BR202015016842Y1

BR202015016842Y1 - Constructive layout in water and oil separator equipment

Info

Publication number: BR202015016842Y1
Application number: BR202015016842-5U
Authority: BR
Inventors: Bruno Garcia Porto
Original assignee: Bruno Garcia Porto
Priority date: 2015-07-14
Filing date: 2015-07-14
Publication date: 2022-04-12

Abstract

EQUIPAMENTO SEPARADOR DE AGUA E ÓLEO, consiste de um equipamento (1) composto por um tanque (2) dotado de um ponto de entrada (3) captação de água (AT) e óleo (O) que deriva para paletas (5) no terço médio, um ponto de saída (6) de água limpa que é jogada no mar, rio ou lagos, e por fim um ponto superior (7) com visor transparente e válvula (8) controladora para coleta do óleo residual sobrenadante por decantação, que é direcionado para um reservatório adequado.WATER AND OIL SEPARATOR EQUIPMENT, consists of an equipment (1) composed of a tank (2) equipped with an entry point (3) water capture (AT) and oil (O) that flows to pallets (5) in the third middle, an outlet point (6) of clean water that is thrown into the sea, river or lakes, and finally an upper point (7) with transparent sight glass and control valve (8) for collecting the supernatant residual oil by decanting, which is directed to a suitable reservoir.

Description

BRIEF SUMMARY

[0001] Trata a presente solicitação de um pedido de patente de modelo e utilidade de uma nova DISPOSIÇÃO CONSTRUTIVA EM EQUIPAMENTO SEPARADOR DE ÁGUA E ÓLEO, projetado para operar segundo o conceito de decantação para realizar a separação do óleo na água nos porões de embarcações de até 500 toneladas. Este equipamento faz a retirada do óleo e da água do porão, tratando o óleo como resíduo, e permitindo que a água fique em condições de ser lançada novamente no mar, rios ou lagos.[0001] This application is for a model and utility patent application for a new CONSTRUCTION ARRANGEMENT IN WATER AND OIL SEPARATOR EQUIPMENT, designed to operate according to the concept of decanting to carry out the separation of oil in water in the holds of vessels of up to 500 tons. This equipment removes oil and water from the bilge, treating the oil as waste, and allowing the water to be ready to be released back into the sea, rivers or lakes.

APPLICATION FIELD

[0002] O campo de aplicação do equipamento ora pleiteado é no segmento náutico, mais especificamente em pequenas embarcações (até 500 toneladas).[0002] The field of application of the equipment claimed is in the nautical segment, more specifically in small vessels (up to 500 tons).

THEORETICAL CONVENTION - DECANTATION

[0002] Para melhor entendimento e assim auxiliar na compreensão do funcionamento do equipamento, abaixo segue pequena explanação sobre decantação.[0002] For a better understanding and thus assist in understanding the operation of the equipment, below is a small explanation about decanting.

[0003] A água é uma substância polar e o óleo apolar. Por isso tendem a não se dissolver bem uma na outra, ocorrendo uma separação de fase o que resulta em uma solução heterogênea. Duas substâncias com a mesma polaridade como água e álcool ou óleo e querosene, tendem a formar misturas homogêneas e a não apresentar separação de fase.[0003] Water is a polar substance and oil is non-polar. Therefore, they tend not to dissolve well in each other, and phase separation occurs, resulting in a heterogeneous solution. Two substances with the same polarity, such as water and alcohol or oil and kerosene, tend to form homogeneous mixtures and not show phase separation.

[0004] Existem substâncias com características polares e apolares simultaneamente como sabões e detergentes que tem a propriedade de formar estruturas maxilares. Estas moléculas são chamadas de surfactantes e tem a capacidade, em determinadas concentrações, de solubilizar substâncias com polaridades diferentes como a água e o óleo. Dificultando a separação de fase.[0004] There are substances with polar and nonpolar characteristics simultaneously as soaps and detergents that have the property of forming maxillary structures. These molecules are called surfactants and have the ability, at certain concentrations, to solubilize substances with different polarities such as water and oil. Making phase separation difficult.

