BR112020017987A2

BR112020017987A2 - Dispositivo para a ressuspensão de sólidos no transporte de tubulação de pasta fluida

Info

Publication number: BR112020017987A2
Application number: BR112020017987-6A
Authority: BR
Inventors: Luis Fernando Echeverri
Original assignee: Flsmidth A/S
Priority date: 2018-03-02
Filing date: 2019-03-01
Publication date: 2020-12-22
Also published as: EP3759387A1; MX2020009110A; RU2020131380A; CA3092469A1; PE20201048A1; WO2019167024A1; AU2019227269B2; US11230445B2; AU2019227269A1; US20210053775A1; CA3092469C; CL2020002261A1; CN112041607A; EP3759387B1

Abstract

trata-se de um subcanal inclinado interno, ou dispositivo de rampa, para suspender e/ou ressuspender os sólidos dentro de um sistema de tubulação durante o transporte de pasta fluida que pode ser fornecido a vários componentes do sistema de transporte de pasta fluida para controlar ou reduzir o desgaste localizado severo que ocorre frequentemente em bombas de pasta fluida. as modalidades do dispositivo de rampa podem ser configuradas, de maneira adequada, para alterar os padrões de fluxo multifásico de pasta fluida e/ou interromper os fenômenos tradicionais de regime de leito móvel/deslizante. as modalidades do dispositivo de rampa podem ser, de maneira adequada, configuradas para elevar os particulados abrasivos grossos das porções inferiores de uma seção de tubulação de pasta fluida - quando uma concentração mais elevada e/ou uma presença maior de particulados mais grossos podem estar presentes. as modalidades do dispositivo de rampa podem ser instaladas nas proximidades e/ou a montante das bombas de pasta fluida para evitar ocorrências de desgaste localizado severo no diâmetro interno da parede lateral de sucção da bomba em torno da posição inferior ou em ângulo de 6 horas.

Description

“DISPOSITIVO PARA A RESSUSPENSÃO DE SÓLIDOS NO TRANSPORTE DE TUBULAÇÃO DE PASTA FLUIDA” REFERÊNCIA CRUZADA A PEDIDOS RELACIONADOS

[0001] Este é um pedido internacional que reivindica o benefício do pedido de patente provisório dos EUA nº 62 / 638.001, depositado em 2 de março de 2018, cujos conteúdos são incorporados por meio deste por referência, em sua totalidade, para todos e quaisquer fins, como se estivessem totalmente estabelecidos neste documento.

CAMPO DA INVENÇÃO

[0002] Este pedido refere-se a equipamentos industriais e, mais importante, a melhorias em componentes usados para transporte de tubulação de pasta fluida.

[0003] Em específico, são divulgadas as modalidades de um novo dispositivo e método para suspender e/ou ressuspender a pasta fluida dentro de uma tubulação de pasta fluida durante o transporte da mesma. As modalidades do novo dispositivo e método podem melhorar a uniformidade do perfil de concentração de fluxo na região de sucção das bombas de pasta fluida e reduzir o desgaste dos componentes da bomba em sistemas de transporte de pasta fluida.

[0004] Ficará evidente a partir desta divulgação que as configurações do dispositivo e o método descritos neste documento podem oferecer várias vantagens e benefícios ainda não disponíveis com as tecnologias convencionais de transporte de pasta fluida, aumentando a vida útil das bombas de pasta fluida.

ANTECEDENTES DE DIVULGAÇÃO

[0005] Com as tecnologias convencionais de transporte de pasta fluida, o desgaste da pasta fluida abrasiva pode ocorrer dentro de uma tubulação de transporte de pasta fluida e/ou bombas de pasta fluida - particularmente na posição inferior ou em ângulo de 6 horas (ou seja, em direção descendente), devido à gravidade. Além disso, pode ocorrer desgaste na mesma área devido aos fenômenos do regime de leito móvel/deslizante.

[0006] O desgaste pode ocorrer nas bombas de pasta fluida quando o fluxo que chega ao bocal de sucção da bomba está dentro do regime de leito móvel/deslizante. Uma concentração mais alta e/ou uma maior presença de particulados mais grossos localizados na porção inferior se combinam com a recirculação de sucção, resultando em um desgaste local severo no diâmetro interno da parede lateral de sucção em torno do local em ângulo de 6 horas (ver Figuras 6 e 7).

[0007] Como a pasta fluida é transportada por tubulações, há uma tendência dos particulados grossos nas tubulações se depositarem devido à força gravitacional, produzindo uma concentração maior de particulados sólidos na porção inferior de uma tubulação. Nos casos em que a velocidade do fluxo cai abaixo de um limite crítico, as forças do fluido são incapazes de manter os sólidos em suspensão. Isso é especialmente verdadeiro com os particulados mais grossos, que tendem a se assentar e formar um leito móvel na porção inferior da tubulação que desliza com velocidade menor do que o resto do fluxo. Nos piores casos, esse leito móvel/deslizante pode até ficar parado.

[0008] Voltando à Figura 8, uma explicação para o desgaste na posição em ângulo de 6 horas discutido acima é retratado. O desgaste dos componentes da bomba de pasta fluida pode ocorrer quando o fluxo que chega ao bocal de sucção da bomba está dentro do regime de leito móvel (onde uma concentração mais alta e/ou uma presença mais alta de particulados mais grossos estão localizadas na porção inferior do tubo de sucção). O regime de leito móvel se combina com a recirculação de sucção ou vazamento que, e de maneira invariável, ocorre em bombas centrífugas, resultando em um mecanismo de desgaste localizado e severo.

