BRPI0515926B1

BRPI0515926B1 - Válvula distribuidora rotativa para tratamento físico/químico de um fluido

Info

Publication number: BRPI0515926B1
Application number: BRPI0515926-1A
Authority: BR
Inventors: Albertus Johannes Evers
Original assignee: Outokumpu Technology Oyj
Priority date: 2004-09-30
Filing date: 2005-09-30
Publication date: 2020-02-18
Also published as: NL1027143C2; EP1802902A1; ZA200702415B; KR20070085241A; KR100904979B1; US20080163943A1; CN100532896C; PL1802902T3; AU2005287925A1; BRPI0515926A; WO2006036062A1; CN101031747A; DE602005018668D1; AU2005287925B2; EP1802902B1; ES2339133T3; US8047230B2; ATE453822T1

Abstract

"válvula distribuidora rotativa para tratamento físico/químico de um fluido". a presente invenção se refere a um sistema (1) para tratamento físico/químico de um fluido, em que uma válvula distribuidora (3, 4) foi instalada para alimentação/descarga do fluido para diversos reatores (2) ou proveniente de diversos reatores. a válvula distribuidora consiste de uma placa de válvula com placa estacionária (18) e placa rotativa (19). um corpo cilíndrico contendo um número de furos axiais (11, 12) que se modificam dentro de furos radiais (13) e surgem na parede de uma carcaça estacionária (24), se junta à placa rotativa e gira com a mesma. um número de entradas/saídas (17) localizadas uma após a outra, visualizada na direção axial, é proporcionado na carcaça estacionária. de acordo com a invenção, os diversos furos radiais no corpo cilíndrico são providos com um fluido através de furos axiais, com base em uma única placa de válvula (19).

Description

A presente invenção se refere a um sistema para tratamento físico/químico de um fluido, de acordo com o preâmbulo da reivindicação 1.

Um sistema desse tipo é divulgado no documento de patente WO 02/30570. Nessa publicação, é descrita uma construção consistindo de um corpo cilíndrico rotativo que também apresenta a função de uma placa de válvula rotativa. Para tal fim, são tomadas providências nas laterais, numa direção axial oposta ao corpo cilíndrico rotativo, resultando na possibilidade de suprimento de um fluido na direção axial. Existem furos axiais no corpo cilíndrico que se modificam dentro dos furos radiais. Esses furos radiais surgem na parede do cilindro. Estas parede de cilindro é acomodada em uma carcaça de maneira vedada, sendo feitos correspondentes furos nessa carcaça. Forros que são conectados a uma abertura de descarga/alimentação e/ou reatores, se unem sobre as placas de válvula estacionária e aos furos na carcaça.

O objetivo dessa construção é sempre prover diversos reatores com uma mudança na corrente de fluido. Todos os tipos de processos podem ser realizados por este meio e, em geral, os processos sempre envolvem a regeneração dos reatores.

No estado da técnica são conhecidas construções em que os reatores são construídos na forma de colunas, que são dispostas sobre uma estrutura rotativa. Mediante essa .·. ;·· ,; :·· ,·, .·, ,·· disposição, existe sempre uma construção de placa de válvula.

Usando uma construção conforme descrita no documento de patente WO 02/30570, somente o corpo cilíndrico tem de girar e a rotação das colunas não se faz necessário, o que resulta na obtenção de uma considerável simplificação e, como consequência, na economia de custos e liberdade no posicionamento e modelo dos reatores.

Entretanto, não é possível facilmente se contemplar um grande número de reatores com a construção de acordo com o documento de patente WO 02/30570. Além disso, na modalidade mostrada, a realidade é que se torna impossível ou virtualmente impossível se conseguir uma completa vedação da construção. Um grande número de superfícies perpendiculares entre si deve ser vedado relativamente entre si, que, embora na teoria possa ser possível, na prática será sempre envolvido de dificuldades. De acordo com essa publicação WO 02/30570, o aumento do número de reatores que podem ser conectados é obtido mediante a produção de aberturas de alimentação/descarga na placa de válvula estacionária/rotativa, na direção radial, em diversas distâncias do centro de rotação. Entretanto, se for desejado se manter o tamanho de tal placa de válvula reduzido e a complexidade da mesma não for acentuadamente grande, não será possível se utilizar tal solução quando se utilizar um grande número de colunas.

documento de patente GB 761.690 descreve uma válvula distribuidora provida de duas porções de placa ou .·. :·· :- ... .·. .placas terminais, com aberturas de alimentação axial que se fundem dentro de canais radiais. Estes canais radiais também surgem axialmente no mesmo nivel. Além disso, orifícios de canais que são conectados internamente e não surgem em uma porção de placa ou placa terminal, são feitos na parede do cilindro. Uma construção correspondente, assim como, o seu funcionamento, é tratada e mostrada no documento de patente U.S. No. 2.600.099.

objetivo da presente invenção é proporcionar um sistema que não apresente estas desvantagens, e com o qual seja possível se contemplar um grande número de colunas com uma válvula distribuidora única.

