara de bomba sendo provida com uma entrada de sucção e uma saída de descarga. Isto provê que uma construção simples, porém eficaz, do sistema de bomba com dimensões limitadas seja obtida, o que é benéfico no caso de instalação e manutenção.

[018] Os demais aspectos, recursos e vantagens ficarão evidentes a partir da descrição detalhada a seguir quando levados em conjunto com os desenhos anexos, os quais são uma parte da presente invenção e que ilustram, por meio de exemplos, os princípios das invenções reveladas.

Breve Descrição dos Desenhos

[019] Os desenhos anexos facilitam o entendimento de diversas realizações: - A Figura 1 é uma primeira vista parcial de uma realização de um sistema de bomba, em conformidade com a presente invenção; - A Figura 2a é uma segunda vista parcial de uma realização de um sistema de bomba, em conformidade com a presente invenção; - A Figura 2b é uma vista parcial de outra realização de um sistema de bomba, em conformidade com a presente invenção; - A Figura 2c é uma vista parcial de ainda outra realização de um sistema de bomba, em conformidade com a presente invenção; - A Figura 3 é uma bomba característica de uma realização de um sistema de bombeamento em conformidade com a presente invenção.

Descrição Detalhada da Invenção

[020] As Figura 1 e Figura 2a combinadas revelam uma realização não limitante de um sistema de bombeamento hidráulico. O sistema de bombeamento hidráulico é indicado com o numeral de referência (10) e consiste de pelo menos duas bombas de deslocamento positivo alternativo (100, 200), que são conectadas a uma carcaça de bomba (11). Cada uma das bombas de deslocamento positivo alternativo (100, 200) consiste de uma estrutura de bomba na qual um elemento de deslocamento (101, 201), moldado como um pistão é acomodado de forma móvel em uma caixa de cilindro (104, 204). O elemento de deslocamento (101, 201) é conectado por meio de uma haste de pistão (102, 202), a qual é deslocada de forma alternativa usando um mecanismo de acionamento de bomba (103, 203), não mostrado.

[021] Dita bomba de deslocamento positivo alternativo é capaz de bombear ou manusear um meio pastoso em oposição à pressão relativamente elevada em comparação aos demais tipos de bombas, como bombas centrífugas. Em particular, uma bomba de deslocamento positivo (conforme indicado com o numeral de referência 100 na Figura 1) pode operar em um nível de pressão elevada e gerar uma saída de fluxo precisa do meio pastoso a ser deslocado, embora com uma capacidade de fluxo relativamente baixa. Para aumento da capacidade de fluxo do meio pastoso a ser deslocado, diversas bombas de deslocamento positivo alternativo (na Figura 1, duas destas bombas (100, 200) são mostradas) são usadas de modo paralelo, conforme indicado na Figura 1, e sua característica de bomba combinada é usada para obter o fluxo de descarga elevado necessário e exigido do meio pastoso.

[022] O mecanismo de acionamento de bomba (103, 203) é acionado de modo que os elementos de deslocamento (101, 201) são movidos de modo alternativo, mas também em um modo ‘fora de fase’ Isto significa que uma bomba de deslocamento positivo realize seu curso de descarga, ao passo que a outra bomba de deslocamento positivo realiza seu curso de sucção. Os cursos alternados de sucção e descarga das duas bombas de deslocamento positivo resultam em um fluxo de descarga combinado das bombas individuais, cuja soma pode atender às exigências de fluxo total da aplicação industrial na qual o sistema de bombeamento hidráulico deve ser implementado.

[023] A Figura 2a revela em mais detalhes outra parte do sistema de bomba (10), em particular a carcaça de bomba (11) à qual ambas as bombas de deslocamento positivo alternativo (100, 200) são conectadas.

