BRPI0514016B1 - método para secar gás comprimido e aparelho compressor. - Google Patents
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Abstract
aparelho compressor aperfeiçoado aparelho compressor aperfeiçoado, constituído de um compressor (2) com uma entrada (2) e uma saída (4); uma linha de ar comprimido (5) que conecta a saída (4) do compressor (2) a uma rede de usuários (6); um secador (7), que é incorporado à linha de ar comprimido (5) acima citada e que compreende pelo menos dois reservatórios de ar (13-16), que são, cada qual, dotado de uma entrada (14) e uma saída (15) e que são cheios com dessecante ou agente secante, cujos reservatórios de ar (13-16) funcionam de modo alternado, de modo que, enquanto um reservatório de ar (13) está secando o gás comprimido, o outro reservatório de ar (16) é regenerado; e um aparelho de purga (28) para purgar pelo menos parte do gás comprimido pelo compressor, quando o compressor (2) funcionar sem carga ou com carga parcial, caracterizado pelo fato de meios serem fornecidos que tornam possível guiar a parte do gás comprimido, que é purgada através do aparelho de purga (28), por meio do reservatório regenerador de ar (13).
Description
MÉTODO PARA SECAR GÁS COMPRIMIDO E APARELHO COMPRESSOR
[001] A presente invenção diz respeito a um aparelho compressor aperfeiçoado.
[002] De modo particular, a invenção diz respeito a um aparelho compressor do tipo que consiste de um compressor com uma entrada e uma saida; uma linha de ar comprimido que conecta a saida do compressor a uma rede de usuários; um secador que é incorporado à linha de ar comprimido acima citada e que compreende pelo menos dois reservatórios de ar, que são, cada qual, dotado de uma entrada e uma saida e que são cheios com dessecante ou agente secante, cujos reservatórios de ar funcionam de modo alternado, de modo que, enquanto um reservatório de ar está secando o gás comprimido, o outro reservatório de ar é regenerado; e um aparelho de purga para purgar pelo menos parte do gás comprimido pelo compressor, quando o compressor funcionar sem carga ou com carga parcial.
[003] Na operação com carga plena, isto é, uma operação em que o compressor funciona com descarga máxima, toda essa descarga máxima do gás comprimido é enviada para a saida do compressor através do reservatório regenerador de ar, a fim de retirar umidade do agente secante no dito reservatório de ar, fazendo uso do calor desse gás comprimido, e assim para regenerar o agente secante.
[004] Na operação com carga parcial, porém, isto é, quando somente uma parte do gás comprimido do compressor é usada, a descarga em excesso do compressor é purgada para a atmosfera através de um aparelho de purga na saida do compressor.
[005] Na operação sem carga, em outras palavras, quando o gás comprimido não está em uso, toda a descarga do compressor é purgada para a atmosfera através do aparelho de purga acima citado.
[006] Uma desvantagem deste tipo conhecido de aparelho compressor, é que na operação com carga parcial, somente uma parte da descarga disponível do compressor é usada para regenerar o agente secante no reservatório regenerador de ar, o que pode levar à regeneração insuficiente do agente secante sob certas circunstâncias.
[007] Essa desvantagem aumenta, quando o aparelho compressor funciona na operação sem carga, visto que toda a descarga do compressor é, então, purgada e assim nenhuma descarga de gás comprimido é disponibilizada para regenerar o agente secante no reservatório regenerador de ar.
[008] A invenção pretende remediar a desvantagem acima citada e outras mais, pela provisão de um aparelho compressor, onde toda a descarga do compressor é sempre usada para regenerar o agente secante, a despeito do consumo e, assim, a despeito do aparelho compressor operar em plena carga, em carga parcial ou sem carga.
[009] Para este fim, a invenção diz respeito a um aparelho compressor aperfeiçoado do tipo acima citado, onde meios são previstos que tornam possível guiar a parte do gás comprimido que é purgada através do aparelho de purga, por meio do reservatório regenerador de ar citado.
[0010] Desta maneira, uma quantidade suficiente de gás comprimido quente sempre escoa através do reservatório regenerador de ar, a fim de assegurar que haja sempre uma regeneração efetiva do agente secante.
[0011] De acordo com uma modalidade praticável, os meios acima citados compreendem um ou mais tubos conectores entre as entradas dos reservatórios de ar acima citados, e o aparelho de purga é formado por um ramal que é conectado a um desses tubos conectores.
[0012] De preferência, uma válvula borboleta é prevista na entrada do compressor, a qual é ativada, quando o compressor opera sem carga, de modo que no estado sem carga, o ar comprimido seja adicionalmente aquecido em decorrência do estrangulamento, e uma regeneração mais eficiente seja assim obtida.
