BR112019021074A2

BR112019021074A2 - Dispositivo de distribuição dupla de líquido para uso, em particular, em um aparelho no qual uma fase líquida flui sob fluxo de gravidade

Info

Publication number: BR112019021074A2
Application number: BR112019021074-1A
Authority: BR
Inventors: Duparc Bertrand; Rodier Benjamin; Bolosier Boris
Original assignee: Saipem S.P.A.
Priority date: 2017-04-13
Filing date: 2018-03-29
Publication date: 2020-05-12
Also published as: EP3609590A1; WO2018189447A1; FR3065171B1; KR102504035B1; CN110582335A; AU2018251169B2; CN110582335B; KR20190134773A; US11167221B2; JP7117319B2; US20200155960A1; JP2020516451A; FR3065171A1; AU2018251169A1; BR112019021074B1; SG11201908989RA

Abstract

a invenção refere-se a um dispositivo de distribuição dupla de líquido (1) adequado para uso, em particular, em uma coluna de fracionamento ou de lavagem (10) que compreende uma bandeja coletora alta (2) conectada a um suporte de coletor (7) via pelo menos dois dutos de fluxo descendente de líquido longitudinais (5, 6), sendo que o referido suporte de coletor (7) suporta pelo menos duas séries de coletores tubulares transversais (8, 8a 8b) e serve para alimentar líquido, respectivamente, à primeira série de coletores (8a) via um primeiro duto longitudinal (5) e à segunda série de coletores (8b) via um segundo duto longitudinal (6), sendo que cada coletor (8, 8a 8b) inclui orifícios de distribuição (8c) na sua face inferior que são adequados para distribuir o líquido para a face superior do leito de enchimento (9), o dispositivo é caracterizado por dois dutos de fluxo descendente de líquido longitudinais (5b, 6b) por um dispositivo de comunicação (11) equipado com uma válvula (12) que tem uma abertura controlada que é adequada para permitir que o líquido seja transferido entre os dois dutos longitudinais de maneira controlada.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para “DISPOSITIVO DE DISTRIBUIÇÃO DUPLA DE LÍQUIDO PARA USO, EM PARTICULAR, EM UM APARELHO NO QUAL UMA FASE LÍQUIDA FLUI SOB FLUXO DE GRAVIDADE”.

Antecedentes da invenção

[1] A presente invenção refere-se ao campo geral de distribuidores de líquidos a bordo de um suporte flutuante e incluídos em colunas de fracionamento ou em colunas de lavagem por solvente ou “purificadores” e também em colunas de regeneração associadas ou em permutadores de calor em serpentina verticais utilizados para liquefazer gás natural e, de maneira ainda mais geral, em qualquer tipo de aparelho vertical que seja a sede de um fluxo de gravidade de uma fase líquida que precise de ser distribuída de maneira uniforme em uma zona disposta abaixo do dispositivo de distribuição de líquidos e que se estende sobre uma seção horizontal do aparelho de fluxo de gravidade, sendo que o aparelho de fluxo de gravidade está instalado a bordo de suportes flutuantes, tal como unidades flutuantes de produção, armazenamento e transferência (FPSOs) ou unidades flutuantes de gás natural liquefeito (FLNGs).

[2] As colunas de fracionamento ou de lavagem 10 mostradas na Figura 1 são a sede de transferência de material e energia entre uma fase de vapor que se desloca para cima e uma fase líquida que se desloca para baixo sob o efeito da aceleração devido à gravidade. Essas transferências ocorrem na superfície da fase líquida. De forma a maximizar a área da interface entre a fase líquida e a fase de vapor, as colunas 10 são enchidas com “leitos gotejantes” ou leitos de enchimento 9 que ocupam toda a seção circular da coluna. Esses leitos são constituídos por um meio sólido poroso que fornece o líquido a uma grande área de contato. Sob o efeito da sua tensão superficial, o líquido espalha-se

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2/32 em torno do sólido de forma a umedecê-lo, formando assim uma película fina que, por sua vez, fornece o vapor a uma grande área de contato.

[3] As colunas 10 apresentam uma parede na forma de um cilindro, que tem um eixo que é vertical quando o suporte flutuante está em repouso e que é potencialmente sujeito a movimentos de inclinação em relação à posição vertical. Essas colunas contêm uma pluralidade de distribuidores de líquidos 1, sendo que cada distribuidor coopera com um leito de enchimento 9 disposto abaixo do distribuidor. Pôr essas duas fases em contato exige, portanto, que o líquido seja pulverizado pelo distribuidor de líquidos e seja espalhado o mais uniformemente possível no topo do leito de enchimento e também que a uniformidade da corrente de líquido seja conservada quando flui e, em caso de movimento do suporte flutuante, até que o líquido saia da base do leito de enchimento, enquanto o vapor sobe através do leito de enchimento e através do distribuidor.

[4] Permutadores de calor em serpentina fornecem uma configuração que é quase idêntica à configuração da coluna de fracionamento da Figura 1, sendo que é entendido que são instalados feixes de tubos enrolados como serpentinas de eixo vertical em vez de, e substituindo os leitos de enchimento.

[5] A função de um distribuidor de líquidos da invenção é espalhar a corrente de líquido o mais uniformemente possível sobre a referida zona, em particular sobre um leito de enchimento em uma coluna, ou sobre um feixe de tubos como serpentinas em um permutador de calor, ou sobre qualquer seção horizontal em um aparelho vertical, em particular quando a coluna de fluxo de gravidade, permutador de calor ou aparelho vertical com os seus distribuidores são sujeitos a movimentos que perturbam esse espalhamento de líquido, originando não uniformidades na corrente de líquido sobre as seções da coluna de fluxo de

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3/32 gravidade, permutador de calor ou aparelho vertical.

[6] O problema específico desses aparelhos verticais de fluxo de gravidade instalados em FPSOs ou em FLNGs que são sujeitos a movimentos é que o vetor de aceleração ao qual a corrente de líquido é sujeita já não é colinear com o eixo da coluna, originado assim não uniformidades na distribuição da corrente sobre a seção do aparelho de fluxo de gravidade. É de forma a limitar a amplitude dessas não uniformidades que tais aparelhos de fluxo de gravidade são fornecidos com uma pluralidade de distribuidores e com uma pluralidade das referidas zonas, em particular uma pluralidade de leitos de enchimento de forma a serem capazes de redistribuir o líquido entre as duas referidas zonas, prevenindo assim que a distribuição de não uniformidades se propague e se amplifique ao fluir sobre alturas que são demasiado elevadas. Quando o criado não deseja aumentar o número de leitos de enchimento (em uma coluna) ou de feixes de tubos em serpentina (em um permutador de calor), o dispositivo de distribuição de líquidos proposto possibilita, ainda assim, que seja alcançada uma melhor distribuição de líquido do que com um distribuidor de líquidos de gravidade do tipo convencional. A altura desses distribuidores pode ser muito significativa (até 4 metros (m)), sendo que é entendido que uma coluna única pode incluir até três distribuidores e um permutador de calor em serpentina único pode incluir até três feixes de tubos.

[7] O documento de patente EP 0 878 221 descreve um exemplo desse tipo de distribuidor para colunas que são sujeitas a movimentos a bordo de suportes flutuantes. A configuração do distribuidor descrito nessa patente é descrita abaixo na presente descrição sob o termo “monodistribuidor”.

[8] Na sua versão de monodistribuidor, um distribuidor convencional compreende:

[9] na sua porção elevada, uma bandeja coletora 2 de líquido

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4/32 horizontal (para recolher o líquido que goteja do leito de enchimento 9 mais elevado ou de um alimentador da coluna);

[10] na sua porção inferior, uma série de coletores 8 de distribuição tubulares retos dispostos horizontalmente e em paralelo uns aos outros, que estão perfurados com orifícios nas suas faces inferiores e servem para pulverizar e distribuir o fluxo de líquido de maneira uniforme no leito de enchimento 9 abaixo; e

[11] entre a bandeja coletora 2 e os coletores de distribuição 8, um duto de fluxo descendente de líquido central vertical 5 que alimenta os coletores de distribuição 8.

[12] A taxa de fluxo de líquido através dos orifícios 8c nos coletores de distribuição 8 é uma função da pressão estática do líquido nas entradas dos orifícios, sendo que essa pressão estática é proporcional à altura de líquido acima do orifício e, assim, à altura de líquido no duto vertical 5.

[13] A altura de líquido no duto central 5 determina as taxas de fluxo através dos orifícios que estão situados nos coletores 8 e que estão distribuídos ao longo dos mesmos a partir dos centros dos coletores 8 do distribuidor até ambas as extremidades. Na prática, um distribuidor está configurado em termos da altura e do diâmetro do duto central 5 e do número e as dimensões dos coletores 8 e dos seus orifícios 8c, de forma a obter uma faixa de taxas de fluxo de uma taxa de fluxo mínima Qmin a uma taxa e fluxo máxima Qmax para uma faixa de alturas de uma altura mínima Hmin a uma altura máxima Hmax, garantindo uma distribuição de líquido que é satisfatória em termos de uniformidade de repartição entre os vários orifícios. Com um duto único 5, é necessário ter uma razão Hmax/Hmin que seja proporcional ao quadrado das taxas de fluxo Qmax/Qmin.

[14] No caso do suporte flutuante se mover, estarão presentes alturas de líquido diferentes para um orifício situada no centro do coletor

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5/32 e para um orifício situada na extremidade de um coletor do distribuidor. De forma a garantir uma boa uniformidade na distribuição de líquido entre os vários orifícios, é necessário para configurar o distribuidor (também referido como “calibrar hidraulicamente” o distribuidor) de forma a que o nível de líquido de referência no centro do distribuidor seja suficientemente elevado relativamente à diferença entre as alturas de líquido, conforme visto, respectivamente, por um orifício situado no centro e por um orifício situado na extremidade de um coletor do distribuidor. Essa calibração precisa de ter em consideração a taxa de fluxo operacional mínima do distribuidor, uma vez que à taxa de fluxo mínima Qmin que a não uniformidade na distribuição entre os vários orifícios está no seu máximo, caso o suporte flutuante incline.