[0009] Várias soluções foram propostas para a ressuspensão de sólidos em tubulações de pasta fluida. Uma abordagem envolve uma "pré-centrifugação" ou o fornecimento de uma "palhetas em espiral" para induzir a vorticidade (ver, por exemplo, EUA-1.608.547; EUA-2013 / 0202426A1). Outra abordagem envolve o fornecimento de paredes laterais inclinadas e a contração da área da seção transversal da tubulação (ver, por exemplo, EUA-6.428.268).

[0010] Novas soluções são propostas neste documento, na tentativa de superar problemas relacionados ao desgaste severo em bombas de pasta fluida e aprimorar os conceitos anteriores mencionados para a ressuspensão de sólidos. Atualmente existe uma necessidade de tecnologias de transporte de pasta fluida que possam melhorar a vida útil da bomba e manter ou melhorar a eficiência do transporte de pasta fluida sem necessariamente alterar a dinâmica de transporte de pasta fluida ou empregar materiais de bomba caros.

OBJETOS DA INVENÇÃO

[0011] É, portanto, um objetivo de algumas modalidades contornar as desvantagens referidas e associadas à sedimentação de sólidos em tubulações, que consequentemente geram o desgaste da bomba em sistemas de transporte de pasta fluida da técnica anterior.

[0012] Outro objetivo de algumas modalidades é eliminar ou mitigar falhas de desgaste que podem ocorrer com bombas centrífugas de pastas fluidas usadas em mineração, areias betuminosas e outras operações industriais.

[0013] Outro objetivo de algumas modalidades é eliminar ou mitigar as falhas de desgaste que podem resultar em desgaste localizado severo no diâmetro interno (ID) de um forro de sucção, bucha de garganta ou anel de desgaste ajustável (no caso de bombas FLSmidth® KREBS); o desgaste localizado e severo, em geral, está localizado perto do ponto mais baixo - normalmente referido como a posição em ângulo de "6 horas".

[0014] Outro objetivo de algumas modalidades é induzir a ressuspensão hidráulica de sólidos que podem ter sedimentado na porção inferior das linhas de tubulações de pasta fluida para alimentar as bombas de pasta fluida centrífugas, eliminando ou mitigando, assim, o desgaste local no diâmetro interno do forro de sucção ou anel de desgaste perto da posição em ângulo de 6 horas.

[0015] Outro objetivo de algumas modalidades é permitir que um subcanal inclinado interno ou "dispositivo de rampa" seja instalado em uma tubulação de pasta fluida - incluindo, porém sem limitação, qualquer local ao longo de uma tubulação de sucção usada para alimentar as bombas de pasta fluida, carretéis ou, alternativamente, uma entrada de tubulação de sucção em um forro.

[0016] Estes e outros objetos da invenção se tornarão evidentes a partir dos desenhos e da descrição neste documento apresentado.

[0017] Embora se acredite que cada objeto da invenção seja alcançado por pelo menos uma modalidade da invenção, não há necessariamente qualquer modalidade da invenção que atinja todos os objetos da invenção.

BREVE SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0018] Um novo dispositivo projetado para ressuspender sólidos em tubulações, ou dispositivo de rampa, é divulgado. O dispositivo de rampa pode compreender uma estrutura substancialmente mostrada nos desenhos anexos. Cada característica mecânica mostrada desempenha um papel importante em influenciar a hidrodinâmica dentro de uma tubulação e as bombas de um sistema de transporte de pasta fluida.

[0019] Um método para transportar a pasta fluida pode envolver o fornecimento de um novo dispositivo de rampa para um componente de um sistema de transporte de pasta fluida e, em seguida, mover a pasta fluida através do sistema de transporte de pasta fluida através do dispositivo de rampa. Um método para reduzir o desgaste de um componente de um sistema de transporte de pasta fluida pode compreender a remoção de um componente do mesmo e o fornecimento de um componente de substituição que compreende um dispositivo de rampa com uma estrutura substancialmente mostrada nos desenhos anexos. Em algumas modalidades, o método pode compreender a etapa de fornecer um componente para uso com um sistema de transporte de pasta fluida, em que o componente compreende uma estrutura substancialmente representada e descrita nos desenhos anexos. Em algumas modalidades, o método pode compreender a etapa de fornecer um componente que compreende uma estrutura substancialmente representada e descrita nos desenhos anexos para um sistema de transporte de pasta fluida e instalar o referido componente. A estrutura é preferencialmente configurada para alterar o fluxo de particulados (por exemplo, suspender ou ressuspender os particulados abrasivos grossos) e reduzir o desgaste.

BREVE SUMÁRIO DOS DESENHOS

[0020] Para complementar a descrição que está sendo feita, e com a finalidade de ajudar a compreender melhor as características da invenção, um conjunto de desenhos que ilustram novos métodos e aparelhos para melhorar os processos de transporte de pasta fluida industrial é anexado ao presente relatório descritivo como uma porção integrante do mesmo, em que o seguinte foi representado com um caráter ilustrativo e não limitativo. Deve ser entendido que números de referência semelhantes usados nos desenhos (se algum for usado) podem identificar componentes semelhantes.

[0021] As Figuras 1 a 5 ilustram um dispositivo de rampa que pode ser aplicado a um componente de um sistema de transporte de pasta fluida de acordo com uma primeira modalidade não limitativa. O dispositivo de rampa compreende uma estrutura que melhora a funcionalidade e reduz o desgaste dos componentes do sistema de transporte de pasta fluida e seus substratos.

[0022] A Figura 1 é uma vista superior em corte transversal de um componente de um sistema de transporte de pasta fluida, que inclui um dispositivo de rampa conectado da presente invenção.