[0013] A fim de melhor explicar as características da invenção, a modalidade preferida a seguir de um aparelho compressor aperfeiçoado, de acordo com a invenção, é apresentada somente como um exemplo, sem ser limitativa de qualquer maneira, com referência aos desenhos anexos, onde: a fig. 1 representa um aparelho compressor aperfeiçoado, de acordo com a invenção; as figs. 2, 3 e 4 representam o aparelho compressor da fig. 1, mas para outras condições operacionais.
[0014] O aparelho compressor 1 da fig. 1 consiste basicamente de um compressor 2 com uma entrada 3 e uma saída 4; uma linha de ar comprimido 5 que conecta a saída 4 do compressor 2 a uma rede de usuários 6 e um secador 7 que é incorporado à linha de ar comprimido 5 acima citada.
[0015] O compressor 2, neste caso, consiste basicamente de um estágio de baixa pressão 8 e de um estágio de alta pressão 9 conectados em série por meio de um tubo de pressão 10, ao qual um refrigerador intermediário 11 e um separador de água 12 são sucessivamente incorporados.
[0016] O secador 7 contém um primeiro reservatório de ar isolado 13, com uma entrada 14 e uma saida 15 contendo silica gel ou qualquer outro agente secante, qualquer que seja; um segundo reservatório de ar isolado 16, com uma entrada 17 e uma saida 18, que também compreende silica gel como um agente secante.
[0017] Cada uma das saidas 15 e 18 de ambos os reservatórios de ar 13 e 16 é conectada, através de um tubo bipartido 19 e uma válvula 20 em cada parte bipartida 19A e 19B do tubo 19, à linha de ar comprimido 5, onde essa linha de ar comprimido 5 é interrompida entre as conexões das partes bipartidas 19A e 19B acima citadas na linha de ar comprimido 5.
[0018] As entradas 14 são mutuamente conectadas por meio de três tubos conectores, um primeiro tubo conector 21 com duas torneiras de isolação 22, um segundo tubo conector 23 com válvulas de retenção operando na direção oposta e um terceiro tubo conector 25 respectivamente, também com duas torneiras de isolação 26.
[0019] Os primeiro e segundo tubos conectores são ligados por um refrigerador 27, cuja entrada é conectada ao segundo tubo conector 23, de modo particular entre as válvulas de retenção 24 nesse tubo 23, e que é conectado com sua saida ao primeiro tubo conector 21, de modo particular entre as torneiras de isolação 22 desse tubo 21.
[0020] Um aparelho de purga 28 para purgar gás comprimido é previsto na forma de um ramal, que é conectado ao primeiro tubo conector 21 entre as torneiras de isolação 22 e que se abre para a atmosfera.
[0021] Nesse aparelho de purga 28 é prevista uma torneira de isolação 22, bem como um absorvedor de som 30 na saida do aparelho de purga 28.
[0022] O aparelho de purga 28, neste caso, é também conectado ao terceiro tubo conector 25, de modo particular entre as torneiras de isolação 26 desse tubo e a jusante em relação à torneira de isolação 29.
[0023] O aparelho compressor 1 é, de preferência, ainda dotado de um controlador, não representado nas figuras, que torna possível definir as condições operacionais do compressor 2 e abrir ou fechar as válvulas 20 e as torneiras de isolação 22 e 26, dependendo das condições operacionais demandadas do aparelho compressor 1.
[0024] O aparelho compressor 1 pode ser também dotado de equipamento de medição para medir temperaturas, pressões e, se necessário, também o ponto de orvalho, cujo equipamento de medição é conectado ao controlador acima citado para controlar o aparelho compressor 1.
[0025] O funcionamento do aparelho compressor aperfeiçoado 1, de acordo com a invenção, é simples e é ilustrado por meio das figs. 1 a 4, onde as válvulas 20 e as torneiras de isolação 22 e 26 são representadas em preto, quando fechadas, e em branco, quando abertas, e onde o trajeto seguido pelo gás comprimido é representado em negrito.
[0026] A fig. 1 representa o aparelho compressor 1, quando o compressor 2 opera em plena carga, isto é, na sua capacidade máxima.
[0027] Neste caso, todo o fluxo do gás comprimido não-refrigerado, proveniente da saída 4 do compressor 2, é guiado em contracorrente através do reservatório de ar 13, a saber, da saida 15 para a entrada 14, onde esse fluxo de gás irá regenerar o agente secante ou dessecante, por exemplo, silica gel, fazendo uso do calor contido no gás comprimido.
[0028] Em seguida, o fluxo do gás comprimido vai para o refrigerador 27 onde ele é refrigerado, para ser então guiado através do reservatório de ar 16, a fim de secar o gás comprimido.
