BR202015025065U2 - aperfeiçoamento em circuito eletro-eletrônico de equipamento para tratamento anticorrosão, em superfícies metálicas - Google Patents

Abstract

aperfeiçoamento em circuito eletro-eletrônico de equipamento para tratamento anticorrosão, em superfícies metálicas. desenvolvido para funcionar, em duas configurações de circuito (c1) energizado a partir de corrente alternada e circuito (c2) energizado a partir de corrente contínua, ambos montados em suas caixas, respectivamente caixa (1) e caixa (2), para tratar superfície metálicas contra corrosão. através do circuito (c1) a caixa (1) trabalha em local onde somente haja energia provinda da rede elétrica, em alternada com tensão de 95 a 250v, para tratamento anticorrosivo de eletrodomésticos, portões, grades, dispositivos de aquecimento solar, ar condicionado e outros, em ambientes industriais para todo o tipo de maquinário e estruturas, bem como para equipamentos de grande porte como construções civis, pontes, contêineres, navios, plataformas petrolíferas, torres de energia eólica, de transmissão de sinais de telefonia, de energia elétrica e etc. através do circuito (c2) a caixa (2) trabalha a partir de corrente contínua provinda de baterias, quaisquer que sejam, com tensão entre 9 e 30v, para tratamento em automotivos leves, na lataria, radiador, bloco do motor, rodas frenagem, escapamento e outros pontos. em automotivos pesados pode ser usada no tratamento de caminhões, ônibus, máquinas pesadas e agrícolas, geradores d energia, equipamentos de alta performance, e veículos de cargas elétricas entre 12 e 24v, bem como quando ligada à bateria de motocicletas, para tratamento de toda a estrutura metálica, rodas, correntes, escapamento e etc.

Description

“APERFEIÇOAMENTO EM CIRCUITO ELETRO-ELETRÔNICO DE EQUIPAMENTO PARA TRATAMENTO ANTICORROSÃO, EM SUPERFÍCIES METÁLICAS” [001] Refere-se o presente relatório descritivo a um pedido de patente de modelo de utilidade para um equipamento eletrônico desenvolvido para tratamento anticorrosivo em superfícies metálicas, que apresenta como novidade um circuito eletrônico cujo arranjo permite que ele possa, através de um circuito de corrente alternada, ser energizado em tensão de 95 e 250V e, no caso de corrente contínua, através de um outro circuito ser energizado por batería em tensão variável de 9 a 30Y. Dessa forma, o equipamento anticorrosivo tem ampliada a sua possibilidade de energização, adequando-se à realidade do mercado e também a diferentes situações e locais onde for utilizado para o tratamento de estruturas e quaisquer superfícies/coberturas metálicas, sejam de veículos leves e pesados, máquinas agrícolas, embarcações, eletrodomésticos, tubulações, tanques, torres de telecomunicação, enfim, a todo o tipo de superfícies expostas em ambientes agressivos ou não, nos mais variados segmentos operacionais conhecidos da sociedade.

ESTADO DA TÉCNICA

[002] Como é de conhecimento geral dos profissionais de todas as áreas onde são empregados materiais metálicos em geral, suas superfícies estão sujeitas a reação eletroquímica com os elementos do meio onde são empregados, o que origina o processo de corrosão e sua degradação. Por ser minério, o metal está na forma química de mais baixa energia em relação ao seu meio. O processo siderúrgico purifica o metal e deixa-o em uma condição de alta energia e quimicamente instável, porém, já que tudo na natureza tende a retornar ao menor nível energético, providências devem ser tomadas para que, no caso, sejam evitadas as indesejadas corrosões e assim retardar esse processo natural da busca do material pelo equilíbrio energético.

