BRPI0603687B1

BRPI0603687B1 - Sistema e equipamento de pressurização hidráulica, semi-reboque veicular, e, adaptação do cilindro do tipo vertical e do tipo horizontal para uso no semi-reboque veicular para transporte de gnc

Info

Publication number: BRPI0603687B1
Application number: BRPI0603687-2A
Authority: BR
Inventors: Mauricio Guerra
Original assignee: Neogas Do Brasil Gas Natural Comprimido S.A
Priority date: 2010-08-16
Filing date: 2010-08-16
Publication date: 2020-10-06
Also published as: BRPI0603687C1; ECSP077622A; BRPI0603687C8; PE20080746A1; BRPI0603687A; BRPI0603687F1; AR062136A1; CO5900015A1; AR092224A2

Abstract

sistema e equipamento de pressurização hidráulica, semi-reboque veicular, e, adaptação do cilindro do tipo vertical e do tipo horizontal para uso no semi-reboque veicular para transporte de gnc. a presente invenção refere-se a um equipamento e/ou estação de pressurização hidráulica também conhecido como "hpu" (hydraulic pressurization unit), que pode ser conectado a um semi-reboque veicular srv do tipo conhecido como carreta de cilindros verticais e/ou a uma carreta de cilindros horizontais (tubulão). a presente invenção refere-se também a um sistema de pressurização e controle do gás natural comprimido (gnc) de um semi-reboque veicular para a linha de abastecimento de gás natural veicular (gnv) mantendo uma pressão constante durante toda a operação. o sistema reivindicado permite também transportar gnc em alta pressão com segurança e baixo custo operacional.

Description

Campo da Invenção

[001] A presente invenção refere-se a um equipamento e/ou estação de pressurização hidráulica também conhecido como “HPU” (Unidade de Pressurização Hidráulica), que pode ser conectado a um semi-reboque veicular SRV do tipo conhecido como carreta de cilindros verticais e/ou carreta de cilindros horizontais. A presente invenção refere-se também a um sistema de pressurização e controle do gás natural comprimido (GNC) de um semi-reboque veicular para a linha de abastecimento de gás natural veicular (GNV) mantendo uma pressão constante durante toda a operação.

Descrição da Técnica Anterior

[002] O gás natural comprimido (GNC) é todo gás natural processado e condicionado para o transporte em ampolas ou cilindros, à temperatura ambiente e pressão próxima à condição de mínimo fator de compressibilidade.

[003] O gás natural é mais leve que o ar, incolor e inodoro, dissipando-se facilmente na atmosfera em caso de vazamento. Queima com uma chama quase imperceptível e para que se inflame, é necessário que seja submetido a uma temperatura superior a 620°C. A título de comparação, vale lembrar que o álcool se inflama a 200°C e a gasolina a 300°C. Por questões de segurança, o gás natural comercializado é odorizado com enxofre.

[004] O Gás Natural é uma alternativa ao petróleo e conseqüentemente de grande importância estratégica, sendo um combustível fóssil encontrado em rochas porosas no subsolo.

[005] Geralmente apresenta baixos teores de contaminação como o nitrogênio, dióxido de carbono, água e compostos de enxofre permanecendo no estado gasoso, sob pressão atmosférica e temperatura ambiente.

[006] O gás natural comprimido é armazenado a uma pressão de 220 bar e transportado em um semi-reboque veicular com diferentes capacidades volumétricas, de acordo com a legislação e a necessidade do cliente/projeto.

[007] A principal vantagem do uso do gás natural é a preservação do meio ambiente. Além dos benefícios econômicos, é um combustível não poluente e a sua combustão é limpa, razão pela qual dispensa tratamento dos produtos lançados na atmosfera.

[008] A grande necessidade para o transporte e armazenagem de gás tem contribuído para aumentar as pesquisas sobre gás estabelecidas ao redor do mundo. Tradicionalmente, apenas poucos métodos tem sido fornecidos viáveis no transporte e armazenagem de gás em grandes quantidades.

[009] O principal problema aparentemente com a armazenagem e transporte de gás está em que a fase gasosa está abaixo da temperatura ambiente, uma pequena quantidade de gás ocupa uma grande quantidade de espaço. A resposta encontra-se na redução do espaço em que o gás ocupa. Inicialmente, a condensação do gás a líquido era a principal solução lógica recomendada. Um gás natural típico (aproximadamente 90 % CH4) pode ser reduzido a 1/600 do seu volume gasoso quando é comprimido a líquido. Hidrocarbonetos gasosos que estão no estado líquido são conhecidos no estado da técnica como gás natural liquefeito, mais comumente referenciado como GNL.

[0010] Como indicado pelo nome, GNL envolve liquefação do gás natural e normalmente inclui transporte e armazenagem do gás natural em uma fase líquida. Embora, a liquefação pareça uma solução para os problemas de armazenagem e transporte, ocorre algumas desvantagens. Primeiro, na ordem para a liquefação do gás natural, deve ser resfriado a aproximadamente -162°C, em pressão atmosférica, antes da sua liquefação. Segundo, o GNL tende a esquentar durante um longo período de estocagem e armazenagem e, portanto não continuará em baixa temperatura tão como deve ficar no estado liquefeito. Métodos criogênicos têm sido utilizados para manter o GNL totalmente na temperatura própria durante o transporte, logo o sistema de carga usado no transporte de GNL deve ser totalmente criogênico. Terceiro, o GNL deve ser re-gasificado na sua destilação antes que possa ser utilizado.