[15] Conforme mostrado nas Figuras 2A-2C e nas Figuras 3A-3C, “distribuidores duplos com fluxo em excesso” foram propostos de forma a melhorar a qualidade da distribuição em uma coluna 10 que é sujeita a movimentos e sobre toda a faixa de taxas de fluxo operacionais. Mais precisamente, esses distribuidores 1 com distribuição dupla de líquidos têm dois dutos centrais 5 e 6, cada um alimentando uma série específica de coletores 8a, 8b, sendo que o segundo duto 6a projeta-se acima da bandeja coletora 2 de forma a que o segundo duto comece a encher-se com líquido apenas quando o primeiro duto 5 transborda e o fluxo em excesso verte para o segundo duto 6 via a sua abertura superior 6a. Assim, se a taxa de fluxo total de líquido repartido entre os orifícios 8c dos primeiros coletores 8a excede o valor máximo Qimax para fluxo uniforme, a altura de líquido Hi no primeiro duto 5 atinge um valor máximo Hmax e o fluxo em excesso transborda para o segundo duto 6 se forma a que os segundos coletores 8b comecem a operar.

[16] Esse sistema duplo, referido no presente documento como um distribuidor com “distribuição dupla de líquidos”, serve para aumentar a capacidade de distribuição hidráulica. Por exemplo, se for permitido

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6/32 ao primeiro distribuidor Qi uma faixa de taxas de fluxo com uma razão de 1 a 5 entre a taxa de fluxo mínima Qimin e a taxa de fluxo máxima Qimax, isso significa que com um distribuidor que tem apenas um duto, a razão entre Himin e Himax precisa de ser de 1 para 25, enquanto um distribuidor duplo torna possível reduzir a altura máxima Himax exigida para o primeiro duto, uma vez que o segundo duto aumenta a capacidade de distribuição hidráulica.

[17] Ainda assim, esse sistema duplo conhecido com fluxo em excesso não é satisfatório, conforme explicado em baixo com referência à Figura 5A. Especificamente, o regime operacional do conjunto que compreende o segundo duto 6 e os segundos coletores 8b, enquanto está na zona de transição (isto é, na passagem de um modo de operação utilizando apenas o primeiro distribuidor para um modo de operação duplo com ambos os distribuidores em ação), é insatisfatório, desde que o fluxo excessivo via o segundo duto permaneça abaixo de uma certa taxa de fluxo mínima Cbmin, de forma a que a altura de líquido no segundo duto 6 permaneça inferior à altura H2min exigida para assegurar uma boa uniformidade de distribuição entre os orifícios 8c nos segundos coletores 8b. Quando opera a uma taxa que é apenas um pouco superior à taxa de fluxo uniforme mínima Qimax para saturar o primeiro distribuidor que compreende o primeiro duto 5 e os primeiros coletores 8a, o segundo distribuidor que compreende o segundo duto 6 e os segundos coletores 8b opera sob más condições com uma taxa de fluxo que é demasiado baixa, inferior a Q2min, e, assim, com uma altura de líquido que é inferior àquela exigida para assegurar uma taxa de fluxo uniforme através do segundo distribuidor.

[18] A análise técnica minuciosa efetuada pelos inventores deixa claro esse efeito do “sistema duplo com fluxo em excesso”. Especificamente, esse “fluxo em excesso de sistema duplo” fornece uma distribui

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7/32 ção de uma qualidade que é “fora das especificações” sobre um segmento de taxas de fluxo operacionais que é significativa (cerca de 10%) quando a taxa de fluxo começa a exceder a taxa de fluxo para a qual o primeiro distribuidor (primeiro duto e primeiros coletores) está calibrado. Por exemplo, quando o primeiro distribuidor está calibrado para uma taxa de fluxo uniforme máxima (Qimax) de 65% da taxa de fluxo máxima nominal (Qimax+Chmax) e quando o segundo distribuidor (segundo duto e segundos coletores) está calibrado para assumir o balanço da taxa de fluxo uniforme máxima (Chmax) entre 65% e 100%, a qualidade de distribuição pelo segundo distribuidor é “fora das especificações”, enquanto a taxa de fluxo para distribuição situa-se substancialmente na faixa de 65% a 75% da taxa de fluxo máxima.

Objetivo e sumário da invenção

[19] Um objetivo principal da presente invenção é, portanto, fornecer um dispositivo de distribuição dupla de líquidos adequado para utilização em uma coluna de fracionamento ou de lavagem, ou em um permutador de calor em serpentina, ou em qualquer tipo de aparelho vertical que seja a sede de um fluxo de gravidade de uma fase de líquido que precisa de ser distribuída de maneira uniforme sobre uma seção horizontal do aparelho em uma zona abaixo do referido dispositivo de distribuição de líquidos que ultrapasse os obstáculos do dispositivo de distribuição dupla de líquidos com fluxo em excesso e, em particular, que garanta uma distribuição uniforme de líquido sobre toda a seção de uma coluna, mesmo enquanto a coluna é sujeita a movimentos, e realize a mesma sobre uma faixa de taxas de fluxo que seja suficiente, com uma distribuição de taxa de fluxo que apresente uma uniformidade em conformidade com os critérios esperados sobre toda a faixa de taxas de fluxo operacionais, o que não se aplica a sistemas existentes com fluxo em excesso, enquanto os mesmos estão na zona de transição.

[20] Em conformidade com a invenção, esse objetivo é alcançado

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8/32 ao fornecer um dispositivo de distribuição dupla de líquidos adequado para utilização em qualquer tipo de aparelho vertical que seja a sede de fluxo de gravidade de uma fase líquida que precise de ser distribuída de maneira uniforme sobre pelo menos uma zona situada abaixo do referido dispositivo de distribuição dupla de líquidos e, sendo que a referida zona estende-se sobre pelo menos uma seção ortogonal ao eixo vertical do referido aparelho de fluxo de gravidade, o dispositivo de distribuição de líquidos compreende uma bandeja coletora elevada conectada a um suporte de coletor via pelo menos dois dutos de fluxo descendente de líquidos longitudinais, o referido suporte de coletor suporta pelo menos duas séries de coletores tubulares transversais e serve para alimentar líquido, respectivamente, à primeira série de coletores via um primeiro duto longitudinal e à segunda série de coletores via um segundo duto longitudinal, cada coletor tem orifícios de distribuição na sua face inferior adequados para distribuir o líquido sobre uma referida zona situada abaixo dos referidos coletores do dispositivo de distribuição dupla de líquidos, o formato da bandeja coletora é adequado para canalizar um líquido na bandeja coletora no sentido de uma abertura superior do primeiro duto longitudinal e a abertura superior do segundo duto atinge um nível que se situa acima da referida bandeja coletora; sendo que o dispositivo de distribuição dupla de líquidos é caracterizado por os dois dutos de fluxo descendente de líquidos longitudinais estarem conectados um ao outro em uma porção inferior por um dispositivo de comunicação equipado com uma válvula que tem uma abertura controlada que é adequada para permitir que o líquido seja transferido entre os dois dutos longitudinais de maneira controlada, sendo que a abertura e o fecho da referida válvula são acionados unicamente com base na medição do nível de líquido nos referidos primeiro e segundo dutos.

[21] Em particular, o referido aparelho de fluxo de gravidade é uma coluna de fracionamento ou de lavagem que contém pelo menos

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9/32 um leito de enchimento que se estende sobre uma referida zona sobre a seção transversal da referida coluna, perpendicularmente à direção longitudinal axial ZZ’ da referida coluna.

[22] De maneira conhecida, um leito de enchimento é um meio sólido poroso dentro do qual os elementos sólidos que o constituem fornecem o fluido que flui a uma área de contato muito grande, sendo que a função de um leito de enchimento é maximizar a área de contato entre uma fase de vapor e uma fase líquida de forma a aproximar-se o mais possível do equilíbrio termoquímico entre essas duas fases. A estrutura desse meio sólido pode ser organizada (referida por “enchimento estruturado”, tipicamente constituída por uma estrutura de metal modular que permite que áreas superficiais relativamente grandes sejam obtidas, enquanto fornece uma grande porosidade aos fluxos de fluidos. A estrutura de enchimento também pode ser aleatória (referida por “enchimento aleatório”), constituída por pequenos elementos sólidos de formatos especiais, por exemplo, na faixa de 1 centímetro (cm) a 2 cm, e utilizada para encher o volume de enchimento com uma configuração aleatória.

[23] O termo “direção transversal” é utilizado no presente documento para representar uma direção particular à direção axial longitudinal ZZ’ que seja comum ao dispositivo e ao aparelho vertical de fluxo de gravidade, tal como uma coluna ou um permutador de calor em serpentina, por exemplo.

[24] Pode ser entendido que:

[25] diz-se que ambos os dutos são “longitudinais” pelo fato de se estenderem paralelamente a uma direção longitudinal comum paralela a uma direção longitudinal axial ZZ’ do dispositivo;

[26] a bandeja coletora elevada estende-se sobre a seção transversal do referido aparelho de fluxo de gravidade, em particular de uma referida coluna;

[27] desde que o nível de líquido na bandeja coletora elevada

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10/32 permaneça inferior ao nível da abertura superior do segundo duto, a bandeja coletora elevada serve para alimentar líquido apenas ao primeiro duto e não ao segundo duto;

[28] o layout dos orifícios de distribuição e a disposição dos referidos coletores servem para distribuir o líquido de maneira regular e uniforme sobre toda a superfície da seção transversal do dispositivo na referida zona, assim, em particular, sobre a superfície de topo do leito de enchimento de uma referida coluna; e

[29] o primeiro duto e os primeiros coletores formam um primeiro distribuidor e o segundo duto e os segundos coletores formam um segundo distribuidor.