[003] Os metais do meio automotivo, por exemplo, estão sujeitos a corrosão a partir de riscos na pintura provocados por arranhões ou leves impactos, pelos quais a umidade provinda das chuvas, lama, atmosfera marítima e de outros elementos naturais, penetram. Não somente no meio automotivo as perdas causadas pela corrosão incidem em mais uso de energia e mão de obra, causando impactos na produção (para manutenções e processos de proteção catódica, recobrimento de pinturas e outros), exigindo também paralizações para substituições. Na indústria petrolífera, especialmente pelo ambiente altamente agressivo/abrasivo de temperatura e pressão, toda a cadeia produtiva é prejudicada pelos agentes corrosivos que atacam equipamentos degradando-os rapidamente, favorecendo escapar óleo/gás por fraturas em pontos críticos de tubulações, o que traduz-se em grandes perdas financeiras, contaminações e, dependendo do ambiente de trabalho trazendo até mesmo riscos à vida humana. Estima-se que 20% do aço produzido no mundo destina-se à reposição de equipamentos ou parte de equipamentos corroídos ou todo o material com propriedade metálica.

[004] Pode-se imaginar o problema do ataque corrosivo, por exemplo, em torres metálicas que sustentam antenas de redes de telecomunicação, radiocomunicação, sistemas wireless e outros, cujas estrutura são quase que obrigatoriamente feitas de metal para maior resistência mecânica e que, exatamente por estarem ao ar livre acabam sofrendo corrosão em muitos pontos, prejudicando seu funcionamento. Além disso, pela altura e grandeza dessas estruturas o acesso para tratamento anticorrosivo torna-se dificultoso. Usinas em geral despendem gastos gigantescos no combate à corrosão, que ocorre com mais intensidade pelo uso de diversas substâncias ácidas do meio industrial e, especialmente, em períodos chuvosos, deteriorando chaparias, tubulações, tanques de armazenagem e atacando praticamente todos os equipamentos com propriedades metálicas. Estações de tratamento de água, de esgotos e de efluentes igualmente sofrem pela corrosão, tendo diminuída drasticamente a vida útil de seus equipamentos desde tubulações a flanges, bombas, dosadores, registos, válvulas, flexíveis, gaxetas, enfim, toda a sorte de dispositivos encontra-se, na verdade, sujeita a esse tipo de deterioração ocorrida a partir do excesso de umidade.

[005] Assim sendo, como forma de inibir o problema da corrosão, os pontos prejudicados do metal recebem a incidência de elétrons para que os átomos existentes nas substâncias corrosivas sejam atingidos por essas cargas, tornando-se neutros e formando fina camada de ferrugem, aderente e compacta, não porosa, que isola a superfície metálica praticamente paralisando o processo de corrosão. Em metais já com corrosão, após o tratamento a ferrugem existente vai gradualmente sendo trocada por camada protetora para que, dessa forma, a superfície permaneça com aparência nova e tenha sua vida útil ampliada.

[006] Nesse sentido foram desenvolvidos aparelhos eletrônicos específicos para tal finalidade. Como exemplo pode ser citado, a título ilustrativo, o equipamento do documento BR 10 2014 012793 3 denominado “EQUIPAMENTO ELETRÔNICO ANTICORROSÃO PARA CONJUNTOS METÁLICOS”, depositado pelo próprio requerente do novo pedido a ser detalhado mais adiante. Conforme explica o citado documento BR 10 2014 012793 3, as técnicas anticorrosivas baseiam-se, resumidamente, na destruição de pelo menos um dos elementos da pilha eletroquímica, sendo essas técnicas: a) Isolamento elétrico - intercalar, aplicado entre dois metais ou ligas formando um isolante que visa eliminar a continuidade elétrica entre as partes metálicas, evitando a passagem de elétrons entre as áreas anódica e catódica; b) Revestimentos - aplicados sobre a superfície metálica com a finalidade de evitar o contato com o eletrólito. O revestimento além de proteger a superfície metálica por barreira, também pode fornecer proteção anódica, como é o caso dos revestimentos metálicos menos nobres que agem como anodo de sacrifício; c) Pintura - proteção por barreira, sendo largamente empregado em estruturas metálicas aéreas e exige manutenção constante. Algumas tintas incluem aditivos em sua composição que conferem a propriedade de agirem como anodo de sacrifício; d) Revestimentos metálicos - atuam na proteção anticorrosiva por meio de dois mecanismos distintos: por barreira e como anodo de sacrifício. Na proteção por barreira a estrutura a ser protegida é revestida por uma película de metal mais catódico, ou ainda por um metal que sofre passivação. No caso de proteção por anodo de sacrifício, a estrutura é revestida por uma película de metal mais anódico; e) Óxidos protetivos - são utilizados os óxidos que se formam sobre a superfície metálica, devido à ação do meio, para obter a proteção anticorrosiva por barreira. Os mais comuns são a anodização, a cromatização e a fosfatização; f) Proteção catódica - consiste em modificar o potencial elétrico da estrutura que inicialmente sofre corrosão, transformando-a no catodo de uma pilha, onde o anodo é outra estrutura externa onde os processos corrosivos podem ser acompanhados. A proteção catódica não elimina a corrosão mas transfere-a para uma estrutura externa que, quando necessário, pode ser trocada. A proteção catódica pode ser realizada por anodo de sacrifício ou por corrente impressa dependendo da condutividade do meio onde a estrutura a ser protegida opera. Em meios bastante condutivos é possível a utilização de anodos de sacrifício, enquanto em meios de baixa condutividade apenas é viável a proteção por corrente impressa.