O objetivo é concretizado com um sistema descrito acima, apresentando as características que caracterizam a reivindicação 1.

De acordo com a invenção, o corpo cilíndrico é dotado de um número de furos dispostos em volta do perímetro. Estes furos podem ser providos na forma de círculos, mas, a fim de se aumentar a capacidade, é também possível se produzir um número de grupos de furos em diferentes círculos. Como no caso da construção de acordo com o documento de patente WO 02/30570, um primeiro furo se estende na direção axial, sendo depois convertido em um furo radial. Entretanto, ao contrário do disposto no documento WO 02/30570, um segundo furo axial se estende a partir da mesma placa de válvula, cujo segundo furo axial, modifica dentro de um furo radial uma maior distância fora da placa de válvula estacionária/rotativa e, depois, surge na parede da carcaça. Como resultado, somente duas superfícies de vedação são ainda requeridas: a primeira superfície de vedação se situa entre a placa de válvula estacionária e a placa de válvula rotativa e a segunda superfície de vedação entre a parede do cilindro e o assento na carcaça. Uma terceira superfície de vedação, como indicado estar presente no estado da técnica, não se faz necessário. O resultado disso é a possibilidade de provisão de uma vedação completa. Do mesmo modo, é possível se operar um grande número de reatores por meio da presente invenção. Além disso, o corpo cilíndrico pode ser feito de qualquer comprimento, sem que isso esteja associado com problemas estruturais. A título de exemplo, é mencionado um número de cinco conexões, mas, deverá ser entendido, que um número de conexões muito maior pode ser facilmente utilizado.

Deverá ser entendido que o corpo cilíndrico e a placa de válvula podem ser integrados.

Além disso, a presente invenção torna possível a construção do corpo cilíndrico em um modelo modular. Isto significa que o corpo cilíndrico é construído de discos cilíndricos, cada disco consistindo de um número de furos axiais contínuos e cada disco com um furo radial que surge na parede cilíndrica. Se existirem grupos de furos axiais posicionados em diversos círculos, será possível se fazer diferentes furos radiais emergindo em diferentes posições na parede do corpo cilíndrico. A carcaça será provida com os correspondentes furos. Através dessa disposição, os discos são dispostos de modo a não serem girados relativamente entre si. Isto pode ser obtido de maneira simples, proporcionando internamente os discos com uma abertura de acomodação central, com uma disposição denteada ou similar. O eixo de transmissão é dotado de dentes correspondentes. Mediante uma adequada escolha do número de dentes, os discos podem ser dispostos em posições especificas diferentes no eixo de transmissão. Como resultado, todos os discos poderão ser feitos de maneira idêntica e através do posicionamento em diferentes posições com relação ao eixo, poderá ser obtida a desejada produção/descarga. Os discos (de plástico) podem ser dispostos em contato entre si e vedados com meios de vedação simples, tais como, anéis em O (conhecido também como O-rings) , nos locais dos furos. Devido ao fato de não existir movimento mútuo entre os discos, esta vedação poderá ser facilmente obtida.

Com a provisão de tal sistema, em geral, um dos terminais de passagem através do corpo cilíndrico será permanentemente provido de fluido e um dos terminais em especificas diferentes desejadas posições. De acordo com uma modalidade preferida da presente invenção, um canal periférico é delimitado entre a carcaça e a parede cilíndrica, de modo que essa porção proporciona uma contínua comunicação fluida entre a carcaça e o orifício radial no corpo cilíndrico. O controle seletivo da corrente de fluido ocorre na localização da placa de válvula. Isto pode ser conseguido fazendo-se aberturas que sejam

6/10 precisamente opostas entre si, mas, também fazendo-se fendas ou ranhuras, de modo que exista uma comunicação fluida em um certo número de posições. Além disso, a construção pode ser projetada para uma operação de inclusão. Em virtude da relativamente baixa massa inercial da placa de válvula rotativa e do corpo cilíndrico, tal movimento de inclusão do corpo cilindrico/placa de válvula é possível de modo bastante simples.