[30] Um dispositivo de distribuição de líquidos da presente invenção permite que a diferença relativa das cargas hidráulicas, conforme vistas, respectivamente, por dois pontos diametralmente opostos dos coletores de distribuição, seja limitada, sendo que essa limitação da diferença relativa entre as cargas é obtida ao assegurar que a média das duas cargas é suficientemente grande em comparação com essa diferença. A uniformidade da distribuição de líquido baseia-se, portanto, no princípio para minimizar diferenças de carga estáticas. Além disso, se um dispositivo tiver duas séries de coletores, cada série cobre toda a superfície transversal do aparelho vertical (coluna ou permutador de calor).

[31 ] Mais particularmente, para uma série de orifícios em uma série de coletores de um distribuidor, tolerância em termos de uniformidade pode ser quantificada pelo valor de um fator de uniformidade k = (Q’-Q”)/(Q’+Q”), em que k é inferior ou igual a um dado valor limite ko, sendo que ko se situa preferencialmente na faixa de 4% a 10%, o valor de ko depende do serviço fornecido pela coluna, em que Q’ é a taxa de fluxo combinada através dos orifícios de metade dos coletores do distribuidor que mais distribui (uma vez que é sujeita a uma altura de líquido

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11/32 que é superior à altura de líquido de um orifício situado no centro do distribuidor) e em que Q” é a taxa de fluxo combinada dos orifícios de metade dos coletores do distribuidor que menos distribuem (uma vez que é sujeita a uma altura de líquido que é inferior à altura de líquido de um orifício situado no centro do distribuidor).

[32] Na presente invenção, e ao contrário de um dispositivo de “fluxo em excesso” convencional, o líquido que transborda do primeiro duto quando enchido até ao máximo e que se dirige para a abertura superior do segundo duto é fornecido apenas como um dispositivo de emergência em caso de uma avaria da abertura controlada da válvula.

[33] Mais particularmente, o referido dispositivo de comunicação com uma válvula que tem abertura controlada no dispositivo de distribuição da invenção conduz às baixas porções de cada um do primeiro e segundo dutos que operam, respectivamente, a uma altura inferior a Hmin, em que Hmin é a altura mínima exigida para líquido nos referidos primeiro e segundo dutos que estão em comunicação via a referida válvula, de forma a obter uma distribuição uniforme de líquido entre os vários orifícios das referidas primeira e segunda séries de coletores, sendo que o referido dispositivo de comunicação tem uma válvula com abertura controlada que se abre preferencialmente para as extremidades de fundo dos primeiro e segundo dutos, respectivamente.

[34] Em uma modalidade, o referido dispositivo de comunicação abre-se para os referidos primeiro e segundo dutos nas suas extremidades de fundo.

[35] Mais particularmente, o acionamento da abertura ou do fecho da válvula tem como base unicamente a medição do nível de líquido nos referidos primeiro e segundo dutos (e não a medição da taxa de fluxo), de forma a que:

[36] com uma taxa de fluxo que aumenta apenas no referido primeiro duto, a referida válvula se abra automaticamente quando o nível

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12/32 de líquido no primeiro duto atinge um valor limiar máximo Hmax; e

[37] a válvula fecha-se automaticamente com uma taxa de fluxo que diminui nos referidos primeiro e segundo dutos, quando o nível de líquido idêntico nos primeiro e segundo dutos que estão em comunicação via a válvula aberta cai para um valor limiar mínimo que seja superior ou igual à referida altura mínima Hmin conforme definido acima.

[38] Pode ser entendido que Hmax é inferior à altura do segundo duto, de forma a evitar qualquer risco de líquido transbordar do primeiro duto para a abertura superior do segundo duto.

[39] Esses parâmetros Hmin e Hmax são características dimensionais do distribuidor que são calculadas pelo criador como uma função de especificações (em particular, a uniformidade de distribuição de líquidos exigida ou a quantidade de variação de distribuição que pode ser tolerada), como uma função da gravidade dos movimentos, isto é, a amplitude de possíveis movimentos e/ou a extensão das faixas de taxa de fluxo que devem ser abrangidas. Doravante, em operação, os mesmos tornam-se limiares para acionar a referida válvula.

[40] Preferencialmente, em um dispositivo da invenção, o primeiro e segundo distribuidores estão configurados de maneira a que:

[41] Chmin seja inferior ou igual a Qimax-Qimin;

[42] sendo que os primeiro e segundo distribuidores são definidos como consistindo em:

[43] - o primeiro duto e os orifícios da primeira série de coletores, para o primeiro distribuidor; e

[44] - o segundo duto e os orifícios (8c) da segunda série de coletores, para o segundo distribuidor; e

[45] Qimin e Chmin são definidos, respectivamente, como as taxas de fluxo mínimas combinadas através dos orifícios das primeira e segunda séries de coletores, respectivamente, que permitem que líquido seja distribuído uniformemente pelas referidas primeira e segunda

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13/32 séries de coletores; e

[46] Qimax é definido como a taxa de fluxo máxima do primeiro distribuidor quando a altura de líquido no primeiro duto é de um valor máximo Hmax; e

[47] quando a referida válvula é aberta e os dois dutos longitudinais são postos em comunicação um com o outro, o nível do líquido no primeiro duto que tinha um valor máximo Hmax desça para um nível de líquido Ho no segundo duto que seja idêntico ao nível do primeiro duto, sendo que Ho é superior ou igual a Hmin, sendo que Hmin é a altura mínima comum exigida para líquido nos referidos primeiro e segundo dutos em comunicação via a referida válvula para obter uma distribuição uniforme de líquido entre os vários orifícios das referidas primeira e segunda séries de coletores.

[48] Esses parâmetros de taxa de fluxo Q_xmin e Q_xmax, que estão associados a alturas de líquido correspondentes, são características que conduzem aos números e tamanhos de orifícios a serem feitos nos coletores de distribuição de líquidos durante o fabrico, específicos para cada aplicação, e calculados pelo criador como uma função de especificações (uniformidade de distribuição de líquidos exigida ou extensão de variação na distribuição aceitável, possível gravidade/amplitude de movimentos, extensão de faixas de taxa de fluxo a ser abrangida, ...).

[49] Também preferencialmente, o primeiro e segundo distribuidores estão configurados de maneira a que a taxa de fluxo que corresponde ao limiar Hmax para acionar a abertura da referida válvula, enquanto a taxa de fluxo aumenta de forma a passar do modo de operação com apenas um primeiro distribuição em ação para o modo de operação de distribuição dupla com ambos o primeiro e o segundo distribuidores em ação, preferencialmente Qimax conforme definido acima, é superior à taxa de fluxo que corresponde ao limiar Hmin para acionar o fecho da válvula, enquanto a taxa de fluxo diminuir de forma a passar do modo

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14/32 de operação de distribuição dupla com ambos o primeiro e segundo distribuidores em ação para o modo de operação com apenas o primeiro distribuidor em ação, preferencialmente Qimin+Chmin conforme definido acima. Nesse modalidade, especificamente como um resultado da forma em que as taxas de fluxo dos dois coletores são calibradas, o dispositivo opera com uma histerese que é caracterizada pelo fato de as taxas de fluxo que correspondem aos dois limiares de acionamento do controlo, respectivamente Hmax para a abertura e Hmin para o fecho da válvula, serem diferentes de forma a evitar fenômenos prematuros de oscilação entre o modo de operação de “monodistribuidor” e o modo de operação de “distribuidor duplo”, conforme explicado em baixo.

[50] Mais particularmente, de forma a obter uma histerese, o primeiro e segundo distribuidores estão configurados de maneira a que:

[51] Ctemin seja inferior a Qimax-Qimin; e

[52] Ho seja superior a Hmin, mas não inferior a Hmax.

[53] Ainda mais particularmente, a bandeja coletora inclui canais para canalizar o líquido no sentido da abertura superior do primeiro duto vertical.

[54] Mais particularmente, os coletores tubulares transversais estendem-se paralelamente em uma direção transversal perpendicular a uma direção longitudinal axial ZZ’ do dispositivo de distribuição dupla. Ainda assim, os coletores poderíam estar dispostos de qualquer outra forma, por exemplo, com coletores na forma de anéis concêntricos.

[55] Mais particularmente, ambos os coletores em séries estão dispostos ao mesmo nível na direção longitudinal (ZZ’) do dispositivo de distribuição dupla, os coletores da primeira série estão intercalados em paralelo entre os coletores da segunda série.

[56] A presente invenção é aplicável a uma coluna de fracionamento, a uma coluna de lavagem, a um permutador de calor vertical de tipo serpentina ou a qualquer tipo de aparelho vertical a bordo de uma

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15/32 embarcação ou suporte flutuante e inclui pelo menos um dispositivo de distribuição dupla de líquidos da invenção disposto coaxialmente dentro da parede cilíndrica do aparelho acima de uma seção transversal do referido aparelho e perpendicularmente em relação à direção longitudinal axial (ZZ’) da referida parede cilíndrica.

[57] Mais particularmente, a referida bandeja coletora está disposta transversal e coaxialmente em relação à referida parede cilíndrica do aparelho. Pode ser entendido que o contorno da bandeja coletora segue o contorno da seção transversal da referida parede cilíndrica.

[58] Ainda mais particularmente, o aparelho pode incluir a necessidade de realizar distribuições da fase líquida várias vezes (a uma pluralidade de níveis), pois aplica-se, em particular, a uma coluna que tem uma pluralidade de leitos de enchimento que se estendem sobre a seção transversal da referida coluna e espaçados uns dos outros na direção longitudinal axial (ZZ’) da referida coluna, sendo que uma pluralidade dos referidos dispositivos de distribuição dupla de líquidos estão intercaladas, cada um entre dois leitos de enchimento; da mesma maneira, para um permutador de calor em serpentina que tem uma pluralidade de feixes, pode estar presente uma pluralidade de dispositivos de distribuição dupla acima de cada feixe.