[0005] Na ausência dos surfactantes o método mais simples de separação de misturas líquidas heterogêneas, como é o caso da água e do óleo, é a decantação. Baseando- se na diferença de densidade e na solubilidade dos seus componentes.[0005] In the absence of surfactants, the simplest method of separating heterogeneous liquid mixtures, such as water and oil, is decantation. Based on the difference in density and on the solubility of its components.

[0006] A concepção básica do equipamento (separador de água e óleo) é um tanque cilíndrico que induz um fluxo laminar ao fluido a ser decantado, reduzindo a sua velocidade e permitindo que a gravidade separe o óleo da água.[0006] The basic design of the equipment (water and oil separator) is a cylindrical tank that induces a laminar flow to the fluid to be decanted, reducing its speed and allowing gravity to separate the oil from the water.

[0007] Como o óleo tem uma densidade menor que a da água, ele tende a flutuar naturalmente. Se a sua velocidade de decantação for maior do que a velocidade do fluxo laminar do tanque decantador ele ficará retido dentro do tanque de decantação. A velocidade do fluxo laminar é a razão entre potência da bomba de porão e o volume do tanque decantador. Já a velocidade de decantação do óleo na água, pode ser obtida pela combinação do princípio de Arquimedes (força de empuxo) e da Lei de Stokes (forças que atuam sobre uma partícula em um meio viscoso).

Onde:

[0007] As oil has a lower density than water, it tends to float naturally. If its settling velocity is greater than the laminar flow velocity of the settling tank, it will be retained inside the settling tank. The laminar flow velocity is the ratio of the bilge pump power to the settling tank volume. The speed of decantation of oil in water can be obtained by combining Archimedes' principle (buoyant force) and Stokes' Law (forces acting on a particle in a viscous medium).

Where:

[0008] No caso deste equipamento de pedido de patente, para garantir uma alta eficiência do sistema, o equipamento (separador) deve ser instalado de modo que a potência da bomba de porão e o volume lançado pela intermitência do automático permitam a decantação mesmo das menores partículas de óleo, criadas durante o funcionamento.[0008] In the case of this patent application equipment, to guarantee a high efficiency of the system, the equipment (separator) must be installed so that the power of the bilge pump and the volume released by the automatic intermittence allow the decanting even of the smallest oil particles created during operation.

[0009] * A temperatura e as turbulências também podem influenciar na decantação.[0009] * Temperature and turbulence can also influence decantation.

CURRENT STATE OF THE TECHNIQUE

[0010] Atualmente são conhecidos no mercado os equipamentos de grande porte aplicados ao tratamento de águas residuais em navios e plataformas marítimas, os quais não cabem comparação com o pedido ora reivindicado cujo público alvo é outro. Estes equipamentos devem atender a norma IMO MEPC 60 em que são necessários vários métodos simultâneos de separação, o que aumenta substancialmente o custo dos equipamentos.[0010] Currently, large-scale equipment applied to the treatment of wastewater on ships and offshore platforms is known on the market, which cannot be compared with the request claimed herein, whose target audience is another. These equipments must meet the IMO MEPC 60 standard in which several simultaneous separation methods are required, which substantially increases the cost of the equipment.