[007] De qualquer forma, nesse pedido BR 10 2014 012793 3 citado é pleiteado um equipamento alimentado por corrente alternada em tensão de 110 ou 220V via rede elétrica de energia ou por corrente contínua via bateria em tensão de 12V, quando uma carga elétrica incide na superfície metálica para bombardear elétrons e inibir o processo de corrosão. Apesar da sua eficácia em relação ao tratamento anticorrosivo, esse equipamento protegido pelo BR 10 2014 012793 3 tem como único problema, detectado aliás pelo próprio inventor, não oferecer a versatilidade para funcionar através da alimentação por baterias de corrente contínua em tensão de 9 ou 24V comumente encontradas no mercado. Essas baterias de corrente contínua em tensão de 9 ou 24V, como é de conhecimento, são largamente utilizadas em especial no ramo automotivo.

[008] Assim sendo, para o tratamento anticorrosivo atual o profissional é obrigado a adquirir equipamento anticorrosão específico para cada voltagem opcional - no caso para corrente contínua em tensão de 9 ou 24V. No caso de corrente alternada o usuário está restrito a tensão 110 ou 220V, sendo que qualquer variação na alimentação provinda da rede exige o uso de um transformador (que deve estar à disposição do profissional) caso contrário pode provocar mau funcionamento ou mesmo a paralização do equipamento. Além disso, essa falta de opção pode ser sentida quando de tratamento anticorrosivo em locais de difícil acesso, onde, por algum motivo, as fontes de energia não estejam compatíveis com a voltagem exigida pelo equipamento, para o seu perfeito funcionamento.

OBJETIVO DA PATENTE

[009] Como forma de solucionar o problema acima descrito, o autor do pedido BR 10 2014 012793 3 e do pedido agora motivo de patente, aperfeiçoou o seu equipamento eletrônico através do desenvolvimento de dois circuitos eletrônicos que podem ser alimentados (energizados) por corrente alternada, com tensão de 95 a 250V ou alimentado (energizado) por corrente contínua através do uso de baterias com tensão de 9 a 30V. Dessa forma, o equipamento para tratamento anticorrosivo atende a múltiplas voltagens, em variadas situações e locais de uso.

[010] Explicado superficialmente, passa o aperfeiçoamento a ser melhor detalhado através dos desenhos, pelos quais se vêem: [011] Figura 1 - mostra o equipamento em formato de caixa e, no esquema ao lado, o diagrama do seu circuito eletrônico para uma alimentação a partir de uma fonte de corrente alternada (rede elétrica) com tensão de 95 a 250V;

[012] Figura 2 - mostra o equipamento em formato de caixa e, no esquema ao lado, o diagrama do circuito eletrônico para uma alimentação a partir de uma fonte de corrente contínua (bateria) com tensão de 9 a 30V.