[0023] A Figura 2 é uma vista da extremidade de um componente de um sistema de transporte de pasta fluida, que inclui um dispositivo de rampa acoplado da presente invenção, visto da direção de entrada da pasta fluida no componente.

[0024] A Figura 3 é uma vista lateral em corte transversal de um componente de um sistema de transporte de pasta fluida, que inclui um dispositivo de rampa conectado da presente invenção.

[0025] A Figura 4 é uma vista em perspectiva superior de um componente de um sistema de transporte de pasta fluida, que inclui um dispositivo de rampa conectado da presente invenção, visto da direção de saída da pasta fluida ao deixar o componente.

[0026] A Figura 5 é uma vista em perspectiva superior de um componente de um sistema de transporte de pasta fluida, que inclui um dispositivo de rampa acoplado da presente invenção, visto da direção de entrada da pasta fluida no componente.

[0027] As Figuras 6 e 7 ilustram problemas associados à técnica anterior - em particular, as áreas de desgaste localizado severo para componentes da bomba de pasta fluida do lado de sucção no diâmetro interno em torno da posição em ângulo de 6 horas.

[0028] A Figura 6 ilustra o desgaste em torno da porção inferior do diâmetro interno de um anel de desgaste ajustável FLSmidth® KREBS.

[0029] A Figura 7 indica um desgaste em torno da porção inferior do diâmetro interno de uma bucha de garganta ou um forro de sucção em uma bomba de pasta fluida convencional.

[0030] A Figura 8 representa vários regimes de fluxo possíveis dentro de um sistema de transporte de pasta fluida (por exemplo, dentro de uma tubulação ou componente de tubulação). Esta Figura representa ainda a representação usual do fluxo de tubo líquido-sólido sob diferentes regimes e ilustra como a concentração pode aumentar na porção inferior de uma tubulação conforme aumenta a sedimentação. Leitos móveis/deslizantes de particulados abrasivos grossos gravitando para áreas inferiores (devido à gravidade) podem causar desgaste nas tubulações de pasta fluida e componentes da bomba na posição em ângulo de 6 horas.

[0031] A Figura 9 mostra uma previsão de Dinâmica dos Fluidos Computacional (CFD) da trajetória de particulados dentro de um leito móvel/deslizante que passa por um dispositivo de rampa de subcanal aberto de acordo com uma possível modalidade divulgada neste documento.

[0032] As Figuras 10 e 11 comparam as tubulações tradicionais (porção superior de cada Figura) com as modalidades da invenção (porção inferior de cada Figura). Como pode ser visto, o novo dispositivo de rampa auxilia na ressuspensão de particulados dentro de um leito móvel/deslizante.

[0033] A Figura 12 representa possíveis localizações úteis para um dispositivo de rampa de acordo com modalidades da invenção, particularmente dentro de uma curta distância e a montante a partir de um bocal de sucção de bomba.

[0034] As Figuras 13 a 15 são vistas isométricas de um componente de um sistema de transporte de pasta fluida que compreende um dispositivo de rampa de acordo com algumas modalidades, a Figura 15 mostra como um forro polimérico (por exemplo, borracha, uretano, plástico) pode ser empregado dentro de uma armação metálica externa. O dispositivo de rampa pode ser moldado no forro polimérico como mostrado, embora possa, alternativamente, ser fornecido separadamente e afixado no interior de um componente de um sistema de transporte de pasta fluida como um dispositivo suplementar "não integral". O forro polimérico pode ser adicionado a uma estrutura de metal existente (por exemplo, como um serviço pós-venda), sem limitação.

[0035] A Figura 13 é uma vista isométrica de um componente de um sistema de transporte de pasta fluida, que inclui um dispositivo de rampa da presente invenção formado integralmente com um forro interno de componente polimérico, visto da direção de entrada da pasta fluida no componente.

[0036] A Figura 14 é uma vista isométrica de um componente de um sistema de transporte de pasta fluida, que inclui um dispositivo de rampa da presente invenção formado integralmente com um forro interno de componente polimérico, visto da direção de saída da pasta fluida ao deixar o componente.

[0037] A Figura 15 é uma vista isométrica em recorte de um componente de um sistema de transporte de pasta fluida, que inclui um dispositivo de rampa da presente invenção formado integralmente com um forro interno de componente polimérico.

[0038] As Figuras 16 e 17 ilustram padrões de fluxo dentro de um tubo de sucção convencional (no superior de cada Figura) em comparação com dois dispositivos de rampa de subcanal fechado de ressuspensão de acordo com duas modalidades possíveis divulgadas neste documento (no meio e inferior de cada Figura).

[0039] A Figura 18 é uma vista frontal de um dispositivo de rampa da presente invenção, de acordo com uma modalidade diferente, que utiliza inserções resistentes ao desgaste que podem ser prontamente instaladas dentro de tubulações de pasta fluida padrão, vistas a partir da direção de saída da pasta fluida ao deixar o componente.

[0040] A Figura 19 é uma vista superior de um dispositivo de rampa da presente invenção.

[0041] A Figura 20 é uma vista inferior de um dispositivo de rampa da presente invenção.

[0042] A Figura 21 é uma vista isométrica que mostra a porção superior de um dispositivo de rampa da presente invenção.

[0043] A Figura 22 é uma vista isométrica que mostra a porção inferior de um dispositivo de rampa da presente invenção.