[0011] Abaixo segue documento de pedido de patente relacionado à separação de água e óleo, porém não relacionado a embarcações, mas sendo do mesmo princípio para tal finalidade de separação entre dois líquidos. DOCUMENTO: PI 8504487-3 A2 - DEPOSITADO: 16/09/1985 - TÍTULO: APARELHO SEPARADOR DE FLUXO ASCENDENTE E PROCESSO PARA SEPARAÇÃO DE ÓLEO E GASES CONTAMINANTES DA ÁGUA - Trata de uma patente de invenção que se refere de um separador de ar induzido com ejetor de fluxo ascendente provido de um tanque separador principal recebendo um fluxo de fluido contínuo dividido em uma pluralidade de câmaras de aeração com cada câmara de aeração contendo meios ejetores onde o gás ejetado em uma corrente de água de fluxo ascendente com contaminantes de óleo e sólidos suspensos no fluxo de fluido contínuo aderindo às bolhas de gás para coleta em uma camada de espuma na porção superior do tanque. É adicionalmente provido um canal de coleta em forma de “V” que estende substancialmente pelo comprimento do tanque para remoção de óleo coletado seguindo o sentido de ativação de uma válvula permitindo que o nível de fluido dentro do tanque se eleve, com espuma carregada de óleo de sólidos sendo removido através da válvula. Também é adicionalmente proporcionada uma bomba de recirculação para que o efluente recircule e saia do tanque seguindo o processo de aeração e um mecanismo de injeção química para injetar uma mistura de agente floculante químico que entra no tanque de separação principal.[0011] Below is a patent application document related to the separation of water and oil, but not related to vessels, but using the same principle for this purpose of separating two liquids. DOCUMENT: PI 8504487-3 A2 - DEPOSITED: 09/16/1985 - TITLE: ASCENDING FLOW SEPARATOR AND PROCESS FOR SEPARATING OIL AND GASES CONTAMINATING WATER - This is an invention patent that refers to an induced air separator with upflow ejector provided with a main separator tank receiving a continuous fluid flow divided into a plurality of aeration chambers with each aeration chamber containing ejector means where the gas is ejected into an upflowing water stream with oil contaminants and solids suspended in the continuous fluid stream adhering to the gas bubbles to collect in a layer of foam at the top of the tank. A V-shaped collection channel is additionally provided that extends substantially the length of the tank for removal of collected oil following the activation direction of a valve allowing the fluid level within the tank to rise, with oil-laden foam. of solids being removed through the valve. Also provided is a recirculation pump for the effluent to recirculate and exit the tank following the aeration process and a chemical injection mechanism for injecting a chemical flocculating agent mixture which enters the main separation tank.

MODEL OBJECTIVES

[0012] É objetivo de o modelo propor um equipamento para separação do óleo da água, tratando o óleo como resíduo, que pela sua simplicidade construtiva e conceito de operação por decantação seja viável de aplicação no porão de embarcações menores (até 500 toneladas).[0012] The objective of the model is to propose an equipment for separating oil from water, treating oil as waste, which, due to its constructive simplicity and concept of operation by decanting, is viable for application in the hold of smaller vessels (up to 500 tons).

[0013] Também é objetivo de o modelo propor um equipamento sem consumo de energia, além do fluxo normal de água de uma bomba de porão.[0013] It is also an objective of the model to propose an equipment without energy consumption, in addition to the normal flow of water from a bilge pump.

OF MODEL

[0013] Basicamente, o equipamento compreende um tanque hermético que trabalha sem a presença de ar, preferencialmente cilíndrico, que induz um fluxo laminar ao fluido a ser decantado, reduzindo a sua velocidade e permitindo que a gravidade separe o óleo da água. Como o óleo tem uma densidade menor que a água ele tende a sobrenadar naturalmente. Se a sua velocidade de decantação for maior que a velocidade do fluxo laminar do tanque decantador ele ficará retido dentro do tanque de decantação. A hermeticidade e o vácuo permite a decantação do óleo e água mesmo mediante o movimento da embarcação e/ ou da maré.[0013] Basically, the equipment comprises a hermetic tank that works without the presence of air, preferably cylindrical, which induces a laminar flow to the fluid to be decanted, reducing its speed and allowing gravity to separate the oil from the water. As oil has a lower density than water, it tends to float naturally. If its settling speed is greater than the laminar flow velocity of the settling tank, it will be retained inside the settling tank. The airtightness and vacuum allow the decanting of oil and water even through the movement of the vessel and/or the tide.