[013] Em conformidade com os desenhos anexos, o “APERFEIÇOAMENTO EM CIRCUITO ELETRO-ELETRÔNICO DE EQUIPAMENTO PARA TRATAMENTO ANTICORROSÃO, EM SUPERFÍCIES METÁLICAS”, é constituído por um equipamento para sistema de tratamento anticorrosivo em superfícies metálicas, em construção de caixa, sendo uma caixa (1) com tampa (la) montada com circuito (Cl) para corrente alternada com tensão de 95 a 250V e uma caixa (2) com tampa (2a) montada com circuito (C2) para corrente contínua com tensão de 9 a 30V.

[014] Na configuração da caixa (1) para corrente alternada, o seu circuito (Cl) recebe, sempre ligados em série e por fiação, os componentes eletro-eletrônicos sendo um retificador de corrente (3), um filtro redutor de interferência (4), um transformador de chaveamento e isolação (5) que é comunicante com um circuito integrado de controle (6) e também ligado a um retificador secundário (7), além de um filtro secundário (8) comunicante com o circuito integrado de controle (6) e também ligado a um controlador de corrente (9) com três lâmpadas tipo LED indicadores de carga (10), possuindo quatro saídas, sendo saída 1 (11), saída 2 (12), saída comum (13) e saída para fio terra (14).

[015] Na configuração da caixa (2) para corrente contínua, o seu circuito (C2) recebe, sempre ligados em série e por fiação, um protetor de sobre corrente e inversor de polaridade (15), um filtro redutor de interferência (16) ligado a um indutor de alta frequência (17), que é comunicante com um circuito integrado de controle (18) e também ligado a um retificador de corrente (19), além de um filtro secundário (20) igualmente comunicante ao circuito integrado de controle (18) e também ligado a um controlador de corrente e indicador de carga (21). Esse componente (21) é composto por três lâmpadas do tipo LED (22) indicadores de carga, possuindo três saídas sendo saída 1 (23), saída 2 (24), e saída comum (25). Em ambas as configurações, caixas (1) e (2), todos os circuitos elétricos e eletrônicos são encapsulados recebendo uma camada protetora de resina epóxi.

[016] Assim sendo, no caso de trabalho em local onde somente haja energia provinda da rede elétrica, a caixa (1) irá funcionar através do circuito (Cl) que deve ser aterrado por meio da saída para fio terra (14), sendo então conectado à da rede elétrica e à superfície metálica a ser tratada. Nessa configuração a caixa (1) é especialmente útil em residências (110/220V), para tratamento em superfícies de eletrodomésticos em geral como geladeiras, freezers, fogões, máquinas de lavar e etc., portões, grades, dispositivos de aquecimento solar, ar condicionado e outros. Pode ser usada em ambientes industriais (1 10/220V) para todo o tipo de maquinário como caldeiras, tornos, laminadores, dutos, tubulações, ferramentas de todo o tipo e dispositivos com propriedades metálicas. O mesmo ocorre com equipamentos/projetos de grande porte (inclusive alimentados por energia solar), como estrutura de construções civis, pontes, contêineres, navios, plataformas petrolíferas, torres de energia eólica, de transmissão de sinais de telefonia, de energia elétrica e etc. Estando assim, pronto para o uso, através do retificador (3) do circuito (Cl) a corrente alternada é transformada em corrente contínua de baixa voltagem, tendo reduzida interferências magnéticas através do filtro redutor (4). Em seguida, o transformador de chaveamento e isolação (5), trabalhando com o circuito integrado de controle (6) transforma corrente contínua de alta voltagem (150 ~ 350V) em corrente alternada de alta frequência (200hz) e baixa tensão (perto de 2V), com controle de largura de pulsos e proteção de sobre corrente, sobre tensão, subcorrente, subtensão e estabilização de tensão e fluxo de elétrons na saída. Também faz o isolamento da rede elétrica com a saída (14). No estágio seguinte é feita a retificação pelo retificador secundário (7) e depois a filtragem de alta frequência pelo filtro secundário (8). Finalmente, o controle do fluxo de corrente de saída é indicado no circuito (9), pelos LED’s (10), sendo um para cada saída (11) e (12) e (13), os quais, ao acenderem indicam sinal de alerta, ou seja, avisam qual respectiva saída não está conectada ou energizada e que o equipamento não está funcionando corretamente.