A invenção também se refere a um sistema conforme descrito acima, em que existem duas de tais válvulas distribuidoras, uma para a alimentação dos diversos reatores e a outra para a descarga dos diversos reatores. A fim de proporcionar uma pressão ótima de vedação entre a placa de válvula rotativa e a placa de válvula estacionária mediante tal construção, o posicionamento é disposto de modo a que as placas de válvulas rotativas de cada das válvulas distribuidoras estejam o mais próximo possível ou o mais afastado possível entre si. Um eixo de transmissão comum pode ser acionado por meio de um motor comum.

A seguir, a invenção será explicada em maiores detalhes fazendo-se referência a uma modalidade ilustrativa mostrada nos desenhos, em que:

- a Figura 1 mostra, de forma diagramática, o sistema de acordo com a invenção; e

- a Figura 2 mostra detalhes de uma das válvulas distribuidoras, de acordo com a Figura 1.

Na Figura 1, o sistema de acordo com a presente invenção é indicado na sua integridade pela referência (1).

/1 ₇/10 ... ... ... ... .. ;.. ... ... ...

Ο sistema consiste de um número de reatores de colunas (2) .

Um fluido, que deverá de algum modo ou outro ser tratado, é alimentado a esse sistema. Devido ao processo, a mudança de reatores deve ser praticada regularmente, sendo frequentemente incorporada uma etapa de regeneração.

As diversas correntes de fluido são controladas através de uma válvula distribuidora de admissão (3) e uma válvula distribuidora de saída (4). O fluido suprido se movimenta através da alimentação (7) e válvula distribuidora (3) para os reatores (2) e destes, através da válvula distribuidora (4), para as descargas (9) . A rotação das ditas válvulas distribuidoras é efetuada mediante um motor (5) .

A válvula distribuidora (3) é mostrada em detalhes na figura 2. Deverá ser entendido que a válvula distribuidora (4) é implementada de maneira correspondente, mas em uma imagem refletida.

Um eixo (6) é conectado ao motor (5). Este eixo é dotado de uma disposição denteada fundamental (8). Existe um número de discos (10), providos com uma disposição denteada interativa, o que possibilita a esses discos serem posicionados no eixo (6) em um grande número de diferentes posições. Esses discos (10) são acomodados no interior de carcaça estacionária (24) . Cada disco (10) é dotado de um número de furos axiais contínuos (11) que são localizados em um círculo. Um dos furos, indicado por (12), termina de forma cega e se junta a um furo radial (13) que surge em um canal anular (14), feito no perímetro externo do disco

8/10 (10). Existem vedações (15) que proporcionam uma vedação entre o disco (10) e a carcaça (24) . A carcaça (24) é dotada de um número de saídas (17) localizadas na direção axial, uma após a outra. Deverá ser entendido que essas saídas (17) podem também funcionar como um local de admissão. Conforme mostrado na Figura 2, um certo número de discos (10) é posicionado um após o outro. Em cada um desses discos existe sempre um furo único (12) que continuamente está em comunicação com a relevante entrada/saída (17), através do canal (14) em questão.

Os furos (11), (12) surgem em uma porção de válvula rotativa (19). As passagens nesta porção de válvula são indicadas pela referência (22). Existe uma placa de válvula estacionária ou uma placa terminal (18) com passagens (21) em comunicação com locais de entrada (16). Deverá ser entendido que as entradas (16) podem também ser projetadas como saídas. Esta placa de válvula rotativa (19) é conectada ao eixo (6) , de modo a não poder girar em relação ao mesmo. A combinação consistindo da placa de válvula estacionária (18) e placa de válvula rotativa (19) é indicada por (20).

O dispositivo descreve as funções acima como segue. Linhas de alimentação de fluido são conectadas às entradas (16). Mediante essa disposição, uma das entradas (16) estará sempre conectada a uma alimentação de fluido que difere de outras alimentações de fluido. Logicamente, é também possível que uma diferente alimentação de fluido possa ser encaixada em cada conexão, de modo a proporcionar

9/10 uma ligação de circuito em série.

O fluido que entra através da entrada (16) alcança a abertura (21) da placa de válvula estacionária (18) . Dependendo da posição da placa de válvula rotativa (19) , o fluido irá entrar na placa de válvula rotativa (19) através de uma das aberturas (22) . Dependendo disso, o fluido irá passar através de um dos furos (11) do pacote de discos (10) . Dependendo da posição, um dos discos com o furo (11) será alcançado e o fluido irá surgir em um dos canais anulares (14) e, assim, surgir em uma das saidas (17). Quando da posterior rotação, quando a próxima posição for alcançada, o fluxo do fluido irá ocorrer de outra maneira.