[0014] O tanque do equipamento apresenta um ponto de captação a ser ligado no tubo de saída de água do porão da embarcação já provido de uma bomba submersa, um ponto para o extravasamento da água sem o óleo em direção ao mar, rio ou lagoa e outro ponto superior com válvula controladora para coleta do óleo residual que é direcionado para um reservatório adequado. Dessa forma, por decantação, a água é separada do óleo que permanece na parte superior do tanque, de onde, como já comentado, é transferido para outro reservatório bem menor, como, por exemplo, uma garrafa ou galão de onde tem uma destinação correta. A decantação do óleo é otimiza por meio de paletas no interior do tanque que criam um vórtice que proporciona um melhor fluxo laminar do fluido. Para correta operacionalização do equipamento em embarcações, a bomba na tubulação do porão deve trabalhar acoplada a um automático, e a diferença entre o acionamento e a interrupção do fluxo deve gerar um volume menor que o volume do tanque, o que proporcionará um tempo de decantação muito maior. Isso só é possível, pois em condições normais o fluxo de entrada de água no porão é muito menor do que a vazão da bomba. Em condições extremas, em que a embarcação se encontra com muita água, o porão passará a funcionar como decantador natural, impedindo a chegada do óleo na bomba enquanto ele estiver cheio.[0014] The equipment tank has a catchment point to be connected to the water outlet pipe of the vessel's bilge, already provided with a submerged pump, a point for the extravasation of water without oil towards the sea, river or lagoon and another upper point with a control valve to collect the residual oil that is directed to a suitable reservoir. In this way, by decanting, the water is separated from the oil that remains in the upper part of the tank, from where, as already mentioned, it is transferred to another much smaller reservoir, such as, for example, a bottle or gallon from which it has a correct destination. . Oil decantation is optimized by means of pallets inside the tank that create a vortex that provides a better laminar flow of the fluid. For correct operation of the equipment on vessels, the pump in the bilge piping must work coupled to an automatic one, and the difference between the activation and the interruption of the flow must generate a volume smaller than the volume of the tank, which will provide a decanting time much bigger. This is only possible because under normal conditions the flow of water into the bilge is much lower than the flow of the pump. In extreme conditions, in which the vessel has a lot of water, the bilge will work as a natural decanter, preventing oil from reaching the pump while it is full.

[0015] A presença de óleo no fluxo residual do porão de embarcações é um fato repetitivo. Todas as embarcações a motor, mas principalmente aquelas que navegam em águas mais abrigadas e sensíveis deveriam ter um método disponível de recuperação dos vazamentos de óleo que atingem as águas residuais de porão.[0015] The presence of oil in the residual flow of the hold of vessels is a repetitive fact. All motor vessels, but especially those sailing in more sheltered and sensitive waters, should have a method available for recovering oil spills that reach the bilge wastewater.

[0016] No porão de uma embarcação, grande parte do fluido residual é água e o restante é óleo, sendo a finalidade deste equipamento retirar esta pequena quantidade de óleo que possa estar presente. O óleo residual tem a descarga controlada por meio de uma válvula inserida na mangueira no ponto superior do equipamento.[0016] In the hold of a vessel, much of the residual fluid is water and the rest is oil, and the purpose of this equipment is to remove this small amount of oil that may be present. Residual oil is discharged through a valve inserted into the hose at the top of the equipment.

DESCRIPTION OF THE FIGURES

[0017] Para melhor entendimento, a seguir seguem em anexo os desenhos equipamento marítimo separador de água e óleo nos quais estão representados abaixo. FIGURA 1: Vista em perspectiva do equipamento marítimo separador de água e óleo; FIGURA 2: Vista em corte esquemática do equipamento marítimo separador de água e óleo; FIGURA 3: Vista lateral em corte esquemática do equipamento marítimo separador de água e óleo, mostrando o uso em um porão de embarcação.[0017] For better understanding, the following drawings are attached to the marine water and oil separator equipment in which they are represented below. FIGURE 1: Perspective view of the marine water and oil separator equipment; FIGURE 2: Schematic sectional view of the marine water and oil separator equipment; FIGURE 3: Schematic sectional side view of marine water and oil separator equipment, showing use in a vessel hold.

DETAILED MODEL DESCRIPTION

[0018] A DISPOSIÇÃO CONSTRUTIVA EM EQUIPAMENTO SEPARADOR DE ÁGUA E ÓLEO, objeto desta solicitação de pedido de patente de modelo de utilidade, consiste de um equipamento (1) composto por um tanque (2) dotado de um ponto de captação (3) de água e óleo que deriva para paletas (5) no terço médio, um ponto de saída (6) de água limpa que é jogada no mar, rio ou lagos, e por fim um ponto superior (7) com visor transparente e válvula (8) controladora para coleta do óleo residual sobrenadante por decantação, que é direcionado para um reservatório adequado.[0018] THE CONSTRUCTION PROVISION IN WATER AND OIL SEPARATOR EQUIPMENT, object of this utility model patent application, consists of an equipment (1) composed of a tank (2) equipped with a capture point (3) of water and oil that flows to pallets (5) in the middle third, an outlet point (6) of clean water that is thrown into the sea, river or lakes, and finally an upper point (7) with a transparent window and valve (8 ) controller to collect the supernatant residual oil by decanting, which is directed to a suitable reservoir.