[0044] A seguir, a invenção será descrita em mais detalhes com referência aos desenhos em conjunto com modalidades exemplares.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0045] Embora a presente invenção tenha sido descrita neste documento usando modalidades exemplares de um componente de tubo de transporte de pasta fluida que compreende um novo dispositivo de rampa e métodos de fabricação e operação do mesmo, deve ser entendido que numerosas variações e adaptações serão evidentes para aqueles versados na técnica a partir dos ensinamentos fornecidos neste documento.

[0046] As modalidades detalhadas mostradas e descritas no texto e nas Figuras não devem ser interpretadas como limitantes do escopo; em vez disso, todas as modalidades fornecidas devem ser consideradas exemplificativas por natureza. Por conseguinte, esta invenção é apenas limitada pelas reivindicações anexas.

[0047] O inventor reconheceu um método novo e até agora não reconhecido de transporte de pasta fluida dentro de uma tubulação ou de um componente de um sistema de transporte de pasta fluida usando um novo dispositivo de rampa.

[0048] Um subcanal inclinado interno ou "dispositivo de rampa" pode ser fornecido para redistribuir o fluxo dentro de uma seção de tubulação, como descrito nos desenhos anexos. Este dispositivo de rampa pode ser fabricado usando um polímero, metal ou material resistente ao desgaste de cerâmica, como necessário. Uma combinação dos materiais acima mencionados pode ser usada para fabricar o dispositivo de rampa.

[0049] Em algumas modalidades práticas, a pasta fluida/particulados podem, em algumas modalidades, compreender concentrados de processamento de minerais, pasta fluida, lama, rejeitos, resíduos ou outro material a ser transportado, sem limitação.

[0050] O dispositivo de rampa pode ser um subcanal aberto adequadamente configurado para puxar os sólidos de um leito móvel/deslizante de particulados localizado na porção inferior de um tubo de pasta fluida, levantá-los e, em seguida, descarregá-los mais perto da linha central da seção de tubulação, como sugerido na Figura 9, na porção inferior das Figuras 10 e 11, e no meio e na porção inferior das Figuras 16 e 17.

[0051] O dispositivo de rampa pode servir para "fluidificar" os particulados para criar um fluxo mais homogêneo dentro de um transporte de tubulação de pasta fluida ou dentro de um componente de um sistema de transporte de pasta fluida, sem limitação. O projeto hidráulico convergente permite que a pasta fluida acima do leito reposicione e/ou envolva os sólidos que são descarregados do subcanal interno por meio do dispositivo de rampa.

[0052] Em algumas modalidades preferidas, um subcanal interno fechado pode ser fornecido. O subcanal interno pode ser configurado para bifurcar uma seção de tubulação ou componente de um sistema de transporte de pasta fluida. Em virtude do projeto do mesmo, o fluxo dentro da seção de tubulação ou componente de um sistema de transporte de pasta fluida pode ser redistribuído. À medida que o fluxo é redistribuído por meio de um dispositivo de rampa, os sólidos são puxados do leito móvel/deslizante na porção inferior da seção de tubulação ou componente de um sistema de transporte de pasta fluida, levantando-os e descarregando-os mais perto da linha central da tubulação. Isso tudo é realizado enquanto o resto da pasta fluida contida dentro da seção de tubo ou componente de um sistema de transporte de pasta fluida envolve as paredes externas deste subcanal interno e é realocado em torno dos sólidos que são descarregados a partir do subcanal interno.

[0053] Quando um único elemento é divulgado neste relatório descritivo ou ilustrado nos desenhos anexos, deve ser entendido que um ou mais dos referidos elementos podem ser fornecidos ou substituídos em seu lugar. Por exemplo, quando usado neste documento, o termo "dispositivo de rampa" ou "subcanal" pode, de acordo com algumas modalidades, compreender "pelo menos um" dispositivo de rampa ou "pelo menos um" subcanal, sem limitação. Em outras palavras, uma série de dispositivos de rampa ou características dos mesmos podem ser fornecidos e/ou localizados dentro de um único sistema de transporte de pasta fluida ou componente do mesmo (por exemplo, seção de tubulação), sem limitação. Por exemplo, uma pluralidade de dispositivos de rampa pode ser usada, de maneira ubíqua, ao longo de um sistema de transporte de pasta fluida, sem limitação.

[0054] Também deve ser entendido que qualquer combinação de elementos divulgados pode formar uma modalidade única da invenção. Por exemplo, uma modalidade do kit de retroajuste pode ser estabelecida combinando-se, em qualquer permutação, as características estruturais necessárias para montar uma porção do dispositivo de rampa ou um dispositivo de rampa completo. Uma modalidade do kit de retroajuste pode ser estabelecida como um componente do sistema de transporte de pasta fluida, que compreende pelo menos um dispositivo de rampa - que pode ser dotado do referido sistema de transporte de pasta fluida e/ou instalado com o mesmo. Um componente de sistema de transporte de pasta fluida existente (por exemplo, seção de tubulação) pode ser removido de um sistema de transporte de pasta fluida existente, e um componente de sistema de transporte de pasta fluida de substituição, que compreende pelo menos um dispositivo de rampa (isto é, um componente do kit de retroajuste), pode ser fornecido em seu lugar.

[0055] A divulgação de cada patente, pedido de patente e publicação citada, listada, nomeada ou mencionada neste documento é incorporada por referência em sua totalidade, para todos e quaisquer fins, como se estivessem totalmente estabelecidos neste documento.

[0056] Embora este assunto tenha sido divulgado com referência a modalidades específicas, é evidente que outras modalidades e variações podem ser concebidas por outros versados na técnica sem se afastar do verdadeiro espírito e escopo do assunto descrito neste documento. As reivindicações anexas podem incluir algumas, porém nem todas essas modalidades e variações equivalentes.