[59] A presente invenção fornece também um método para distribuir líquido utilizando um dispositivo de distribuição dupla de líquidos da invenção que recebe um líquido na referida bandeja coletora elevada, sendo que o método é caracterizado por serem realizadas as seguintes etapas:

[60] e.1) encher o primeiro duto longitudinal com líquido; e

[61] e.2) quando o nível de líquido no primeiro duto atinge um valor limiar máximo, abrir a referida válvula e pôr os dois dutos longitudinais em comunicação um com o outro, enchendo assim o segundo duto até ao mesmo nível de líquido do primeiro duto; e

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[62] e.3) refechar a referida válvula se o referido nível de líquido idêntico dos referidos primeiro e segundo dutos diminuir para abaixo de um valor limiar mínimo.

[63] Esses limiares de nível são características dimensionais do distribuidor que são calculadas pelo criador como uma função de especificações (uniformidade e/ou extensão de variações em distribuição de líquidos que são exigidas e/ou toleradas, gravidade e/ou amplitude de movimentos, extensão de faixas de taxa de fluxo a serem abrangidas).

[64] Mais particularmente, a abertura ou o fecho da referida válvula é acionado automaticamente como uma função de medição do nível de líquido nos referidos primeiro e segundo dutos, de maneira a que:

[65] na etapa e.2), com uma taxa de fluxo que aumenta apenas no referido primeiro duto, a referida válvula se abra automaticamente quando o nível de líquido no primeiro duto atinge um valor limiar máximo Hmax; e

[66] na etapa e.3), com uma taxa de fluxo que diminui em ambos os referidos primeiro e segundo dutos, a válvula se feche automaticamente quando o nível de líquido idêntico nos primeiro e segundo dutos que comunicam via a válvula aberta caia para um valor limiar mínimo superior ou igual a Hmin, sendo que Hmin é a altura comum mínima exigida para líquido nos referidos primeiro e segundo dutos enquanto os mesmos comunicam um com o outro via a referida válvula de forma a obter uma distribuição uniforme de líquido entre os vários orifícios das referidas primeira e segunda séries de coletores.

[67] Essa altura Hmin é determinada pelas taxas de fluxo uniformes máximas combinadas Qimin e Chmin, respectivamente através dos orifícios da primeira série de coletores e através dos orifícios da segunda série de coletores.

[68] Preferencialmente, na etapa e.2), a referida válvula é aberta e os dois dutos longitudinais são postos em comunicação um com o

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17/32 outro de forma a que o nível do líquido no primeiro duto, que era de um valor máximo Hmax, caia para um nível de líquido Ho no segundo duto que seja idêntico ao nível do primeiro duto, sendo que Ho é superior ou igual a Hmin e corresponde a uma taxa de fluxo do segundo distribuidor que é superior ou igual a Chmin; o primeiro e segundo distribuidores estão configurados de maneira a que:

[69] Ctemin seja inferior ou igual a Qimax-Qimin;

[70] sendo que os primeiro e segundo distribuidores são definidos como consistindo em:

[71] - o primeiro duto (5) e os orifícios (8c) da primeira série de coletores, para o primeiro distribuidor; e

[72] - o segundo duto (6) e os orifícios (8c) da segunda série de coletores, para o segundo distribuidor; e

[73] Qimin e Chrnin são definidos, respectivamente, como as taxas de fluxo mínimas combinadas através dos orifícios das primeira e segunda séries de coletores, respectivamente, que possibilitem que líquido seja distribuído uniformemente pelas referidas primeira e segunda séries de coletores; e

[74] Qimax é definido como a taxa de fluxo máxima do primeiro distribuidor quando a altura de líquido no primeiro duto é de um valor máximo Hmax; e

[75] ao abrir a referida válvula e pôr os dois dutos longitudinais em comunicação um com o outro, o nível do líquido no primeiro duto, que é de um valor máximo Hmax, cai para um nível de líquido Ho no segundo duto que é idêntico ao nível do primeiro duto, sendo que Ho é superior ou igual a Hmin, conforme definido acima.

[76] Também preferencialmente, na etapa e.2) a referida válvula é aberta e os dois dutos longitudinais (5, 6) serem postos em comunicação um com o outro, de forma a que o nível Hi do líquido no primeiro duto, que era de um valor máximo Hmax, caia para um nível de líquido

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Ho no segundo duto que seja idêntico ao nível do primeiro duto, sendo que Ho é superior a Hmin e corresponde a uma taxa de fluxo do segundo distribuidor que é superior a Chmin; o primeiro e segundo distribuidores estão configurados de maneira a que:

[77] Ctemin seja inferior a Qimax-Qimin; e

[78] ao abrir a referida válvula e pôr os dois dutos longitudinais em comunicação um com o outro, o nível do líquido no primeiro duto, que era de um valor máximo Hmax, cai para um nível de líquido Ho no segundo duto que é idêntico ao nível do primeiro duto, sendo que Ho é superior ou igual a Hmin, conforme definido acima.

[79] Se Ho for superior a Hmin, é então vantajosamente possível fazer com que o dispositivo opere com uma histerese que é caracterizada por dois limiares de nível de líquidos diferentes para acionar a válvula de comunicação na abertura e no fecho, de forma a evitar fenômenos de oscilação prematura entre o modo de operação de “monodistribuidor” e o modo de operação de “distribuidor duplo”, conforme explicado em baixo.

[80] Preferencialmente, a taxa de fluxo no limiar para acionamento da abertura da referida válvula, enquanto a taxa de fluxo aumenta de forma a passar do modo de operação com apenas o primeiro distribuidor em ação para o modo de operação de distribuição dupla com ambos o primeiro e o segundo distribuidores em ação, é superior à taxa de fluxo no limiar para acionamento do fecho da válvula, enquanto a taxa de fluxo diminui de forma a passar do modo de operação de distribuição dupla com ambos o primeiro e segundo distribuidores em ação para o modo de operação com apenas o primeiro distribuição em ação.

[81] Sob tais circunstâncias, um método da invenção pode compreender as seguintes etapas:

[82] aumentar o nível de líquido apenas no primeiro duto; e

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[83] abrir a referida válvula quando o nível de líquido atinge o limiar de altura máxima Hmax no primeiro duto, que corresponde a uma taxa de fluxo uniforme máxima Qimax do primeiro distribuidor e pôr os dois dutos longitudinais (5, 6) em comunicação de forma a que o nível do líquido no primeiro duto, que era de valor máximo Hmax, caia para um nível de líquido Ho no segundo líquido que seja idêntico ao nível do primeiro duto, sendo que Ho é superior ao referido valor Hmin; e

[84] o nível de líquido aumenta de Ho em ambos o primeiro e o segundo dutos, sendo que o dispositivo está agora no modo de operação de distribuição dupla com ambos o primeiro e segundo distribuidores em ação, sendo que a taxa de fluxo combinada de ambos os distribuidores aumenta de Qimax a Qimax+Chmax, Ctemax é definida como a taxa de fluxo máxima do segundo distribuidor quando a altura de líquido idêntica no primeiro e segundo dutos está a um máximo Hmax; e

[85] quando o dispositivo está no modo de operação de distribuição dupla com ambos o primeiro e segundo distribuidores em ação, sendo que a taxa de fluxo situa-se na faixa Qimax a Qimax+Chmax, se a taxa de fluxo diminuir, a referida válvula é fechada apenas quando a taxa de fluxo atinge um valor limiar mínimo Qo na faixa Qimin a Qimax com um nível Hmin do líquido em ambos os dutos, sendo que Qo é superior ou igual a Qimin+Q2min e preferencialmente igual a Qimin+Q2min; e

[86] após fechar a referida válvula, o nível de líquido no primeiro duto aumenta para um valor Hi superior a Hmin, mas inferior a Hmax com uma taxa de fluxo na faixa Qimin e Qimax, sendo que o dispositivo permanece no modo de operação de distribuição única com apenas o primeiro distribuidor em ação desde que o nível de líquido não exceda Hmax no primeiro duto.

[87] Na presente descrição, e conforme mostrado nas Figuras, as alturas de líquido no primeiro e segundo dutos, Hi, H2, Hmin e Hmax

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20/32 devem ser entendidas como aturas em relação à base do distribuidor definida pelo plano horizontal que passa através dos fundos dos dutos e dos coletores.

[88] Hmax e Hmin são características dimensionais do distribuidor que são calculadas de forma a atingir um certo grau de desempenho em termos de uniformidade de distribuição de líquidos, para dadas condições de gravidade do movimento e para faixas de taxas de fluxo que são definidas por especificações.

[89] Em operação, os níveis nos dutos verticais do distribuidor são medidos de forma a controlar a válvula; no entanto, os limiares de acionamento Hmin e Hmax para a válvula são, portanto, características intrínsecas ao equipamento.

[90] Os parâmetros da taxa de fluxo e da altura de líquido da invenção são, portanto, características calibradas para o equipamento. Especificamente, o versado na técnica sabe que um dispositivo desse tipo tem necessariamente uma estrutura que é caracterizado de forma a satisfazer propriedades associadas à definição das faixas de taxa de fluxo Qmin e Qmax que garantem uma distribuição de líquidos uniforme, sendo que isso é feito, em particular, como uma função do número e do tamanho dos furos a serem feitos nos coletores de distribuição ou o diâmetro dos coletores de distribuição. Técnicas para determinar essas características são conhecidas do versado na técnica e não são o assunto da inovação.