[0019] Mais particularmente, o equipamento (1) compreende um tanque (2) que induz um fluxo laminar ao fluido ao ser decantado, reduzindo a velocidade e permitindo que a gravidade separe o óleo da água. O tanque (2) possui um ponto de captação (3) lateral de óleo e água o qual é ligado a tubulação (9) do porão da embarcação, de forma que este fluido é injetado centralmente e no terço superior do referido tanque (2) por meio de um difusor cujas palhetas (5), posicionadas corretamente, criam um vórtice de dentro para fora e de cima para baixo. Na parte de baixo, um prato (P) perfurado faz com que o fluxo de água ocupe todo o tanque (2), melhorando o fluxo laminar e o fenômeno de decantação. O ponto de captação (3) é composto de uma válvula retentora (10) que bloqueia o retorno dos fluidos líquidos retirados do porão. O ponto de saída (6) de água limpa é composto de um pescador (11) capaz de extravasar a água em direção a uma válvula de saída. Já o ponto superior (7) com visor transparente é responsável por lançar o óleo (O) decantado por meio de uma mangueira que faz a liberação controlada do óleo (O) com o auxílio de uma válvula (8), sendo este óleo (O) residual despejado em um recipiente (R) para destino adequado.[0019] More particularly, the equipment (1) comprises a tank (2) that induces a laminar flow to the fluid when it is decanted, reducing the velocity and allowing gravity to separate the oil from the water. The tank (2) has a lateral capture point (3) for oil and water which is connected to the pipe (9) of the vessel's hold, so that this fluid is injected centrally and in the upper third of said tank (2) through a diffuser whose blades (5), correctly positioned, create a vortex from the inside to the outside and from top to bottom. At the bottom, a perforated plate (P) makes the water flow occupy the entire tank (2), improving the laminar flow and the decanting phenomenon. The collection point (3) is composed of a check valve (10) that blocks the return of liquid fluids withdrawn from the bilge. The outlet point (6) of clean water is composed of a fisherman (11) capable of overflowing the water towards an outlet valve. The upper point (7) with a transparent display is responsible for releasing the decanted oil (O) through a hose that releases the oil (O) controlled with the aid of a valve (8), this oil (O) being ) residual discharged into a container (R) for proper disposal.

[0020] Portanto, o equipamento (1), para uso em porão utiliza o próprio sistema de bombeamento da embarcação para seu funcionamento, geralmente uma bomba (12) que trabalha submersa. Nesse caso, a instalação da bomba deve ser feita junto com um automático (AT) e o volume do tanque (2) deve ser proporcional ao volume de fluido que o referido automático obriga a bomba lançar ao mar, rio ou lago. Esse cálculo, reduz a dimensão do equipamento (1) e aumenta a eficiência.[0020] Therefore, the equipment (1), for use in the hold, uses the vessel's own pumping system for its operation, usually a pump (12) that works submerged. In this case, the installation of the pump must be done together with an automatic one (AT) and the volume of the tank (2) must be proportional to the volume of fluid that the said automatic forces the pump to throw into the sea, river or lake. This calculation reduces the size of the equipment (1) and increases efficiency.

Claims

1) CONSTRUCTION DISPOSITION IN WATER AND OIL SEPARATOR EQUIPMENT, comprising a tank (2) that has a lateral capture point (3) for oil and water which is connected to the pipe (9) of the vessel's hold; the fluid is characterized by being injected centrally and in the upper third of said tank (2) through a diffuser whose vanes (5) create a vortex from inside to outside and from top to bottom, optimizing the decantation; the pickup point (3) is composed of a check valve (10); the outlet point (6) of clean water is composed of a fisherman (11) capable of overflowing the water towards an outlet valve; the upper point (7) with a transparent display is responsible for releasing the decanted oil (O) through a hose that releases the oil (O) controlled with the aid of a valve (V); the equipment is for use in the hold is to use the vessel's own pumping system; the installation of the equipment (1) must be done together with an automatic one (AT) and the volume of the tank (2) must be proportional to the volume of fluid that the said automatic forces the pump to throw into the sea, river or lake.