[0057] As modalidades descritas devem ser consideradas em todos os aspectos apenas como ilustrativas e não restritivas. O escopo da invenção é, portanto, indicado e governado apenas pelas reivindicações anexas, ao invés da descrição anterior. Todas as modalidades que vêm dentro do significado e faixa de equivalência das reivindicações devem ser abrangidas dentro de seu escopo.

[0058] Um contratante ou outra entidade pode fornecer, fabricar, instalar, manter, operar ou oferecer para venda um dispositivo de rampa ou componente de um sistema de transporte de pasta fluida que compreende um dispositivo de rampa, como divulgado neste documento. Um contratante ou outra entidade pode fornecer, fabricar, instalar, manter, operar ou oferecer para venda uma ou mais adaptações a um sistema de transporte de pasta fluida existente ou componente do mesmo que pode replicar efetivamente a funcionalidade do novo dispositivo de rampa divulgado neste documento.

[0059] Um contratante ou outra entidade pode fornecer, fabricar, instalar, manter, operar ou oferecer para venda um ou mais componentes ou elementos de um sistema de transporte de pasta fluida que compreende um ou mais dos dispositivos de rampa ou uma ou mais das características estruturais que são divulgadas neste documento, sem se afastar do escopo e do espírito da presente invenção.

[0060] Embora a invenção tenha sido descrita em termos de modalidades e aplicações particulares, um versado na técnica, à luz deste ensinamento, pode gerar modalidades e modificações adicionais sem se afastar do espírito ou exceder o escopo da invenção reivindicada.

[0061] As Figuras 6 e 7 ilustram os problemas associados ao desgaste criado por fluxos de pasta fluida abrasiva dentro de bombas usadas em sistemas de transporte de pasta fluida. Como exemplo, estas Figuras mostram áreas de desgaste localizado severo no lado de sucção dos componentes da bomba de pasta fluida no diâmetro interno em torno da região inferior, ou posição em ângulo de 6 horas, das superfícies internas. A Figura 6 mostra o desgaste em torno da porção inferior do diâmetro interno de um anel de desgaste ajustável FLSmidth® KREBS, enquanto a Figura 7 mostra o desgaste em torno da porção inferior do diâmetro interno de uma bucha de garganta ou forro de sucção em uma bomba de pasta fluida convencional. Como esse tipo de desgaste reduz significativamente a vida útil desses componentes, é desejável reduzir esse desgaste.

[0062] A Figura 8 representa vários regimes de fluxo possíveis dentro de um sistema de transporte de pasta fluida (por exemplo, dentro de uma tubulação ou componente de tubulação). O fluxo homogêneo envolve tipicamente os particulados sólidos suspensos, que são, em geral, uniformes ao longo da pasta fluida. O fluxo heterogêneo, suspensão total de particulados, envolve tipicamente os particulados sólidos suspensos de maneira não uniforme em toda a pasta, com mais particulados sólidos dispostos dentro da porção inferior da pasta fluida devido à gravidade. O fluxo heterogêneo, leito deslizante, envolve tipicamente os particulados sólidos dispostos com uma concentração consideravelmente mais alta dentro da porção inferior da tubulação, de modo que o curso da porção inferior seja significativamente impedido exibindo uma velocidade inferior ou mesmo completamente parado. Por conseguinte, esta Figura representa a representação usual do fluxo de tubo líquido- sólido sob diferentes regimes e ilustra como a concentração pode aumentar na porção inferior de uma tubulação conforme aumenta a sedimentação. Leitos móveis/deslizantes de particulados abrasivos grossos concentrados na área inferior devido à gravidade podem causar desgaste local severo nos componentes da bomba de pasta fluida em torno da posição inferior, ou em ângulo de 6 horas. Como resultado, a presente invenção visa redirecionar os sólidos do leito deslizante para longe da região inferior, ou em ângulo de 6 horas, de um sistema de transporte de pasta fluida, redistribuindo os particulados sólidas para outras regiões da tubulação para melhorar a uniformidade do fluxo, prevenindo ou reduzindo o severo desgaste local na região inferior das superfícies internas da bomba associado ao regime de leito deslizante.

[0063] De acordo com a presente invenção, as

Figuras 1 a 5, as Figuras 13 a 15 e as Figuras 18 a 22 mostram um componente de um sistema de transporte de pasta fluida, em geral, na 10, que pode estar na forma de um transporte de tubulação de pasta fluida, tubulação, carretel de tubo, entrada de sucção de bomba ou seção de entrada de forro, que inclui alimentação, entrada, descarga, tampão, seções de drenagem, sucção e/ou injeção de qualquer um dos itens acima.

Nesta ilustração, o componente 10 é mostrado na forma de um carretel de sucção do tipo usado para transporte de pasta fluida.

O componente 10 é mostrado ser de natureza substancialmente cilíndrica, embora possa ter qualquer forma adequada para o transporte de pasta fluida.

O componente 10 compreende uma estrutura externa 12 e uma pluralidade de flanges de montagem 14 para fixar o componente 10 em qualquer local adequado dentro de um sistema de transporte de pasta fluida.

Por conseguinte, a estrutura externa pode ser construída de qualquer material adequado para transporte de pasta fluida, incluindo vários materiais de metal típicos, como aço e ferros, ou tubulações e tubos de polímero, ou um metal resistente ao desgaste, como aço ou ferro de cromo branco, se necessário.