[024] A carcaça de bomba (11) é provida com uma entrada de sucção central (12) e uma saída de descarga central (18) para a captação e descarga do meio pastoso a ser bombeado pelo sistema de bomba (10). Para cada bomba de deslocamento positivo individual (100, 200), a entrada de sucção central (12) está em comunicação fluida com as câmaras de entrada de sucção (14a, 14b) através de entradas de sucção (13a, 13b). Cada entrada de sucção individual (13a, 13b) pode ser aberta e fechada pela assim denominada válvula de sucção de acionamento hidráulico de pistão/cilindro (30a, 30b). Cada válvula de sucção (30a, 30b) compreende uma estrutura de válvula (31a, 31b), que coopera com a base da entrada de sucção individual (13a, 13b) quando a dita válvula de sucção (30a, 30b) encontra-se em sua posição fechada. Cada estrutura da válvula (31a, 31b) é montada a uma haste de pistão (32a’, 32b’), cuja haste (32a’, 32b’) é provida com um elemento de pistão (32a, 32b) que é acomodado de forma móvel em uma caixa de válvula (O elemento de pistão (32a, 32b) e a caixa de válvula ((33a, 33b), a qual é preenchida com um meio hidráulico.

[025] O meio hidráulico pode ser introduzido de modo alternado em cada lateral do elemento de pistão (32a, 32b) através de linhas hidráulicas (34a-35a, 34b-35b) e por meio de uma válvula de coletor (36a, 36b), que se conecta às linhas de suprimento P2 e T2. A linha de suprimento P2 contém um reservatório (40) para o meio hidráulico. O suprimento do meio hidráulico a ambas as laterais do elemento de pistão (32a, 32b) faz com que a válvula hidráulica (30a, 30b) abra ou feche a respectiva entrada de sucção (13a, 13b) através da estrutura da válvula (31a, 31b).

[026] Cada câmara de sucção (14a, 14b) está em comunicação fluida com a câmara de cilindro (104, 204) na qual o elemento de deslocamento (101, 201) é deslocado de forma alternativa durante a operação.

[027] Cada câmara de sucção individual (14a, 14b) é provida ainda com uma saída de descarga (15a, 15b). Ambas as saídas de descarga (15a, 15b) se comunicam em uma câmara de descarga combinada (16) e também com a saída de descarga central (18).

[028] Ambas as saídas de descarga individuais (15a, 15b) são dispostas para serem abertas e fechadas pelas válvulas de descarga (20a, 20b). Cada válvula de descarga (20a, 20b) compreende uma estrutura de válvula (21a, 21b), que coopera com a base da saída de descarga individual (15a, 15b) quando a dita válvula de descarga (20a, 20b) encontra-se em sua posição fechada.

[029] Na Figura 2a, a válvula de descarga (20b) é representada em sua posição fechada onde a estrutura da válvula (21b) se ajusta na base da saída de descarga (15b), fechando assim a câmara de sucção (14b) a partir da câmara de descarga combinada (16). Da mesma forma, a válvula de descarga (20a) encontra-se em sua posição aberta permitindo a comunicação fluida entre a câmara de sucção (14a) e a câmara de descarga central (16) (e, portanto, a saída de descarga central (18)).

[030] Também representada na Figura 2a nesta situação operacional, encontra-se a válvula de sucção (30a) em sua posição fechada, tendo uma estrutura de válvula (31a) que fecha a base da entrada de sucção (13a). Similarmente, a outra válvula de sucção (30b) encontra-se em sua posição aberta, permitindo que a entrada de sucção (13b) esteja em comunicação fluida com a entrada central (12) e a câmara de sucção (14b).

[031] Nesta situação operacional, a bomba de deslocamento positivo (100) realiza seu curso de descarga, em que o elemento de descarga (101) é deslocado no cilindro (104) escoando qualquer meio pastoso contido na câmara de sucção (14) através da saída de descarga (15a), a câmara de descarga central (16) em direção à saída de descarga central (18), e assim para fora do sistema de bomba. Da mesma forma, a bomba de deslocamento positivo (200) realiza seu curso de sucção, em que o elemento de deslocamento (201) realiza um movimento que é contrário ao movimento do elemento de deslocamento (101) da bomba de deslocamento positivo (100) durante o curso de descarga. Durante o curso de sucção do elemento de deslocamento (201) do meio pastoso é retirado da entrada de sucção central (12) através da entrada de sucção (13b) para a câmara de sucção (14b).

[032] No geral, a quantidade de captação de pasta através da entrada de sucção é definida pela quantidade do meio pastoso que é deslocada pelo curso de descarga anterior da dita bomba de deslocamento positivo.