[0029] A saida 18 do reservatório de ar 16 está, nesta ocasião, conectada na rede de usuários, na qual estão conectados um ou diversos consumidores de gás comprimido, não aqui representado.
[0030] A fig. 2 representa o aparelho compressor 1 na operação com carga parcial, onde a rede de usuários 6 somente necessita de uma parte da descarga do compressor 2.
[0031] Neste caso, da mesma forma que com plena carga, toda a descarga do gás comprimido é guiada em contracorrente através do reservatório regenerador de ar 13, a fim de regenerar o agente secante, mas essa descarga, após a sua passagem através do reservatório de ar 13, é dividida em uma parte que é necessária para as necessidades restritas da rede de consumidores 6, fornecida à rede 6 através do resfriador 27 e do reservatório de ar secante 16, e uma parte em excesso que é purgada para a atmosfera através do aparelho de purga 28, de acordo com a invenção.
[0032] Graças á invenção, também no caso de uma carga parcial, toda a descarga do compressor 2 irá escoar através do reservatório regenerador de ar, em oposição aos sistemas conhecidos, onde somente a descarga necessária à rede 6 era enviada através do vaso regenerador 13, e a descarga em excesso era purgada diretamente para a atmosfera na saida 4 do compressor 2, sem passar primeiro pelo reservatório regenerador de ar 13.
[0033] Um aparelho compressor 1, de acordo com a invenção, oferece a vantagem de, também com carga parcial, o agente secante no reservatório regenerador de ar 13 ser sempre maximamente regenerado.
[0034] A fig. 3 apresenta uma alternativa de uma operação com carga parcial, onde a descarga em excesso, que é purgada para a atmosfera através do aparelho de purga 28, neste caso não é ramificada a jusante, mas a montante em relação ao refrigerador 27, a fim de que nenhuma energia adicional seja necessária para refrigerar além da dita descarga purgada para a atmosfera.
[0035] A fig. 4 representa a operação sem carga do aparelho compressor 1, onde nenhuma porção de gás comprimido é captada pela rede de usuários 6 neste caso.
[0036] Neste caso, o compressor 2 é feito para operar sem carga e sem pressão, onde uma quantidade minima de gás é succionada, comprimida e purgada para a atmosfera.
[0037] Em oposição aos aparelhos compressores conhecidos, no caso da invenção, o gás comprimido não é purgado diretamente na saida 4, mas é primeiro enviado através do reservatório regenerador de ar, para ser então purgado para a atmosfera através do aparelho de purga 28.
[0038] Desta maneira, uma regeneração minima do agente secante é assegurada no reservatório regenerador de ar 13, também durante a operação sem carga.
[0039] É obvio que, neste caso, a descarga a ser purgada é ramificada entre o reservatório de ar 13 e a válvula de retenção 24, a fim de impedir que gás pressurizado escape através da rede de usuários 6, por meio do aparelho de purga 28 para a atmosfera.
[0040] A entrada 3 do compressor 2 pode ser opcionalmente dotada de um dispositivo de estrangulamento, que é pelo menos ativado na operação sem carga.
[0041] Graças a esse estrangulamento, o gás comprimido alcança maiores temperaturas na saida 4 do compressor, em decorrência do que um gás mais quente é enviado através do reservatório regenerador de ar e uma melhor regeneração do agente secante é assim obtida.
[0042] É óbvio que, ao invés das válvulas 20 e dos tubos conectores 21, 23 e 25 com suas respectivas torneiras de isolação 22, 26 e válvulas de retenção 24, outros meios podem ser fornecidos que tornem possivel enviar a parte não usada em excesso do gás comprimido através do reservatório regenerador de ar 13 na operação com carga parcial e sem carga.
[0043] Também é óbvio que a purga 28 não precisa ocorrer necessariamente para a atmosfera, mas no caso de gases medicinais, por exemplo, a purga pode ocorrer em um ambiente controlado a uma pressão que seja inferior à pressão na saida 4 do compressor 2.
[0044] 0 compressor 2 não precisa ser necessariamente um compressor de estágios múltiplos.
[0045] A terminologia das entradas 14-17 e das saidas 15-18 dos reservatórios de ar 13-16 é selecionada em função da operação dos reservatórios de ar como um reservatório de ar de secagem. Durante a regeneração do agente secante, o gás comprimido, no exemplo apresentado, flui em contracorrente através do respectivo reservatório de ar 13, isto é, da saida para a entrada.
[0046] É óbvio que a presente invenção não é limitada ao aparelho compressor aperfeiçoado, acima descrito, mas que ela pode ser aplicada em todas as espécies de formato de combinações, enquanto que permanecendo ainda dentro do escopo da invenção.