O componente 10 também inclui um forro interno 16, que pode ser de construção unitária com a estrutura externa 12, ou de uma construção separada que é inserida dentro da estrutura externa 12, ou de outra maneira, formada ou construída para formar a superfície interna do componente 10. Por conseguinte, o forro interno 16 pode ser construído do mesmo metal que a estrutura externa 12 ou de um material alternativo, como borracha, poliuretano, um plástico, polimérico, elastomérico ou um metal como ferro de cromo branco ou ligas resistentes à corrosão quando necessário, ou revestimentos de cerâmica resistentes ao desgaste ou outro material resistente ao desgaste adequado.

[0064] Nesta disposição, o componente 10 inclui uma porta de drenagem 18 anexada à estrutura externa 12 e incluindo uma abertura interna 20 disposta em comunicação de fluido com o interior do componente 10, que se estende a partir do forro interno 16 e através da estrutura externa

12. O A porta de sucção 18 é, em geral, construída com o componente 10 e, como tal, é, em geral, do mesmo material que a estrutura externa 12, embora também possa ser um anexo ao componente 10 feito de outro material adequado. A porta de drenagem 18 está disposta ao longo da porção descendente, ou na "posição em ângulo de 6 horas" do componente 10, designada em 22, embora a presente invenção também seja adequada para uso sem essa porta de drenagem 18, ou onde a porta de sucção 18 está disposta de forma diferente da configuração mostrada.

[0065] O componente 10 também é mostrado para incluir um dispositivo de rampa, em geral, na 24, disposto na porção inferior, descendente ou na posição em ângulo de 6 horas 22 do forro interno 16. O dispositivo de rampa pode ser feito do mesmo ou de um material diferente como a estrutura externa 12 e/ou o forro interno 16, incluindo vários metais, como ferro de cromo branco, ligas de metal resistentes ao desgaste ou corrosão, ou polímeros, como borracha, poliuretano ou cerâmica resistente ao desgaste, ou quaisquer outros materiais resistentes ao desgaste adequados. Por conseguinte, o dispositivo de rampa 24 pode ser formado integralmente com o forro interno 16 ou com o forro interno 16 e a estrutura externa 12 juntos, ou também pode ser uma inserção separada ou anexo disposto, de maneira fixa, por qualquer meio adequado, incluindo parafusos, adesivos, ranhuras , entalhes, cunhas ou outros dispositivos de engate adequados ou meios sobre o forro interno 16 na porção inferior, descendente ou na posição em ângulo de 6 horas 22.

[0066] O dispositivo de rampa 24 é construído em uma forma adequada para permanecer afixado em uma posição estacionária sobre o forro interno 16, enquanto ao mesmo tempo é construído em uma forma de canal aberto operável para direcionar o fluxo de pasta fluida e particulados mais grossos frequentemente localizadas na porção inferior de fluxo de tubulação de pasta fluida, deslocando-se através do componente 10 em uma direção ascendente afastada da porção inferior, descendente ou na posição em ângulo de 6 horas 22 do forro interno 16. De maneira alternativa, será evidente que o dispositivo de rampa 24 pode, em vez de ser um configuração de canal fechado como mostrado nas Figuras 16 e 17. Em uma configuração de canal aberto, o dispositivo de rampa 24 inclui uma base curva 26 que, em geral, tem a mesma curvatura que a porção do forro interno 16 sobre a qual é montado, ou formado de uma maneira unitária. O dispositivo de rampa 24 é formado em tal forma para incluir uma seção inclinada para o centro ou inclinada em direção ascendente, ou na rampa, 28, que é côncava em sua configuração de superfície e afunilada em sua largura da frente para trás para direcionar o fluxo de pasta fluida para cima, ou em direção ascendente e descendente, como pode ser desejado (tal como em direção a uma linha central longitudinal do componente 10) durante seu deslocamento sobre o dispositivo de rampa 24, de modo a alterar o fluxo de particulados (por exemplo, suspender ou ressuspender particulados abrasivos grossos) e reduzir o desgaste na porção inferior, descendente ou na posição em ângulo de 6 horas 22 dos componentes da bomba de pasta fluida. Alternativamente, será apreciado que a seção central inclinada em direção ascendente, ou rampa, 28, pode ser substancialmente plana em vez de côncava e pode não ser afunilada em sua largura, porém é preferencialmente projetada em uma configuração benéfica para direcionar o fluxo de pasta fluida em direção à linha central da tubulação para cima, ou em direção ascendente e descendente durante seu deslocamento sobre o dispositivo de rampa 24.

[0067] A seção central inclinada em direção ascendente, ou rampa, 28, é cercada em ambos os lados pela primeira e segunda seções de guia 30 e 32 que se projetam em direção ascendente e também podem ser substancialmente verticais, de cada lado da seção central inclinada na direção ascendente, ou rampa, 28 . A primeira e a segunda seções de guia 30 e 32 também são mostradas como afuniladas em direção descendente ao plano central vertical do componente 10 para fornecer diretividade para dentro ao fluxo de pasta fluida. No entanto, o grau e a direção de afunilamento para a primeira e segunda seções de guia 30 e 32 também podem ser alterados (internamente em direção ao plano central vertical do componente 10, substancialmente paralelos entre si ou externamente em direção ao forro interno) para obter a pasta fluida desejada fluxo. Também será apreciado que os tamanhos da primeira e segunda seções de guia 30 e 32 também podem ser alterados para atingir o grau desejado e a direção de mudança de fluxo de pasta fluida. Juntamente com a seção central inclinada em direção ascendente, ou rampa, 28, a primeira e a segunda seções de guia 30 e 32 também são operáveis para direcionar o fluxo de pasta fluida para uma direção desejada para cima, ou em direção ascendente e descendente, durante seu deslocamento sobre a rampa do dispositivo 24, para alterar o fluxo de particulados (por exemplo, suspender ou ressuspender particulados abrasivos grossos) e reduzir o desgaste na para a porção inferior, para a direção descendente ou na posição em ângulo de 6 horas 22 do forro interno 16.