[033] Após a conclusão do curso de sucção da bomba de deslocamento positivo (200) e a conclusão simultânea do curso de descarga da outra da bomba de deslocamento positivo (100), a válvula de sucção (30b) é fechada em abertura simultânea da válvula de sucção (30a). Da mesma forma, a válvula de descarga (20a) é fechada, ao passo que a válvula de descarga (20b) é aberta.

[034] O curso de sucção subsequente da bomba de deslocamento positivo (100) faz com que o meio pastoso a ser retirado na agora câmara de bomba de descarga (14a) através da entrada de sucção (13a) e o meio pastoso contido na outra câmara de sucção (14b) é agora liberado pela bomba de deslocamento positivo (200) durante seu curso de descarga. O dito meio pastoso liberado é forçado através da nova saída de descarga aberta (15b) na câmara de descarga combinada (16) e em direção à saída de descarga central (18).

[035] Conforme já descrito no preâmbulo deste pedido de patente, é desejado um controle preciso dos ciclos de bomba alternativa das bombas individuais para criar um fluxo quase sem pulsação na saída de descarga central. No entanto, nos sistemas de bomba da técnica anterior atualmente conhecida, as pulsações de pressão no fluxo de descarga ainda ocorrem para diversas causas operacionais e hidráulicas.

[036] Nos sistemas de bomba conhecidos, as válvulas de descarga são operadas independentemente. Ao olhar para a Figura 2a, e em particular para a válvula de descarga fechada (20b), fica evidente que a estrutura de válvula (21b) com a parte da haste do pistão (22b) que se estende na câmara de descarga (16) representa um determinado volume, o qual não é ocupado pelo meio pastoso presente na câmara de descarga (16). No momento de abertura da válvula de descarga (20b), este volume anteriormente ocupado pela haste de pistão estendida e a estrutura de válvula é disponibilizado ao volume geral do meio pastoso na câmara de descarga (16). Este volume extra que é disponibilizado causa uma redução de volume e, portanto, ocorre uma redução temporária da pressão.

[037] Da mesma forma, ao fechar uma válvula de descarga por deslocamento da estrutura de válvula e da haste do pistão na base de sua respectiva saída de descarga, este volume adicional é acrescido à câmara de descarga (16), fazendo com que um volume adicional do meio pastoso volume mude para o volume do meio pastoso que é deslocado através da saída de descarga central (18) e, portanto, aumento temporário da pressão. O controle independente das válvulas de descarga nos sistemas de bomba da técnica anterior cria alterações indesejadas de volume durante a abertura e fechamento que auxilia para as oscilações de pequena pressão no meio pastoso que é liberado através da saída de descarga central (18).

[038] Além da desvantagem acima, para garantir que a pressão através das estruturas de válvula de descarga (21a, 21b) durante a troca entre o curso de sucção e de descarga seja a menor possível, cada bomba de deslocamento positivo realiza um curso de pré-compressão no meio pastoso a ser liberado em sua respectiva câmara de bombeamento (14a, 14b) antes da abertura da respectiva estrutura de válvula (21a, 21b) das válvulas de descarga (20a, 20b). Este curso pré- compressão é representado na Figura 3, a qual revela as características da bomba e o controle de sequência de um elemento de deslocamento (101, 201) de cada bomba de deslocamento positivo. Cada bomba realiza três estágios de forma sequencial: a. Primeiro, o curso de descarga no qual se inicia a partir de t=0, a velocidade é intensificada da velocidade de pré-compressão até a velocidade de descarga exigida V1 em tacc. b. Após a conclusão do curso de descarga, a bomba troca para o curso de sucção. A velocidade real exigida V2 do curso de sucção é determinada pelo controle do tempo no qual a válvula de descarga da bomba pré-comprimida é aberta. c. Finalmente, o curso pré-compressão, no qual a pressão no cilindro da bomba é pré-comprimida à mesma pressão na segunda bomba, que realiza naquele momento o curso de descarga.

[039] No entanto, devido à massa e inércia dos componentes pesados destas bombas, a pré-compressão do meio pastoso exige tempo de acionamento extra e, portanto, a velocidade do respectivo cilindro é aumentada durante seu curso de sucção. Infelizmente, as oscilações de pressão ainda ocorrem devido, nos sistemas conhecidos, à pré-compressão do cilindro não ser 100% concluída no momento em que a etapa de aumento diminuição inicia (a troca ente o curso de sucção e de descarga das bombas de deslocamento positivo (100, 200)), que pode ocorrer se o enchimento é menor que o esperado.