Breve descrição dos desenhos

[91] Outras características e vantagens da presente invenção surgem a partir da seguinte descrição feita com referência aos desenhos anexos, que mostram uma modalidade que não tem um carácter limitative. Nas Figuras:

[92] a Figura 1 é uma vista de uma coluna de fracionamento 10 que tem uma pluralidade de distribuidores de líquidos 1 que cooperam

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21/32 com uma pluralidade de leitos de enchimento 9; na Figura 1, o leito de enchimento 9 estende-se desde a linha tracejada de topo, abaixo de um distribuidor de topo, até ao par de linhas tracejadas situadas mais abaixo (acima da bandeja de chaminé do distribuidor inferior);

[93] as Figuras 2A, 2B e 2C são vistas de um dispositivo distribuidor de líquidos duplo da técnica anterior com fluxo em excesso que tem dois dutos verticais 5 e 6 dispostos lado a lado na proximidade do eixo central ZZ’ e simetricamente em relação ao mesmo, mostrado em uma vista em perspectiva (Figura 2A), em uma vista lateral (Figura 2B) e em uma vista plana (Figura 2C);

[94] as Figuras 3A e 3B-3C são vistas em diagrama de um distribuidor de líquidos duplo que mostram a cooperação entre os dois sistemas de distribuição que têm duas disposições diferentes para as duas séries de coletores 8a e 8b em relação uma à outra;

[95] as Figuras 4A e 4B são vistas de um distribuidor de líquidos duplo da invenção com um dispositivo 11 para comunicação controlada entre os dois dutos 5 e 6, mostrado em vista lateral (Figura 4A) e em vista plana (Figura 4B);

[96] as Figuras 5A e 5B são gráficos que mostram como o parâmetro de uniformidade k varia como uma função da taxa de fluxo no primeiro duplo em um distribuidor duplo da técnica anterior (Figura 5A) e da invenção (Figura 5B); e

[97] a Figura 6 mostra gráficos que representam graficamente a variação na altura de líquido como uma função de taxa de fluxo, que ilustra a operação de um dispositivo da invenção, tanto com um limiar único de abertura ou fecho da válvula (sem histerese: curvas A, B e C), como com dois limiares distintos da válvula para, respectivamente, a abertura e para o fecho (com histerese: curvas A’, B’1/B’2 e C’). Descrição detalhada da invenção

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[98] A Figura 1 mostra uma coluna de fracionamento ou de separação de fases 10 que tem uma parede cilíndrica 10a e que contém três dispositivos de distribuição de líquidos 1 dispostos axialmente acima de três respectivos leitos de enchimento 9, cada um ocupando toda a seção circular da coluna. O enchimento desses leitos pode ser do tipo “estruturado”, tal como o enchimento estruturado “Mellapak™” do fornecedor SULZER (CH) ou o enchimento “FLEXIPAC®” do fornecedor KOCH GLITSCH (E.U.A.) ou o enchimento aleatório “INTALOX®” ou ΊΜΤΡ®” do fabricante KOCH GLITSCH (E.U.A.).

[99] As Figuras 2A-2C, e também as Figuras 3A-3C e 4A-4B, mostram um dispositivo de distribuição dupla de líquidos 1 adequado para utilização em uma coluna de fracionamento ou de lavagem 10 que contém pelo menos um leito de enchimento 9 que se estende sobre a seção transversal da referida coluna, perpendicularmente à direção longitudinal axial ZZ’ da referida coluna. De baixo para cima, o dispositivo de distribuição de líquidos 1 compreende:

[100] uma bandeja coletora elevada 2 de contorno circular e de diâmetro igual ao diâmetro da parede cilíndrica 10a, sendo que a bandeja 2 tem uma superfície plana horizontal (perpendicular a ZZ’) que inclui dois canais 3a e 3b com fundos inclinados que estão dispostos diametralmente em uma configuração cruzada para reter o líquido e direcionar o mesmo para baixo, no sentido de um primeiro duto de fluxo descendente de líquidos 5, sendo que a bandeja também suporte chaminés 4 que permitem que a fase de vapor suba (chaminés essas que têm chapéus que não são mostrados nas Figuras);

[101] dois dutos de fluxo descendente de líquidos longitudinais paralelos 5 e 6 dispostos simetricamente na proximidade do eixo ZZ’ da bandeja 2 e da coluna 10, que conectam a referida bandeja 2 a um suporte de coletor 7, sendo que a abertura superior 5a do primeiro duto longitudinal 5 está alinhado com o fundo dos canais 3a-3b, enquanto a

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23/32 abertura superior 6a do segundo duto atinge um nível que está a uma altura hO acima da referida bandeja coletora;

[102] o referido suporte de coletor 7 está disposto diametralmente e suporta dois séries de coletores tubulares transversais 8, 8a-8b dispostas perpendicularmente ao eixo ZZ’ (horizontalmente) e paralelas uma à outra; e

[103] uma primeira série de coletores 8a é alimentada unicamente pelo primeiro duto longitudinal 5 e uma segunda série de coletores 8b é alimentada exclusivamente, respectivamente, pelo segundo duto longitudinal 6, sendo que cada coletor 8, 8a-8b tem orifícios de distribuição 8c dispostos na sua face inferior e adequados para pulverizar o líquido 8d para a face superior do leito de enchimento 9 abaixo do dispositivo de distribuição dupla de líquidos.

[104] Na Figura 3A, em uma modalidade preferencial, os coletores 8a do primeiro duto 5 estão intercalados em um nível comum entre os coletores 8b vazios do segundo duto 6 que se estende até uma altura superior ao primeiro duto.

[105] As Figuras 3B e 3C mostram os coletores 8a do primeiro duto 5 interpostos de maneira alternada entre os coletores 8b do segundo duto 6 e dispostos a um nível que é apenas um pouco mais elevado do que os coletores 8b, de forma a mostrar mais claramente o princípio de operar duas séries de coletores e de forma a identificar melhor quais os coletores que correspondem a quais dutos, sendo que cada coletor é alimentado exclusivamente via apenas um dos dutos verticais. No entanto, na prática, os coletores de um distribuidor duplo têm todos a mesma altura.

[106] Na Figura 3B, o dispositivo opera em modo único ou de “monodistribuidor”, sendo que apenas o primeiro duto 5 e os primeiros coletores 8a estão cheios de líquidos 8d para pulverizar através dos orifícios 8c. Na Figura 3C, o dispositivo opera em modo duplo, sendo que

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24/32 ambos os dutos 5 e 6 e ambas as séries de coletores 8a e 8b são mostrados completamente cheios de líquido e com taxas de fluxo máximas.

[107] As Figuras 4A e 4B mostram um distribuidor de líquidos duplo da invenção idêntico àquele mostrado nas Figuras 2 e 3, mas também equipado com um dispositivo de comunicação 11 que fornece comunicação entre os dois dutos 5 e 6 e que inclui uma válvula 12 com abertura e fecho controlados. O dispositivo de comunicação 11 compreende dois dutos angulados com múltiplas dobras 13 e 25, em conjunto com uma válvula 12. Os dois dutos angulados 13 e 14 fornecem conexões entre a válvula 12, que está localizada fora da parede 10a, e as porções de fundo, respectivamente, do primeiro duto 5 e do segundo duto 6. Os dois dutos angulados 13 e 14 estão dispostos simetricamente em relação à válvula 12, sendo que porções 13a e 14a que estão conectadas aos dutos 5 e 6 estão dispostas dentro da parede 10a e porções 13b e 14b que estão conectadas à válvula 12 estão dispostas fora da parede 10a.

[108] A válvula 12 está posicionada fora da parede 10a por razões de manutenção práticas. No entanto, é totalmente possível contemplar que a referida válvula permaneça dentro da parede 10a. Além disso, os dutos 13 e 14 poderíam ter qualquer outro formato, sem alterar o princípio da invenção. Em contraste, a válvula 12 tem de ser posicionada em um ponto baixo, sem quaisquer “bolsas” ao longo dos trajetos seguidos pelos elementos dos dutos 13 e 14 para garantir que, em caso de um distribuidor ser utilizado com líquidos criogénicos, as bolhas de vapor produzidas pelo líquido que se evapora nos braços mortos possa ser descarregado naturalmente no sentido do interior da coluna. Além disso, de forma a evitar arriscar uma desaceleração do fluxo, dado que o líquido se encontra no seu ponto de ebulição, os elementos do duto 13 e 14 têm de permanecer a alturas que sejam inferiores a Hmin, isto é, nesse exemplo, que as porções 13a e 14a têm de seguir trajetos que

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25/32 permaneçam a uma altura que seja inferior a uma altura que corresponde ao nível de líquido Hmin.

[109] A altura H3 do segundo duto é igual à altura H2 do primeiro duto + hO, em que hO é a altura extra do segundo duto e é igual, em prática, a cerca de 10% de H2.

[110] A altura de líquido mínima Hmin exigida em ambos os dutos 5 e 6 para alimentar todos os orifícios nas duas séries de coletores 8a e 8b depende da amplitude da inclinação, na prática, cerca de 5^o a 20°, das dimensões (comprimento e diâmetro) dos coletores e da faixa ou razão que é exigida entre a taxa de fluxo mínima Qmin e a taxa de fluxo máxima Qmax. Por conseguinte, o número e o tamanho dos orifícios 8c e as alturas do primeiro e segundo dutos 5 e 6 são determinados de forma a distribuir as taxas de fluxo uniforme mínimas desejadas Qimin, Ctemin à referida altura de líquido mínima Hmin e as taxas de fluxo uniformes máximas desejadas Qimax, Cbmax a uma altura de líquido máxima Hmax.

[111] A altura mínima Hmin pode ser calculada a partir do diâmetro D da coluna, que determina os comprimentos dos coletores, de um critério E para a diferença relativa nas taxas de fluxo devido ao movimento do flutuador, sendo que essa diferença da taxa de fluxo é a diferença entre um orifício central e um orifício “extremo” de um coletor, e de um ângulo “dinâmico alfa” definido pelo setor angular formado entre o vetor de aceleração e o eixo ZZ’ no quadro de referência da embarcação. Assim, Hmin = Dx0.5xtan(alfa)x(1/((1+E)²-1). O número e o tamanho dos orifícios são calculados de forma a que o distribuidor possa passar a taxa de fluxo Qmin a uma altura Hmin, ao mesmo tempo que garante uma uniformidade suficiente. A uniformidade pretendida (fator ko) determina assim a razão exigida Hmin/D.