[0068] As Figuras 20 e 22 mostram a configuração da superfície inferior do dispositivo de rampa 24, que inclui uma ou mais aberturas 34 através das quais um ou mais aberturas adequados (não mostradas) podem ser inseridas para fixar o dispositivo de rampa 24 ao forro interno 16 do componente 10. De maneira alternativa, outros meios de fixação, tais como adesivos, ranhuras, entalhes, cunhas ou outros dispositivos ou meios de engate adequados também podem ser usados. Como também pode ser visto nas Figuras 20 e 22, a superfície inferior do dispositivo de rampa 24 inclui um recesso 36 formado em porção pelas configurações da rampa 28 e primeira e segunda seções de guia 30 e 32 no lado reverso ou superior do dispositivo de rampa 24.

[0069] Com referência nas Figuras 13 a 15, é mostrada uma modalidade alternativa da invenção em que um componente de um sistema de transporte de pasta fluida 40 é novamente construído de qualquer material adequado para acomodar o transporte de pasta fluida, incluindo vários materiais metálicos, como aço, um ferro resistente ao desgaste ou qualquer metal adequado ligas ou polímeros. O componente 40 pode novamente estar na forma de uma tubulação de transporte de pasta fluida, tubo, carretel de tubo, entrada de sucção de bomba ou seção de entrada de forro, incluindo alimentação, entrada, descarga, tampão, drenagem, sucção e/ou seções de injeção de qualquer um dos acima. Mais uma vez, nesta disposição, o componente 40 é mostrado na forma de uma carretel de tubo de sucção do tipo usado para transporte de pasta fluida. O componente 40 inclui novamente uma estrutura externa 42 de construção semelhante à anterior. Nesta disposição, no entanto, um dispositivo de rampa 44 é formado de uma maneira unitária em conjunto com um forro interno 46, de material polimérico adequado, como borracha ou poliuretano, ou um metal resistente ao desgaste, como ferro de cromo branco, ou um aço resistente à corrosão ou liga de metal ou revestimento de cerâmica resistente ao desgaste [correto?] ou outro material resistente ao desgaste adequado. Novamente, o dispositivo de rampa 44 inclui uma seção central inclinada em direção ascendente, ou rampa, 48, que é cercada em ambos os lados pela primeira e segunda seções de guia 50 e 52 que se projetam em direção ascendente e também podem ser substancialmente verticais, de cada lado em direção ascendente de seção central inclinada, ou rampa

48. Será apreciado que os várias disposições de configuração para a seção central inclinada em direção ascendente, ou rampa 48, e a primeira e segunda seções de guia 50 e 52 estão novamente disponíveis nesta disposição como pode ser desejado para direcionar o fluxo de pasta fluida da maneira desejada como antes.

[0070] As Figuras 9 a 12, 16 e 17 ilustram previsões numéricas de trajetórias de fluxo de pasta fluida (mostrando fluxos de líquido e sólido) em vários cenários de fluxo e sucção, que inclui como um dispositivo de rampa da presente invenção pode desejavelmente alterar o fluxo de pasta fluida que realiza a ressuspensão dos sólidos sedimentados do fundo para promover uma concentração de fluxo mais uniforme na sucção da bomba de pasta fluida. Em particular, a Figura 12 ilustra uma localização possível para um componente incluindo um dispositivo de rampa da presente invenção dentro de um sistema de transporte de pasta fluida.

[0071] No método da presente invenção, o desgaste da superfície interna inferior em um sistema de transporte de pasta fluida pode ser desejavelmente reduzido ao fornecer um ou mais dispositivos de rampa do tipo divulgado neste documento que são operáveis para direcionar o fluxo de pasta fluida em uma direção ascendente contrária a uma superfície interna inferior do sistema de transporte de pasta fluida. Tais dispositivos de rampa são dispostos em um ou mais locais ao longo da superfície interna inferior do referido sistema de transporte de pasta fluida (seja por serem fixados em tais superfícies inferiores ou por serem formados integralmente como porção de tais superfícies inferiores) e transportar pasta fluida através do sistema de transporte de pasta fluida através os dispositivos de rampa instalados.

[0072] Embora este assunto tenha sido divulgado com referência a modalidades específicas, é evidente que outras modalidades e variações podem ser concebidas por outros versados na técnica sem se afastar do verdadeiro espírito e escopo do assunto descrito neste documento.

As reivindicações anexas incluem todas essas modalidades e variações equivalentes.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Componente de um sistema de transporte de pasta fluida operável para direcionar o fluxo de pasta fluida em uma direção ascendente contrária a uma superfície interna inferior do referido componente caracterizado por compreender: uma armação exterior; um forro interno disposto no interior da referida armação externa, sendo que o referido forro interno é operável para acomodar o deslocamento de um fluxo de pasta fluida através do mesmo; e um dispositivo de rampa disposto sobre uma superfície inferior do referido forro interno, sendo que o referido dispositivo de rampa é operável para direcionar o fluxo de pasta fluida dentro do referido forro interno em uma direção ascendente oposta à referida superfície inferior a partir do referido forro interno, para ressuspender os particulados sólidos grossos afastados de uma porção inferior do referido fluxo de pasta fluida, reduzindo assim o desgaste associado aos referidos particulados grossos nas bombas de pasta fluida localizadas a jusante do referido componente.