[040] As desvantagens acima, com as limitações de massa e inércia dos componentes de bomba, ainda criam pequenas oscilações de pressão sobre a estrutura de válvula (21a, 21b) durante a troca do curso de descarga para o curso de sucção de cada bomba de deslocamento positivo (100, 200). Estas pequenas oscilações de pressão são indesejáveis quando o meio pastoso a ser bombeado pelo dito sistema de bomba possui uma natureza de biomassa.

[041] Os sistemas de bomba como descrito acima, quando usados em aplicações de biomassa, por exemplo, onde o meio pastoso a ser bombeado consiste de polpa de madeira, não exigem pulsações de pressão na saída de descarga central. Nenhuma oscilação de pressão na saída de descarga central (18) leva a um melhor produto de biomassa produzido na instalação de biomassa conectada à saída de descarga central (18). Na prática, fica evidente que uma pequena oscilação de pressão no fluxo de descarga leva a um produto de biomassa que possui uma consistência diferente e, portanto, uma qualidade inferior.

[042] O sistema de bomba 10 conforme revelado nas Figuras 1 e 2a é capaz de gerar um fluxo de descarga do meio pastoso deslocado através da saída de descarga central (18) sem oscilações de pressão que resulta em consistência constante do meio pastoso de biomassa. Isto leva a uma qualidade de produto aperfeiçoada e constante do meio pastoso de biomassa para processamento adicional em uma instalação de biomassa.

[043] De acordo com a presente invenção, o sistema de bomba agora é capaz de prover um fluxo sem pulsação na saída de descarga (18). Isso é acompanhado através dos meios de controle, que controlam o fechamento e abertura alternados de ambas as válvulas de descarga de pistão/cilindro (20a, 20b), de modo que durante a operação não ocorre nenhuma diferença de volume na descarga (18) do meio pastoso. Na Figura 2a, os ditos meios de controle compreendem uma linha hidráulica (24), que interconecta ambas as câmaras de cilindro (23a, 23b) das válvulas de descarga (20a, 20b).

[044] Conforme destacado, cada válvula de descarga (20a) compreende uma estrutura de válvula (21a, 21b), que se ajusta na base da saída de descarga (15a, 15b). A estrutura de válvula é montada sobre uma haste de pistão (22a’, 22b’), que termina com um elemento de pistão (22a, 22b), que é acomodado de forma móvel em uma caixa de válvula (20a’, 20b’). O elemento de pistão (22a, 22b) e a caixa de válvula (20a’, 20b’) definem uma câmara de cilindro (23a, 23b), que é preenchida com um meio hidráulico. Devido à interconexão hidráulica entre ambas as câmaras de cilindro (23a, 23b) através da interconexão da linha hidráulica (24), nenhuma diferença de volume entre ambas as válvulas de descarga ocorrerá durante a troca simultânea de ambas as válvulas de descarga (20a, 20b) a partir de sua posição aberta e fechada.

[045] Isto significa que, uma vez que a válvula (21b) da válvula de descarga (20b) é deslocada de sua posição fechada para sua posição aberta (conforme mostrado na Figura 2a), o meio hidráulico contido na câmara de cilindro (23b) é deslocado por meio do elemento de pistão (22b) através da interconexão da linha hidráulica (24) em direção à câmara de cilindro (23a), fazendo com que o elemento de pistão (22a), a haste de pistão (22a’) e a estrutura de válvula (21a) sejam deslocados em direção à posição fechada até a estrutura de válvula (21a) repousar na base da saída de descarga (15a).

[046] Não ocorrerão diferenças de volume dentro da câmara de descarga (16), uma vez que o volume do meio pastoso aumenta devido à retirada da haste de (volume de) pistão (22b’) na caixa de válvula (20b’) (e parcialmente da estrutura de válvula (21b)), que será simultaneamente compensado pela redução de meio pastoso volume, devido à expansão da haste de (volume de) pistão (22a’) fora da caixa de válvula (20a) (e parcialmente da estrutura de válvula (21a)).