[112] A altura de líquido máxima Hmax no distribuidor resulta da taxa de fluxo mínima Qmin e da razão Qmax/Qmin, isto é, Hmax/D =

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26/32 (Qmax/Qmin)²xHmin/D). Tipicamente, a razão Qmax/Qmin é 100/40. A título de ilustração, para uma diferença máxima E de 8,5% e para um ângulo alfa de 10°, Hmin é 0,5*D. Tipicamente, Hmax/D está na faixa de 0,5 a 1,5. Tipicamente Dé4ma5meE = 5%a 15%.

[113] A uniformidade pretendida (fator ko) determina a razão exigida Hmin/D. No entanto, a razão efetiva Hmin/D depende subsequentemente da taxa de fluxo efetivo à qual a coluna deve ser operada, sendo que é possível que o critério de uniformidade esteja em conformidade com o ângulo de inclinação tido em consideração durante o desenho apenas para uma taxa de fluxo que seja superior ou igual à taxa de fluxo mínima Qmin que foi tida em consideração durante o referido desenho.

[114] Nas Figuras 5A e 5B, os distribuidores estão calibrados para que os coletores tenham um comprimento máximo de 4,15 m e Qimin/(Qimax + Q2max)=40%, de forma a que ko seja 4,5%.

[115] Na Figura 5A pode ser visto que em um distribuidor duplo da técnica anterior com fluxo em excesso, quando em uma situação de inclinação máxima e quando a altura de líquido é aumentada no primeiro duto, ocorrem as seguintes várias etapas sucessivas:

[116] curva A: a taxa de fluxo do primeiro distribuidor vai de Qimin a 42% para Qimax a 65% quando o nível de líquido no primeiro duto vai de Hmin para Hmax, sendo que a uniformidade de distribuição entre os vários orifícios do distribuidor aumenta, uma vez que k diminui para menos de ko; então

[117] curvas B e C: o líquido transborda do primeiro duto e verte para o segundo duto, sem que a taxa de fluxo combinada através de ambos os distribuidores aumenta até uma faixa (curva C) de Q’ = 66,58% a Q” = 75,7%, em cuja faixa a altura mínima Hmin exigida não é atingida no segundo duto e, como resultado, a distribuição não é suficientemente uniforme, sendo que a não uniformidade aumenta e 5 excede ko = 4,5% até

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7%; então

[118] curva D: a altura de líquida no segundo duto excede Hmin e a taxa de fluxo combinada aumenta, sendo que k diminui para um valor mínimo de 1,5% quando a taxa de fluxo máxima combinada atinge (Qimax+Chmax).

[119] Na modalidade da técnica anterior, ao longo de uma taxa de fluxo que se situa na faixa Qimin a Qimax+Chmax, está presente, portanto, uma largura de banda da taxa de fluxo entre Q’ e Q” de quase 10% (assumindo que Qimax+Chmax = 100%), exatamente no meio da faixa da taxa de fluxo operacional e que se situa fora da tolerância de uniformidade exigida.

[120] Na Figura 5B e na Figura 6 (curvas A, B e C sem uma histerese desenhada em linhas finas) é mostrado que em um distribuidor duplo da invenção com um dispositivo de comunicação 11 que tem uma válvula 12 com abertura controlada e, em uma situação de inclinação máxima, quando a altura de líquido no primeiro duto é aumentada, sendo que o segundo distribuidor está calibrado hidraulicamente para distribuir a diferença da taxa de fluxo Q2min=Qimax-Qimin com uma altura de líquido Hmin, ocorrem as seguintes várias etapas:

[121] curva A: a taxa de fluxo vai de 0 para Qimax, sendo que o nível de líquido vai de 0 para Hmax¹ (passando via Hmin para Qimin) no primeiro distribuidor que opera como um monodistribuidor e a uniformidade de distribuição entre os vários orifícios do primeiro distribuidor aumenta, uma vez que k diminui para abaixo de ko, e então no ponto P1;

[122] curva B: a válvula de comunicação 12 entre os dois dutos é aberta, sendo que o líquido passa através dessa válvula do primeiro duto para o segundo duto até, no ponto P2, a altura de líquido alterarse quase instantaneamente para ser idêntica em ambos os dutos a Ho = Hmin, sendo que a taxa de fluxo vai de Qimax = Qimax¹ para Qimin

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28/32 no primeiro distribuidor e de 0 para Chrnin = Qimax¹-Qimin no segundo distribuidor, de tal forma que a taxa de fluxo combinada através de ambos os distribuidores permaneça inalterada em P2 e praticamente igual a Qimax= Qimax¹; e então

[123] curva C: quando a taxa de fluxo combinada através de ambos os distribuidores aumenta de Qimax¹ para (Qimax+Chmax), a altura de líquido em ambos os dutos aumenta de forma idêntica e simultaneamente de Hmin para Hmaxl, sendo que k diminui para um valor mínimo de 1,5% quando a taxa de fluxo máxima combinada é atingida.

[124] Hmax = H2+h1, em que h1 é a altura de líquido máxima permitida na bandeja coletora 2, sendo que h1 é inferior a hO para evitar um transbordamento prematuro de líquido para o segundo duto antes de a válvula 12 ser aberta.

[125] Nessa modalidade em conformidade com a invenção, o ciclo de abertura e de fecho da válvula para, respectivamente, aumentar e diminuir taxas de fluxo é sem uma histerese, sendo que o limiar de acionamento para a válvula é idêntico para a abertura da válvula em P1, enquanto a taxa de fluxo aumenta na direção B1 a C1, e para fechar a válvula em P2, enquanto a taxa de fluxo diminui na direção C2 a B2.

[126] A Figura 6 também mostra a operação vantajosa de uma calibração variante para um distribuidor duplo da invenção que apresente uma histerese. Nessa variante vantajosa, de forma a evitar qualquer risco de instabilidade operacional nas proximidades da taxa de fluxo para abertura/fecho da válvula para comutar entre o modo de “monodistribuidor” e o modo de “distribuidor duplo”, o dispositivo está configurado de forma a ser capaz de realizar histerese, de forma a que a taxa de fluxo Qimax = Qimax² que corresponde ao limiar de acionamento Hmax² para abertura da válvula, enquanto a taxa de fluxo aumenta é superior à taxa de fluxo (Qimin+Chmin) que corresponde ao limiar de acionamento Hmin para o fecho da válvula, enquanto a taxa de fluxo

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29/32 diminui. O fato de esses dois limiares Hmin e Hmax para controlar a válvula de comunicação que corresponderem a duas taxas de fluxo diferentes Qimax e (Qimin+Chmin) serve para evitar fenômenos de oscilação prematura entre o modo de operação de “monodistribuidor” e o modo de operação de “distribuidor duplo”.

[127] Para isso, o segundo distribuidor está calibrado hidraulicamente de forma a garantir um nível de líquido Hmin não para uma taxa de fluxo Ctemin = Qimax-Qimin, mas para uma fração de Qimax-Qimin, isto é, Chrnin = rx(Qimax-Qimin), em que r é inferior a 1.

[128] Na Figura 6 ocorrem as seguintes etapas:

[129] curva A’ na direção ΑΊ: a taxa de fluxo vai de 0 para Qimax, sendo que o nível de líquido vai de 0 para Hmax² (passando via Hmin para Qimin) no primeiro distribuidor que opera como um monodistribuidor e a uniformidade de distribuição entre os vários orifícios do primeiro distribuidor aumenta, uma vez que k diminui para abaixo de ko, e então no ponto ΡΊ;

[130] curva ΒΊ: a válvula de comunicação inferior 12 entre os dois dutos 5 e 6 é aberta e o líquido flui através da válvula do primeiro duto para o segundo duto, até a altura de líquido tornar-se idêntica quase instantaneamente em ambos os dutos a Ho superior a Hmin, sendo que a taxa de fluxo passa de Qimax² para Qi(Ho) com Qi(Ho) > Qimin no primeiro distribuidor e passa de 0 para Q2(Ho) = (Qimax²-Qi(Ho)) com (Qimax²-Qi(Ho)) < (Qimax²-Qimin) no segundo distribuidor, de tal forma que a taxa de fluxo combinada através de ambos os distribuidores seja inicialmente inalterada e substancialmente igual a Qimax = Qimax², e então no ponto P’2;

[131] curva C na direção C'1: o dispositivo opera em modo de distribuição dupla com ambos os distribuidores. Quando a taxa de fluxo combinada através de ambos os distribuidores aumenta de Qimax² para (Qimax+Q2max), a altura de líquido em ambos os dutos aumenta de

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30/32 forma idêntica e simultaneamente de Ho para Hmax², sendo que k diminui para urn valor mínimo de 1,5% quando a taxa de fluxo máxima combinada é atingida.

[132] curva C na direção C'2 e então B'2: enquanto o dispositivo opera no modo de operação de distribuição dupla com ambos o primeiro e segundo distribuidores em ação, sendo que a taxa de fluxo se situa na faixa Qimax² para Qimax+Chmax, se a taxa de fluxo diminuir, a referida válvula 12 é então fechada em P3 apenas quando o nível de líquido atinge Hmin com uma taxa de fluxo Qo em ambos os dutos 5 e 6; e

[133] curva B'2: no fecho da válvula 12, o dispositivo passa em P’3 para o modo de operação de distribuição única com apenas o primeiro distribuidor em ação, sendo que o nível de líquido no primeiro duto sobe para um valor Hi inferior a Hmax² com uma taxa de fluxo Qo = (Qimin-HZhmin) que se situa na faixa Qimin para Qimax²; e

[134] curva A’ e direção A’2: o primeiro distribuidor permanece em operação no modo de monodistribuidor se a taxa de fluxo diminuir adicionalmente de Qo para 0, ou desde que a taxa de fluxo permaneça inferior a Qimax².