2. Componente, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o referido dispositivo de rampa ser afixado à referida superfície inferior do referido forro interior por meios de fixação adequados.

3. Componente, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o referido dispositivo de rampa ser formado integralmente em conjunto com o referido forro interno do mesmo material.

4. Componente, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o referido dispositivo de rampa ser operável para direcionar o fluxo de pasta fluida dentro do referido forro interno em uma direção ascendente e em uma direção descendente contrárias à referida superfície inferior do referido forro interno.

5. Componente, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o referido forro interno ser construído de um material selecionado a partir do grupo que consiste em metal, liga metálica, ferro de cromo branco, aço, cerâmica, borracha, poliuretano, plástico, materiais elastoméricos e poliméricos.

6. Componente, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o referido dispositivo de rampa ser construído de um material selecionado a partir do grupo que consiste em metal, liga metálica, ferro de cromo branco, aço, cerâmica, borracha, poliuretano, aço, plástico, materiais elastoméricos e poliméricos.

7. Componente, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o referido dispositivo de rampa compreender uma seção inclinada ascendente operável para direcionar o fluxo de pasta fluida em uma direção ascendente contrária à referida superfície inferior do referido forro interno.

8. Componente, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o referido dispositivo de rampa compreender uma seção inclinada e côncava ascendente operável para direcionar o fluxo de pasta fluida em uma direção ascendente contrária à referida superfície inferior do referido forro interno.

9. Componente, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o referido dispositivo de rampa compreender: uma base que tem uma curvatura geral que corresponde substancialmente a uma curvatura de uma porção do referido forro interno sobre o qual está disposto; e uma seção inclinada ascendente operável para direcionar o fluxo de pasta fluida em uma direção ascendente contrária à referida superfície inferior do referido forro interno.

10. Componente, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o referido dispositivo de rampa compreender: uma base que tem uma curvatura geral que corresponde substancialmente a uma curvatura de uma porção do referido forro interno sobre o qual está disposto; e uma seção inclinada e côncava ascendente operável para direcionar o fluxo de pasta fluida em uma direção ascendente contrária à referida superfície inferior do referido forro interno.

11. Componente, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o referido dispositivo de rampa compreender: uma base que tem uma curvatura geral que corresponde substancialmente a uma curvatura de uma porção do referido forro interno sobre o qual está disposto; uma seção inclinada ascendente operável para direcionar o fluxo de pasta em uma direção ascendente contrária à referida superfície inferior do referido forro interno; e um par de seções de guia substancialmente verticais dispostas em lados opostos da referida seção inclinada ascendente para direcionar ainda mais o fluxo de pasta fluida em uma direção ascendente contrária à referida superfície inferior do referido forro interno.

12. Componente, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o referido dispositivo de rampa compreender: uma base que tem uma curvatura geral que corresponde substancialmente a uma curvatura de uma porção do referido forro interno sobre o qual está disposto; uma seção inclinada e côncava ascendente operável para direcionar o fluxo de pasta fluida em uma direção ascendente contrária à referida superfície inferior do referido forro interno; e um par de seções de guia substancialmente verticais dispostas em lados opostos da referida seção inclinada ascendente para direcionar ainda mais o fluxo de pasta fluida em uma direção ascendente contrária à referida superfície inferior do referido forro interno.

13. Dispositivo de rampa disposto dentro de uma porção interna inferior de um sistema de transporte de pasta fluida para direcionar o fluxo de pasta fluida em uma direção ascendente contrária a uma superfície interna inferior do referido sistema de transporte de pasta fluida caracterizado por compreender uma seção inclinada ascendente operável para direcionar o fluxo de pasta fluida em uma direção ascendente contrária à referida superfície interna inferior do referido sistema de transporte de pasta fluida.

14. Dispositivo de rampa, de acordo com a reivindicação 13, sendo que o referido dispositivo de rampa é caracterizado por ser operável para ressuspender os particulados sólidos grossos na direção contrária a uma porção inferior do referido fluxo de pasta fluida, reduzindo assim o desgaste associado com os referidos particulados sólidos grossos em bombas de pasta fluida localizadas a jusante do referido dispositivo de rampa.

15. Dispositivo de rampa, de acordo com a reivindicação 13, sendo que o referido dispositivo de rampa é caracterizado por ser afixado por fechos adequados sobre uma superfície interna inferior do referido sistema de transporte de pasta fluida.

16. Dispositivo de rampa, de acordo com a reivindicação 13, sendo que o referido dispositivo de rampa é caracterizado por compreender ainda uma base que tem uma curvatura geral que corresponde substancialmente a uma curvatura de uma porção interna inferior do referido sistema de transporte de pasta fluida sobre a qual está disposto.

17. Dispositivo de rampa, de acordo com a reivindicação 13, sendo que o referido dispositivo de rampa é caracterizado por compreender ainda um par de seções de guia substancialmente verticais dispostas em lados opostos da referida seção inclinada ascendente para direcionar ainda mais o fluxo de pasta fluida em uma direção ascendente dentro do referido sistema de transporte de pasta fluida.

18. Método para reduzir o desgaste inferior da superfície interna em um sistema de transporte de pasta fluida caracterizado por compreender: fornecer um ou mais dispositivos de rampa operáveis para direcionar o fluxo de pasta fluida em uma direção ascendente contrária a uma superfície interna inferior do referido sistema de transporte de pasta fluida; dispor o referido um ou mais dispositivos de rampa sobre um ou mais locais ao longo da referida superfície interna inferior do referido sistema de transporte de pasta fluida; e transportar a pasta fluida através do sistema de transporte de pasta fluida através dos referidos um ou mais dispositivos de rampa.