[047] Como resultado, as diferenças de pressão indesejadas entre a saída de descarga serão evitadas, e um fluxo de descarga de pulsação totalmente sem pressão na saída de descarga central 18 ser obtido.

[048] Além disso, o curso pré-compressão é totalmente concluído no momento de ação de aumento - diminuição é iniciada e a soma do fluxo do meio hidráulico de ambos os cilindros é sempre 100%.

[049] Na Figura 2a, a linha hidráulica (24) interconecta ambas as caixas de válvula (20a’, 20b’) (câmaras de cilindro (23a) e (23b)) das válvulas de descarga (20a, 20b) na lateral de pistão destas, na lateral dos elementos de pistão (22a, 22b). Na Figura 2b, é mostrada outra realização de um sistema de bomba. A realização da Figura 2b é amplamente idêntica à realização do sistema de bomba revelada na Figura 2a e descrita acima, e também sua operação é idêntica. No entanto, na Figura 2b, o numeral de referência (24’) representa uma linha hidráulica, similar à linha hidráulica (24) da Figura 2a, que interconecta ambas as caixas de válvula (20a’, 20b’) das válvulas de descarga (20a, 20b) na lateral do cilindro destas, na lateral das hastes de pistão (22a’, 22b’) opostas à lateral dos elementos de pistão (22a, 22b).

[050] Ao interconectar ambas as caixas de válvula (20a’, 20b’) por meio da interconexão da linha hidráulica (24, 24’), essas pequenas pulsações de volume e pressão não estão mais presentes conforme o volume deslocado de uma válvula de descarga é compensado pela mesma alteração de volume criada pela outra válvula de descarga.

[051] A fim de garantir o fechamento e abertura simultâneos de ambas as válvulas de descarga de modo que não ocorra nenhuma diferença de volume entre as câmaras de cilindro (23a, 23b), em ambas as realizações mostradas na Figura 2a, 2b e 2c, cada válvula de descarga (20a, 20b) é provida com sensores (25a, 26a, 25b, 26b), que detectam as posições extremas dos elementos de pistão (22a, 22b) dentro da câmara de cilindro (23a, 23b) quando em posição totalmente fechada ou totalmente aberta. Em particular, o sensor (25a, 25b) gerará um sinal quando a estrutura de válvula (21a, 21b) está fechando completamente sua respectiva saída de descarga (15a, 15b) conforme o sensor (25a, 25b) detectará adequadamente a posição do elemento de pistão (22a, 22b) naquela posição de fechamento extremo. Da mesma forma, o sensor (26a, 26b) detectará o elemento de pistão (22a, 22b) em sua outra posição extrema, significando que a válvula de descarga (20a, 20b) está totalmente aberta. Em particular, os mecanismos de controle de ambas as válvulas de descarga (20a, 20b) são interconectados.

[052] O sensor (25a) (que detecta a posição totalmente fechada da válvula de descarga (20a)) é interconectado ao sensor (26b) (que detecta a posição totalmente aberta da válvula de descarga (20b)) e, da mesma forma, o sensor (25b) (que detecta a posição totalmente fechada da válvula de descarga (20b)) é interconectado ao sensor (26a) (que detecta a posição totalmente aberta da válvula de descarga (20a)). Ao interconectar os sensores de ambas as válvulas de descarga (20a, 20b) em laterais opostas do elemento de pistão (22a, 22b), é obtido um controle adequado conforme sua atuação simultânea por sua respectiva válvula de fechamento ou abertura garante uma sincronização total do fechamento e abertura de ambas as válvulas de descarga.

[053] Isso também garante que não ocorrerá nenhuma alteração no volume do meio hidráulico em ambas as câmaras de cilindro (23a, 23b) e a interconexão da linha hidráulica (24, 24’)

[054] A abertura da dita válvula hidráulica (20b) (com início na situação na Figura 2) será detectada pelo sensor (25b) e também será simultaneamente detectada pelo sensor (26a) conforme a válvula de descarga (20a) é movida em direção à sua posição fechada. O acionamento simultâneo do sensor (26b, 25a) acionará a posição totalmente aberta da válvula de descarga (20b) e a posição totalmente fechada da válvula de descarga (20a). Qualquer desvio do acionamento simultâneo de ambos os pares de sensores (25a-26b, 25b-26a) será um sinal de que ocorreu alteração no volume ocupado pelo meio hidráulico nas câmaras de cilindro (23a, 23b) e a linha hidráulica (24, 24’).