[135] Em ambas as modalidades mostradas na Figura 6 (com e sem histerese), o dispositivo está calibrado para a mesma taxa de fluxo de saturação máxima Qimax¹+Q2max¹ (sem histerese) = Qimax²+Q2max² (com histerese). Além disso, Qimax² > Qimax¹ e Q2iriax² < Q2iriax¹.

[136] Ainda assim, quando existe histerese, o primeiro distribuidor tem de cooperar com uma carga de líquido superior antes da abertura da válvula (Hmax² é superior a Hmax¹). Além disso, o segundo distribuidor está calibrado para uma taxa de fluxo que é menos do que na situação “sem histerese”: dado que r é selecionado de forma a que 0 < r < 1, então Q2iriin = rx(Qimax-Qimin) com histerese < Q2iriin = Qimax

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Qimin sem histerese. Especificamente, quando a taxa de fluxo total diminui a partir de 100%, isto é, (Qimax+Chmax), o limiar da taxa de fluxo em P3, que corresponde ao fecho da válvula (para uma altura Hmin), tem de ser menos do que na situação “sem histerese” em P2.

[137] Em ambas as modalidades da Figura 6 (com e sem histerese), a uniformidade da distribuição permanece em conformidade com a tolerância de uniformidade exigida, sendo que k é inferior a ko ao longo de toda a faixa da taxa de fluxo operacional de Qimin para (Qimax+Chmax). Para a mesma taxa de fluxo de saturação (Qimax+ Ctemax), a altura Hmax é ligeiramente superior à mesma altura para um distribuidor duplo com fluxo em excesso. Especificamente, para um distribuidor duplo com abertura da válvula controlada em conformidade com a invenção e calibrado dessa forma, a razão Hmax/Hmin é igual à razão de taxa de fluxo Qmax/Qmin, enquanto para um monodistribuidor, a mesma razão Hmax/Hmin é igual ao quadrado da razão das taxas de fluxo máxima e mínima.

[138] Na Figura 6, para as respectivas configurações “com” e então “sem” histerese, é o comprimento dos dutos 5 e 6 e, assim, a altura da bandeja coletora 2 acima dos coletores 8, que se altera entre as duas configurações; no entanto, a espessura h1 do jato de líquido na bandeja 2 é a mesma em ambas as situações, por exemplo, 0,2 m. Em um dispositivo com abertura controlada, o jato de líquido sobe para o topo do fluxo em excesso 6a apenas em caso de avaria da válvula. Na invenção, o fluxo em excesso 6a é um dispositivo de emergência.

[139] Sob todas as circunstâncias, a abertura ou fecho da válvula 12 é acionado unicamente com base na medição do nível do líquido (e não na medição de taxa de fluxo). Quando o nível de líquido no duto 5 atinge o limiar Hmax, a válvula 12 abre e quando o nível de líquidos em ambos os dutos 5 e ou cai para abaixo do limiar Hmin, a válvula fechase.

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[140] A natura específica de um sistema com uma histerese consiste, em primeiro lugar, em os dutos 5 e 6 serem alongados de forma a aumentar a altura de líquido máxima do primeiro distribuidor e, assim, obter um valor Qimax² superior a Qimax¹ e, em segundo lugar, em como a série de coletores do segundo emissor está calibrada: essa série está calibrada de forma a que a taxa de fluxo Qimax² atingida por si própria no primeiro distribuidor antes da abertura da válvula conduza subsequentemente a uma altura de líquido Ho (idêntica em ambos os dutos 5 e 6) que seja superior a Hmin, assim que a válvula estiver aberta. Em um sistema sem histerese, o nível Ho atingido imediatamente após a abertura da válvula é igual a Hmin.

[141] Se HO for superior a Hmin, o dispositivo opera, de fato, com uma histerese, que é caracterizada pelo fato de a taxa de fluxo Qimax²que corresponde ao limiar Hmax² para a abertura da válvula 12 ser diferente e de um valor superior à taxa de fluxo Qimin+Chmin que corresponde ao limiar para refechar a mesma válvula 12 ao nível Hmin de forma a evitar fenômenos de oscilação prematuros entre o modo de operação de “monodistribuidor” e o modo de operação de “distribuidor duplo”.

Claims

1. Dispositivo de distribuição dupla de líquidos (1) adequado para uso em qualquer tipo de aparelho vertical que seja a sede de fluxo de gravidade de uma fase líquida que precise ser distribuída de maneira uniforme sobre pelo menos uma zona (9) disposta abaixo do referido dispositivo de distribuição dupla de líquidos e que se estende sobre pelo menos uma seção ortogonal ao eixo vertical do referido aparelho de fluxo de gravidade, sendo que o dispositivo de distribuição de líquidos (1) compreende uma bandeja coletora elevada (2) conectada a um suporte de coletor (7) via pelo menos dois dutos (5, 6) de fluxo descendente de líquidos longitudinais, o referido suporte de coletor (7) suporta pelo menos duas séries de coletores tubulares transversais (8, 8a-8b) e serve para alimentar líquido, respectivamente, à primeira série de coletores (8a) via um primeiro duto longitudinal (5) e à segunda série de coletores (8b) via um segundo duto longitudinal (6), cada coletor (8, 8a-8b) tem orifícios de distribuição (8c) na sua face inferior adequados para distribuir o líquido sobre a referida zona situada abaixo dos referidos coletores do dispositivo de distribuição dupla de líquidos (1), o formato da bandeja coletora (2) é adequado para canalizar um líquido na bandeja coletora no sentido de uma abertura superior (5a) do primeiro duto longitudinal (5) e a abertura superior (6a) do segundo duto atinge um nível que se situa acima da referida bandeja coletora; sendo que o dispositivo de distribuição dupla de líquidos é caracterizado pelo fato de os dois dutos (5, 6) de fluxo descendente de líquidos longitudinais estarem conectados um ao outro em uma porção inferior (5b, 6b) por um dispositivo de comunicação (11) equipado com uma válvula (12) que tem uma abertura controlada que é adequada para permitir que o líquido seja transferido entre os dois dutos longitudinais de maneira controlada, sendo que a abertura e o fecho da referida válvula são acionados unicamente com base na medição do nível de líquido nos referidos primeiro

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2/9 e segundo dutos.

2. Dispositivo de distribuição dupla de líquidos de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o dispositivo de comunicação (11) abrir-se para as respectivas porções inferiores (5a, 5b) de cada um dos primeiro e segundo dutos (5, 6) nas suas extremidades inferiores.

3. Dispositivo de distribuição dupla de líquidos de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de o acionamento da abertura ou fecho da válvula (12) ter como base unicamente a medição do nível de líquido nos referidos primeiro e segundo dutos, de forma a que:

a) com uma taxa de fluxo que aumenta apenas no referido primeiro duto (5), a referida válvula se abre automaticamente quando o nível de líquido no primeiro duto atinge um valor limiar máximo Hmax; e

b) com uma taxa de fluxo que diminui em ambos os referidos primeiro e segundo dutos (5, 6), a válvula se fecha automaticamente quando o nível de líquido idêntico nos primeiro e segundo dutos que se comunicam via a válvula aberta cai para um valor limiar mínimo superior ou igual a Hmin, sendo que Hmin é a altura mínima exigida para líquido nos referidos primeiro e segundo dutos enquanto os mesmos comunicam um com o outro via a referida válvula (12) de forma a obter uma distribuição uniforme de líquido entre os vários orifícios das referidas primeira e segunda séries de coletores.

4. Dispositivo de distribuição dupla de líquidos de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de os primeiro e segundo distribuidores estarem configurados de maneira que

a) Ctemin seja inferior ou igual a Qimax-Qimin;

sendo que os primeiro e segundo distribuidores são definidos como consistindo em:

- o primeiro duto (5) e os orifícios (8c) da primeira série de

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3/9 coletores, para o primeiro distribuidor; e

- o segundo duto (6) e os orifícios (8c) da segunda série de coletores, para o segundo distribuidor; e Qimin e Ctemin são definidos, respectivamente, como as taxas de fluxo mínimas combinadas através dos orifícios (8c) das primeira e segunda séries de coletores, respectivamente, que possibilitam que o líquido seja distribuído uniformemente pelas referidas primeira e segunda séries de coletores; e Qimax é definido como a taxa de fluxo máxima do primeiro distribuidor quando a altura de líquido no primeiro duto é de um valor máximo Hmax; e

b) quando a referida válvula (12) é aberta e os dois dutos longitudinais (5, 6) são postos em comunicação um com o outro, o nível do líquido no primeiro duto que estava a um valor Hmax desça para um nível de líquido Ho no segundo duto que é idêntico ao nível do primeiro duto, sendo que Ho é superior ou igual a Hmin, sendo que Hmin é a altura mínima comum exigida para o líquido nos referidos primeiro e segundo dutos em comunicação via a referida válvula para obter uma distribuição uniforme de líquido entre os vários orifícios das referidas primeira e segunda séries de coletores.

5. Dispositivo de distribuição dupla de líquidos de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de os primeiro e segundo distribuidores estarem configurados de maneira que a taxa de fluxo que corresponde ao limiar para acionar a abertura da referida válvula, enquanto a taxa de fluxo aumenta de forma a passar do modo de operação com apenas o primeiro distribuidor em ação para o modo de operação de distribuição dupla com ambos o primeiro e o segundo distribuidores em ação, é superior à taxa de fluxo que corresponde ao limiar para acionar o fecho da válvula, enquanto a taxa de fluxo diminui de forma a passar do modo de operação de distribuição

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4/9 dupla com ambos o primeiro e segundo distribuidores em ação para o modo de operação com apenas o primeiro distribuidor em ação.