[017] No caso de trabalho em local onde não haja fonte de energia da rede, disponível, a caixa (2) pode ser usada a partir de corrente contínua provinda de baterias, quaisquer que sejam, com tensão entre 9 e 30V, quando, pelo seu circuito (C2) deve ser conectada à bateria e à superfície metálica a ser tratada. Nessas condições, a caixa (2) ligada na bateria de veículos, atua para o tratamento da estrutura de automotivos leves, lataria, radiador, bloco do motor, rodas frenagem, escapamento e outros pontos. Em automotivos pesados pode ser usada no tratamento de caminhões, ônibus, máquinas pesadas e agrícolas, geradores de energia, equipamentos de alta performance, e veículos de cargas elétricas entre 12 e 24V, bem como quando ligada à bateria de motocicletas, para tratamento de toda a estrutura metálica, rodas, correntes, escapamento e etc. Após energizado a partir da bateria, a corrente entrante no circuito (C2) da caixa (2) sofre ação do protetor de sobre corrente e inversor de polaridade (15), passando pelo filtro redutor de interferência (16). Em seguida a corrente passa pelo indutor de alta frequência (17) trabalhando com o circuito integrado de controle de chaveamento (18), que transforma a tensão da batería de 9 a 30Vcc em alternada de alta frequência, 200Khz e baixa tensão, perto de 2V. No estágio seguinte a corrente passa pelo retificador (19) e pela filtragem de alta frequência pelo filtro secundário (20) que também é ligado ao circuito integrado de chaveamento (18), para a redução da emissão de interferência magnética. Finalmente a corrente é passada pelo circuito de controle de corrente e indicador de carga (21), cujos LED’s (22), ao acenderem indicam pelas saídas (23), (24) e (25), sinal de alerta, ou seja, avisam qual respectiva saída não está conectada ou energizada e se equipamento está ou não funcionando corretamente. A aplicação de resina epoxi (encapseulamento) nos circuitos garante que sejam blindados contra condições climáticas adversas e também os torna à prova de água.

REIVINDICAÇÕES

Claims (2)

1 - “APERFEIÇOAMENTO EM CIRCUITO ELETRO-ELETRÔNICO DE EQUIPAMENTO PARA TRATAMENTO ANTICORROSÃO, EM SUPERFÍCIES METÁLICAS”, constituído a partir de uma caixa (1) com tampa (la) montada com circuito (Cl) para corrente alternada em tensão de 95 a 250V, dito circuito (Cl) composto por componentes eletro-eletrônicos sempre ligados em série e por fiação, caracterizado por um retificador de corrente (3), um filtro redutor de interferência (4), um transformador de chaveamento e isolação (5) que é comunicante com um circuito integrado de controle (6) e também ligado a um retificador secundário (7), além de um filtro secundário (8) igualmente comunicante com o circuito integrado de controle (6) e também ligado a um controlador de corrente (9) com três lâmpadas tipo LED, indicadores de carga (10), possuindo quatro saídas, sendo saída 1 (11), saída 2 (12), saída comum (13) e saída para fio terra (14).

2 - “APERFEIÇOAMENTO EM CIRCUITO ELETRO-ELETRÔNICO DE EQUIPAMENTO PARA TRATAMENTO ANTICORROSÃO, EM SUPERFÍCIES METÁLICAS”, de acordo com a reivindicação 1, constituído a partir de uma caixa (2) com tampa (2a) montada com circuito (C2) para corrente contínua em tensão de 9 a 30V, dito circuito (C2) composto por componentes eletro-eletrônicos sempre ligados em série e por fiação, caracterizado por um protetor de sobre corrente e inversor de polaridade (15), um filtro redutor de interferência (16) ligado a um indutor de alta frequência (17), que é comunicante com um circuito integrado de controle (18) e também ligado a um retificador de corrente (19), além de um filtro secundário (20), igualmente comunicante ao circuito integrado de controle (18) e também ligado a um controlador de corrente e indicador de carga (21), dito componente (21) dotado de três lâmpadas do tipo LED (22), indicadores de carga, possuindo três saídas sendo saída 1 (23), saída 2 (24), e saída comum (25).