Deverá ser entendido que com a construção descrita acima, existe uma substancial liberdade para conexão de diversas linhas de fluido e, dessa forma, de direcionamento de diversos processos. Como resultado, é possivel se direcionar processos bastante diferentes partindo de componentes padronizados. Uma construção modular é facilmente possível através do uso de discos que caracterizam o corpo cilíndrico. Desse modo, processos altamente complexos podem ser implementados de uma maneira simples, usando as válvulas distribuidoras de acordo com a presente invenção.

Como	resultado	da	disposição das	válvulas
distribuidoras	(3) e (4)	em	imagem refletida,	conforme
descrito acima,	e do uso de	um	eixo continuo (6),	a pressão
nas placas de	válvulas	ro	tativas opostas	pode ser

/5

10/10 ·;· _β·_β ··· ;·· ,·, ,·· equilibrada. Isso tem como resultado que a vedação pode ser proporcionada de uma maneira bastante simples.

Seguindo as alternativas acima, será imediatamente evidente para aqueles especialistas versados 5 na técnica, que a presente invenção consiste de uma combinação do que foi aqui mostrado e das construções conhecidas no estado da técnica, mais particularmente, no estado da técnica em que se utiliza colunas rotativas e placas de válvulas rotativas. Essas combinações são óbvias e se enquadram dentro do escopo das reivindicações anexas.

Claims

1. Sistema (1) para tratamento físico/químico de um fluido, compreendendo uma alimentação (7) para o dito fluido, um número de reatores de tratamento (2) para o dito fluido e uma descarga (9) para o dito fluido tratado, em que uma válvula distribuidora rotativa (3, 4), que conecta a alimentação e/ou descarga a reatores de mudança (2) é instalada na alimentação e/ou descarga, em que a dita válvula distribuidora (3, 4) compreende uma combinação de placa (20) e se estende perpendicularmente ao eixo de rotação da mesma, compreendendo uma porção de placa rotativa (19) e uma porção de placa estacionária (18), em que a porção de placa estacionária é conectada à dita alimentação e/ou descarga e a porção de placa rotativa é conectada à dita descarga e/ou alimentação, em que as ditas porções de placa são providas de aberturas (21, 22) que expõem uma passagem dependente da posição rotacional, em que a porção de placa rotativa é conectada a um corpo cilíndrico rotativo, cujo eixo de rotação/eixo do cilindro é coincidente com o eixo de rotação da dita porção de placa rotativa, em que existem passagens (12-14) no dito corpo cilíndrico conectadas às aberturas da placa de válvula rotativa, cujas passagens surgem na direção axial na parede do cilindro do mesmo, em que o dito corpo cilíndrico é acomodado em uma carcaça estacionária (24) de uma maneira vedada, cuja carcaça é provida de aberturas (17) que se estendem radialmente, cujas aberturas (17) podem ser trazidas em linha com os orifícios (13, 14) na parede /1

2/3 cilíndrica, em que existem pelo menos dois orifícios/aberturas (13, 14) na dita parede do cilindro e na dita carcaça localizada axialmente a alguma distância afastada, caracterizado pelo fato de que cada uma das passagens (12), conectadas aos ditos orifícios (13, 14) localizados axialmente a alguma distância afastada, surge na dita porção de placa (18).

2. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender pelo menos cinco aberturas (13, 14), localizadas em diferentes posições na direção axial da dita parede de cilindro e pelo menos quatro furos substancialmente axiais (12), que formam as passagens conectadas à dita combinação de válvula.

3. Sistema, de acordo com as reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o dito corpo cilíndrico compreende um número de discos cilíndricos (10) conectados de tal modo que não são capazes de girar relativamente entre si, cada disco sendo provido de pelo menos uma passagem axial (12) e um canal radial (13) que se estende no perímetro do mesmo.

4. sistema, de acordo com quaisquer das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que um canal (14), entre a dita parede cilíndrica e o assento na dita carcaça e que se estende através da mesma, foi feito no local de uma abertura ou orifício.

5. Sistema, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o dito canal (14) se estende em volta do completo perímetro da dita parede cilíndrica.

3/3

6. Sistema, de acordo com quaisquer das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que duas válvulas distribuidoras (3, 4), de acordo com as reivindicações 1-5, foram instaladas, as quais apresentam 5 um eixo de transmissão (6) comum, em que uma das válvulas conecta a alimentação aos reatores e a outra válvula conecta a descarga aos reatores, em que as combinações de placa são dispostas de modo adjacente entre si ou a uma distância o máximo possível afastada.