6. Dispositivo de distribuição dupla de líquidos de acordo com as reivindicações 4 e 5, caracterizado pelo fato de o primeiro e segundo distribuidores estarem configurados de maneira que:

a) Ctemin seja inferior a Qimax-Qimin; e

b) Ho seja superior a Hmin, mas não inferior a Hmax.

7. Dispositivo de distribuição dupla de líquidos de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de os coletores tubulares transversais (8, 8a-8b) estenderem-se em paralelo em uma direção transversal perpendicular a uma direção longitudinal axial ZZ’ do dispositivo de distribuição dupla (1) e ambas as séries de coletores (8a, 8b) estarem dispostas ao mesmo nível na direção longitudinal (ZZ’) do dispositivo de distribuição dupla (1), sendo que os coletores da primeira série (8a) estão intercalados em paralelo entre os coletores da segunda série (8b).

8. Embarcação ou suporte flutuante caracterizada pelo fato de incluir um aparelho vertical (10) que seja a sede de um fluxo de gravidade de uma fase líquida e incluir pelo menos um dispositivo de distribuição dupla de líquido como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 7, disposto coaxialmente dentro de uma parede cilíndrica (10a) do referido aparelho de fluxo de gravidade (10) acima de uma referida zona (9) que necessite de ser pulverizada de maneira uniforme com o líquido, sendo que a referida zona se estende sobre a seção transversal do referido aparelho de fluxo de gravidade, perpendicularmente em relação à direção longitudinal axial (ZZ’) da referida parede cilíndrica, sendo que a referida bandeja coletora está disposta transversal mente e coaxialmente em relação à referida parede cilíndrica e está adjacente à referida parede cilíndrica.

9. Embarcação ou suporte flutuante de acordo com a reivindicação 8, caracterizada pelo fato do referido aparelho de fluxo de gravidade ter

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5/9 uma pluralidade de zonas (9) que se estendem sobre a seção transversal da referida coluna e espaçadas umas das outras na direção longitudinal axial (ZZ’) da referida coluna, com uma pluralidade dos referidos dispositivos de distribuição dupla de líquidos, cada um interposto entre dois leitos de enchimento.

10. Embarcação ou suporte flutuante de acordo com a reivindicação 8 ou 9, caracterizada pelo fato de o referido aparelho de fluxo de gravidade ser uma coluna de fracionamento ou lavagem (10) que contém pelo menos um leito de enchimento (9) que se estende em uma referida zona sobre a seção transversal da referida coluna, perpendicularmente à direção longitudinal axial ZZ’ da referida coluna.

11. Método para distribuir líquido usando um dispositivo de distribuição dupla de líquidos como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 7, ou uma embarcação ou suporte flutuante como definida em qualquer uma das reivindicações 8 a 10, que recebe um líquido na referida bandeja coletora alta, sendo que o método é caracterizado pelo fato de serem realizadas as seguintes etapas:

e.1) encher o primeiro duto longitudinal (5) com líquido; e

e.2) quando o nível de líquido no primeiro duto atinge um valor limiar máximo, abrir a referida válvula (12) e pôr os dois dutos longitudinais (5, 6) em comunicação um com o outro, enchendo assim o segundo duto até ao mesmo nível de líquido do primeiro duto; e

e.3) refechar a referida válvula se o referido nível de líquido idêntico dos referidos primeiro e segundo dutos diminuir para abaixo de um valor limiar mínimo.

12. Método de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de a abertura ou o fechamento da válvula (12) serem acionados automaticamente como uma função de medição do nível de líquido nos referidos primeiro e segundo dutos, de maneira que:

a) na etapa e.2), com uma taxa de fluxo que aumenta apenas

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6/9 no referido primeiro duto (5), a referida válvula se abra automaticamente quando o nível de líquido no primeiro duto atinge um valor limiar máximo Hmax; e

b) na etapa e.3), com uma taxa de fluxo que diminui em ambos os referidos primeiro e segundo dutos (5, 6), a válvula se feche automaticamente quando o nível de líquido idêntico nos primeiro e segundo dutos que se comunicam via a válvula aberta cai para um valor limiar mínimo superior ou igual a Hmin, sendo que Hmin é a altura comum mínima exigida para líquido nos referidos primeiro e segundo dutos enquanto os mesmos comunicam um com o outro via a referida válvula de forma a obter uma distribuição uniforme de líquido entre os vários orifícios das referidas primeira e segunda séries de coletores.

13. Método de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de, na etapa e.2), a referida válvula (12) ser aberta e os dois dutos longitudinais (5, 6) serem postos em comunicação um com o outro, de forma que o nível (Hi) do líquido no primeiro duto, que era de um valor máximo Hmax, caia para um nível de líquido Ho no segundo duto que é idêntico ao nível do primeiro duto, sendo que Ho é superior ou igual a Hmin e corresponde a uma taxa de fluxo do segundo distribuidor que é superior ou igual a Ctemin; o primeiro e segundo distribuidores estão configurados de maneira que:

a) Ctemin seja inferior ou igual a Qimax-Qimin;

- o primeiro duto (5) e os orifícios (8c) da primeira série de coletores, para o primeiro distribuidor; e

- o segundo duto (6) e os orifícios (8c) da segunda série de dutos, para o segundo distribuidor; e Qimin e Ctemin são definidos, respectivamente, como as

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7/9 taxas de fluxo mínimas combinadas através dos orifícios (8c) das primeira e segunda séries de coletores, respectivamente, que possibilitam que o líquido seja distribuído uniformemente pelas referidas primeira e segunda séries de coletores; e Qimax é definido como a taxa de fluxo máxima do primeiro distribuidor quando a altura de líquido no primeiro duto é de um valor máximo Hmax; e

b) ao abrir a referida válvula (12) e pôr os dois dutos longitudinais (5, 6) em comunicação um com o outro, o nível do líquido no primeiro duto, que é de um valor máximo Hmax, cai para um nível de líquido Ho no segundo duto que é idêntico ao nível do primeiro duto, sendo que Ho é superior ou igual a Hmin.

14. Método de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de, na etapa e.2), a referida válvula (12) ser aberta e os dois dutos longitudinais (5, 6) serem postos em comunicação um com o outro de forma que o nível (Hi) do líquido no primeiro duto, que era de valor máximo Hmax, caia para um nível de líquido Ho no segundo duto que é idêntico ao nível do primeiro duto, sendo que Ho é superior a Hmin e corresponde a uma taxa de fluxo do segundo distribuidor que é superior a Chmin; Chmin é superior a Qimax-Qimin, sendo que o primeiro e segundo distribuidores estão configurados de maneira que:

a) Chmin seja inferior a Qimax-Qimin; e

b) ao abrir a referida válvula (12) e pôr os dois dutos longitudinais (5, 6) em comunicação um com o outro, o nível do líquido no primeiro duto, que é de um valor máximo Himax, cai para um nível de líquido Ho no segundo duto que é idêntico ao nível do primeiro duto, sendo que Ho é superior ou igual a Hmin.

15. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 11 a 14, caracterizado pelo fato de a taxa de fluxo que corresponde ao limiar (Hmax) para acionar a abertura da referida válvula, enquanto a

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8/9 taxa de fluxo aumenta de forma a passar do modo de operação com apenas o primeiro distribuidor em ação para o modo de operação de distribuição dupla com ambos o primeiro e o segundo distribuidores em ação, ser superior à taxa de fluxo que corresponde ao limiar (Hmin) para acionar o fecho da válvula, enquanto a taxa de fluxo diminui de forma a passar do modo de operação de distribuição dupla com ambos o primeiro e segundo distribuidores em ação para o modo de operação com apenas o primeiro distribuidor em ação.

16. Método de acordo com a reivindicação 14 ou 15, caracterizado pelo fato de compreender as seguintes etapas:

1) aumentar o nível de líquido apenas no primeiro duto; e

2) abrir a referida válvula (12) quando o nível de líquido atinge o limiar de altura máxima Hmax no primeiro duto, que corresponde a uma taxa de fluxo uniforme máxima Qimax do primeiro distribuidor e pôr os dois dutos longitudinais (5, 6) em comunicação de forma que o nível do líquido no primeiro duto, que era de valor máximo Hmax, caia para um nível de líquido Ho no segundo duto que é idêntico ao nível do primeiro duto, sendo que Ho é superior ao referido valor Hmin; e

3) o nível de líquido aumenta de Ho em ambos o primeiro e o segundo dutos, sendo que o dispositivo está agora no modo de operação de distribuição dupla com ambos o primeiro e segundo distribuidores em ação, sendo que a taxa de fluxo combinada de ambos os distribuidores aumenta de Qimax a Qimax+Chmax, Ctemax é definida como a taxa de fluxo máxima do segundo distribuidor quando a altura de líquido idêntica no primeiro e segundo dutos está a um máximo Hmax; e

4) quando o dispositivo está no modo de operação de distribuição dupla com ambos o primeiro e segundo distribuidores em ação, sendo que a taxa de fluxo situa-se na faixa Qimax a Qimax+Chmax, se a taxa de fluxo diminuir, a referida válvula (12) é fechada apenas quando a taxa de fluxo atinge um valor limiar mínimo Qo na faixa Qimin a Qi max

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9/9 com um nível Hmin do líquido em ambos os dutos (5, 6), sendo que Qo é superior ou igual a Qimin+Ctemin e preferencialmente igual a Qimin+Ctemin; e

5) após fechar a referida válvula (12), o nível de líquido no primeiro duto aumenta para um valor Hi superior a Hmin, mas inferior a Hmax com uma taxa de fluxo na faixa Qimin e Qimax, sendo que ο dispositivo permanece no modo de operação de distribuição única com apenas o primeiro distribuidor em ação desde que o nível de líquido não exceda Hmax no primeiro duto.