[055] Qualquer escassez de meio hidráulico pode ser suprida por meio da válvula (29) e da linha de interconexão (24, 24’) Da mesma forma, qualquer excedente de meio hidráulico pode ser removido da linha de interconexão (24, 24’) e da válvula (29).

[056] Na Figura 2c, ainda é revelada outra realização de um sistema de bomba, em que o meio de controle para controle do fechamento e abertura alternados de ambas as válvulas de descarga de pistão/cilindro, de modo que durante a operação não ocorra diferença de volume na descarga de meio pastoso compreenda uma montagem de alavanca (240) que interconecta os elementos de pistão (22a, 22b) de ambas as válvulas de pistão/cilindro (20a, 20b).

[057] Conforme mostrado, a dita montagem de alavanca (240) compreende uma alavanca (240) tendo duas extremidades, cada extremidade sendo conectada de forma articulada ao elemento de pistão (22a, 22b) de uma das ditas válvulas de acionamento de pistão/cilindro (20a, 20b). Além disso, e como mostrado na Figura 2c, a montagem de alavanca (240) compreende dois elementos de subalavanca (230a, 230b), cada um conectado ao seu respectivo elemento de pistão (22a, 22b), bem como com a extremidade da alavanca (240).

[058] Preferencialmente, cada conexão é uma conexão de articulação.

[059] A alavanca (240) é conectada de forma articulada ao seu ponto intermediário (241a) com o mundo sólido.

[060] Na descrição acima das realizações pditas, a terminologia específica foi escolhida para fins de clareza. No entanto, a invenção não pretende ser limitada aos termos específicos assim selecionados, e deve ser compreendida que cada termo específico inclui todos os equivalentes técnicos que operam de modo similar para realizar um objetivo técnico similar. Os termos tais como “frontal” e “traseiro”, “interno e externo”, “acima”, “abaixo”, “superior” e “inferior” e similares são usados como palavras de conveniência para prover pontos de referência e não devem ser interpretados como termos limitantes.

[061] A referência na presente descrição a qualquer publicação anterior (ou informações derivadas dela), ou a qualquer assunto que é conhecido, não é e não deve ser levada como um reconhecimento ou admissão ou qualquer forma de sugestão de que a publicação anterior (ou informações derivadas dela) ou assunto conhecido forma parte do conhecimento comum geral na área de esforços aos quais a presente descrição se refere.

[062] Na presente descrição, o termo “compreendendo” deve ser entendido em seu sentido “livre”, que é, no sentido de “incluir” e, portanto, não limitado ao sentido “fechado”, que é o sentido de “consistindo apenas de”. Um significado correspondente deve ser atribuído aos termos correspondentes “compreende”, “compreendido” e “compreende” onde aparecem.

[063] Além disso, o exposto acima descreve que apenas algumas realizações das invenções, e alterações, modificações, adições e/ou alterações podem ser realizadas sem se desviar do escopo e espírito das realizações reveladas, as realizações sendo ilustrativas e não restritivas.

[064] Além disso, invenção(ões) é(são) descrita(s) em conexão com o que é(são) atualmente considerada(s) a(s) realização(ões) pdita(s) e mais prática(s), deve ser compreendido que a invenção não está limitada à(s) realização(ões) revelada(s), mas, ao contrário, pretende cobrir diversas modificações e disposições equivalentes incluídas no espírito e escopo da(s) invenção(ões). Além disso, as diversas realizações descritas acima podem ser implementadas em conexão com outras realizações, por exemplo, aspectos de uma realização podem ser combinado com aspectos de outra realização para realizar ainda outras realizações. Além disso, cada recurso ou componente independente de qualquer dada montagem pode constituir uma realização adicional.