REIVINDICAÇÕES
Claims (10)
1. Método para secar gás comprimido, por meio de um secador (7), que é incorporado em uma linha de ar comprimido (5) conectando uma saida (4) de um compressor (2) a uma rede de usuários (6), o secador (7) compreendendo pelo menos dois reservatórios de ar (13, 16), que são, cada qual, dotado de uma entrada (14) e uma saida (15) e que são cheios com agente dessecante ou secante, cujos reservatórios de ar (13, 16) funcionam de modo alternado, de modo que, enquanto um reservatório de ar (13) está secando o gás comprimido, o outro reservatório de ar (16) é regenerado; e um aparelho de purga (28) para purgar pelo menos parte do gás comprimido pelo compressor (2), quando o compressor (2) funciona sem carga ou com carga parcial, o método caracterizado pelo fato de que, em carga parcial ou em carga plena do aparelho compressor, toda a saida de ar comprimido é guiada através do reservatório regenerador de ar (13), e em que: em carga parcial do aparelho compressor, esta saida é dividida em uma parte que é necessária pra as necessidades restritas da rede de usuários (6) através do reservatório de ar secante (16), e a parte que é purgada através do aparelho de purga (28); e/ou sem carga do aparelho compressor, esta saida é enviada primeiro através do reservatório de regeneração de ar para então ser purgada para a atmosfera através do aparelho de purga (28).
2. Aparelho compressor aperfeiçoado constituido de um compressor (2) com uma entrada (3) e uma saida (4); uma linha de ar comprimido (5) adequada para conectar a saida (4) do compressor (2) a uma rede de usuários (6); um secador (7) que é incorporado à linha de ar comprimido (5) acima citada e que compreende pelo menos dois reservatórios de ar (13, 16), que são, cada qual, dotado de uma entrada (14) e uma saida (15) e que são cheios com agente dessecante ou secante, cujos reservatórios de ar (13, 16) funcionam de modo alternado, de modo que, enquanto um reservatório de ar (13) está secando o gás comprimido, o outro reservatório de ar (16) é regenerado pelo calor do gás comprimido pelo compressor; e um aparelho de purga (28) para purgar pelo menos parte do gás comprimido pelo compressor, quando o compressor (2) funcionar sem carga ou com carga parcial, caracterizado pelo fato de que meios são fornecidos para tornar possível guiar todo o fluxo de gás comprimido não-refrigerado vindo da saída do compressor para ser primeiramente guiado através do reservatório regenerador de ar (13) para regenerar este reservatório de ar antes que pelo menos parte deste gás comprimido seja purgado através do aparelho de purga (28) para a atmosfera e em que um controlador é fornecido, tal controlador sendo adaptado para realizar o método conforme definido na reivindicação 1.
3. Aparelho compressor aperfeiçoado, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que os meios acima citados compreenderem um ou mais tubos conectores (21, 23, 25) entre as entradas (14, 17) dos reservatórios de ar (13, 16) acima citados, e do aparelho de purga (28) ser formado de um ramal que é conectado a um desses tubos conectores, de modo particular a um primeiro tubo conector (21) .
4 . Aparelho compressor aperfeiçoado, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que, no primeiro tubo conector (21) citado, são fornecidas duas torneiras de isolação (22), e do aparelho de purga (28) entre essas duas torneiras de isolação (22) ser conectado a esse tubo conector (21).
5. Aparelho compressor aperfeiçoado, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que pelo menos um segundo tubo conector (23) é fornecido com duas válvulas de retenção (24) operando no sentido oposto, pelo qual o primeiro e o segundo tubos conectores (21, 23) são ligados por um refrigerador (27), que é conectado, com sua entrada, entre as válvulas de retenção (24) do segundo tubo conector (23) , e que é conectado, com sua saida, entre as torneiras de isolação (22) do primeiro tubo conector (21).
6. Aparelho compressor aperfeiçoado, de acordo com qualquer uma das reivindicações 4 ou 5, caracterizado pelo fato de que o aparelho de purga (28) acima citado é fornecido com uma torneira de isolação (29).
7 . Aparelho compressor aperfeiçoado, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de compreender um terceiro tubo conector (25) com duas torneiras de isolação (26), e do aparelho de purga (28) ser conectado a jusante, com relação à torneira de isolação (29) acima citada do aparelho de purga (28), a esse terceiro tubo conector, mais particularmente entre as torneiras de isolação desse terceiro tubo conector (25).
8. Aparelho compressor aperfeiçoado, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o aparelho de purga (28) se abre para a atmosfera.
9. Aparelho compressor aperfeiçoado, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o aparelho de purga (28) é dotado de um absorvedor de som (30).
10. Aparelho compressor aperfeiçoado, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a entrada (3) do compressor (2) compreende uma válvula borboleta, que pode estar pelo menos ativada, quando o compressor (2) operar sem carga.
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