Claims

1. Sistema de bombeamento hidráulico para manipulação de um meio pastoso, compreendendo - pelo menos duas bombas de deslocamento positivo reciprocante (100, 200), estando ambas as bombas (100, 200) dispostas para a entrada alternada de meio pastoso através de uma entrada de sucção central (12, 13a-13b) e descarga de meio pastoso através de uma saída de descarga central (15a-15b, 18), e - válvulas de descarga (20a, 20b) para alternadamente fechar e abrir cada saída de descarga (15a, 15b), sendo que as saídas de descarga (15a, 15b) se comunicam em uma câmara de descarga combinada (16) e adicionalmente com a saída de descarga central (15a- 15b, 18), e sendo que cada válvula de descarga (20a, 20b) é acionada por um pistão/cilindro com a válvula de descarga (20a, 20b) sendo montada em uma haste de pistão (22a’, 22b’) e um elemento de pistão (22a, 22b), que estão acomodados de modo móvel dentro de uma câmara de cilindro (23a, 23b) de uma caixa de válvula (20a’, 20b’), caracterizado pelo fato de que o sistema de bombeamento hidráulico compreende meios de controle para controlar o fechamento e a abertura alternativos das válvulas de descarga (20a, 20b), sendo que os meios de controle são estruturados para interconectar as válvulas de descarga (20a, 20b), de modo que, durante o funcionamento do sistema de bombeamento hidráulico, os meios de controle estão dispostos em fechamento e abertura simultâneos das válvulas de descarga (20a, 30b), de modo que não ocorre diferença de volume na descarga de meio pastoso.

2. Sistema de bombeamento hidráulico, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os ditos meios de controle compreendem um conjunto de alavanca (240, 241) que interconecta os pistões (22a, 22b) das válvulas de descarga (20a, 20b).

3. Sistema de bombeamento hidráulico, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o dito conjunto de alavanca (240) compreende uma alavanca (241; 230a, 230b) tendo duas extremidades, sendo cada extremidade conectada de forma articulada ao pistão (22a, 22b) de uma das válvulas de descarga (20a, 20b).

4. Sistema de bombeamento hidráulico, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as ditas válvulas de descarga (20a, 20b) são válvulas de descarga (20a, 20b) acionadas hidráulicas, e sendo que os ditos meios de controle compreendem uma linha hidráulica (24) que interconecta ambos os cilindros (23a, 23b) das ditas válvulas de descarga (20a, 20b) hidráulicas.

5. Sistema de bombeamento hidráulico, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a dita linha hidráulica (24) interconecta ambos os cilindros (23a, 23b) no lado do pistão dos mesmos.

6. Sistema de bombeamento hidráulico, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a dita linha hidráulica (24) interconecta ambos os cilindros (23a, 23b) no lado do cilindro dos mesmos.

7. Sistema de bombeamento hidráulico, de acordo com qualquer uma das reivindicações 4 a 6, caracterizado pelo fato de que cada válvula de descarga acionada hidráulica compreende um primeiro sensor (25a, 25b) para detectar a posição do pistão (22a, 22b) na posição fechada da válvula de descarga, bem como um segundo sensor (26a, 26b) para detectar a posição do pistão (22a, 22b) na posição aberta da válvula de descarga.

8. Sistema de bombeamento hidráulico, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que compreende ainda meios de recarga hidráulica (29, 24’) para adicionar meio hidráulico a uma válvula de descarga acionada hidráulica com base em sinais gerados pelo primeiro sensor (25a, 25b) de uma válvula de descarga (20a, 20b) e o segundo sensor (26b, 26a) da outra válvula de descarga (20b, 20a).

9. Sistema de bombeamento hidráulico, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que compreende ainda válvulas de sucção acionadas hidráulicas (30a, 30b) para alternar o fechamento e a abertura de cada entrada de sucção (13a, 13b).

10. Sistema de bombeamento hidráulico, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que compreende ainda um alojamento de bomba (11) tendo uma entrada central (12) interconectando ambas as entradas de sucção (13a, 13b), bem como uma saída central (18) que interconecta ambas as saídas de descarga (15a, 15b).

11. Sistema de bombeamento hidráulico, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o dito alojamento de bomba (11) compreende duas câmaras de bomba (14a, 14b), cada câmara de bomba (14a, 14b) estando interconectada com uma das ditas bombas de deslocamento positivo reciprocante (100, 200) e cada câmara de bomba (14a, 14b) sendo provida de uma entrada de sucção (13a, 13b) e uma saída de descarga (15a, 15b).