[0011] O processo criogênico requer um grande custo inicial para o carregamento e o descarregamento de GNL. O sistema de contenção e recipientes de estocagem requerem metais raros para manter a temperatura em -160°C, logo este não pode ser justificado como uma alternativa econômica.

[0012] Em respostas aos problemas técnicos das condições ambientais de armazenagem e transporte e aos custos altos e temperatura do GNL, o método de transporte de gás natural em um estado comprimido foi desenvolvido. O gás natural é comprimido ou pressurizado a altas pressões. A isto é o que chamamos comumente de gás natural comprimido ou GNC.

[0013] Vários métodos tem sido propostos para relatar a armazenagem e transporte de gases comprimidos, tais como gás natural, em recipientes pressurizados por transporte terrestre. O gás é tipicamente transportado e armazenado em alta pressão e baixa temperatura para maximizar a quantidade de gás contida em cada sistema de estocagem de gás. Por exemplo, o gás comprimido deve estar em um estado denso de único fluido, que é caracterizado pela presença de um gás muito denso, mas sem nenhum líquido.

[0014] O transporte de GNC por transporte terrestre tipicamente emprega caminhões ou vagões de trem. Os veículos incluem recipientes de armazenagem de gás, tal como recipientes de metal pressurizados. Esses recipientes de estocagem são internamente resistentes à alta pressão e às condições de temperatura ambiente sobre as quais o GNC é armazenado.

[0015] Antes do GNC ser transportado, é primeiro executado o estado de operação desejado, normalmente pela compreensão do gás a altas temperaturas e resfriamento em baixas temperaturas. Por exemplo, a patente americana US 3,235,725 descreve a preparação de gás natural a condições desejáveis para grande volume de transporte marítimo. Depois de comprimido e resfriado, o GNC é carregado para dentro dos recipientes de armazenagem do sistema de armazenamento. O GNC é então transportado para o seu destino.

[0016] Quando alcançado seu destino o GNC é descarregado, tipicamente em um terminal compreendendo um número de recipientes de armazenagem de alta pressão ou uma entrada para uma turbina de alta pressão. Se o terminal estiver em uma pressão, por exemplo, de 1000 psi e os recipientes de armazenagem estão em 2000 psi, as válvulas devem ser abertas e o gás expandido dentro do terminal até que a pressão nos recipientes caia a uma pressão final entre 2000 psi e 1000 psi.

[0017] Usando os procedimentos convencionais, o GNC transportado fica nos recipientes de armazenagem (gás residual), que é então comprimido dentro do recipiente de armazenagem do terminal usando compressores. Esses compressores são caros e aumentam o custo capital do descarregamento. Adicionalmente, a temperatura do gás residual é aumentada pelo aquecimento da compreensão. A alta temperatura aumenta o volume de armazenagem requerido, a menos que o aquecimento seja removido ou o excesso de gás seja removido e aumentando desta forma os custos terrestres do transporte de GNC. Ainda assim haveria um alto consumo de energia.

[0018] Prévios esforços para reduzir os custos e a complexibilidade do descarregamento de GNC e em particular o gás residual, tem sido feito. Por exemplo, a patente americana US 2,972,873 descreve o aquecimento do gás residual para desta forma aumentar sua pressão, desta maneira conduzindo para fora do veículo de recipiente de estocagem. Tal esquema simples representa um custo adicional de operação associado com operações de compressores com um custo operacional para fornecer calor aos recipientes de estocagem e gás residual. Além disso, o modelo de tubulação e o alinhamento das válvulas tornam-se extremamente complexos porque o sistema deve acomodar os dispositivos de aquecimento ou os elementos de aquecimento dentro dos recipientes de estocagem.

[0019] O pedido de patente PI 0208143-1 (WO 02075204; prioridade 16/03/2001) refere-se a um sistema de gás natural comprimido, o qual é composto por uma seção de controle, uma seção de transferência, e uma seção de reabastecimento. A seção de controle possui um painel de controle e um reservatório de fluído hidráulico, o qual contêm fluído hidráulico (óleo hidráulico de hidrocarboneto sintético). A seção de transferência é composta por bancos de cilindros de armazenagem de alta pressão, onde cada banco contêm um número igual de cilindros, os quais são idênticos no tamanho. As portas de fluido hidráulico de cada cilindro no banco de cilindros são acopladas em paralelo a um manifold de fluido, onde cada manifold de fluido possui uma válvula de fechamento manual. Os cilindros são constituídos na sua forma por uma primeira extremidade e uma segunda extremidade, sendo a segunda extremidade fechada. A primeira extremidade possuindo uma abertura na qual passa uma adaptação, que contêm uma porta de fluído hidráulico e uma porta de gás. Um elemento de rastreamento é posicionado no interior da câmara do cilindro entre o GNC e o fluído hidráulico, esse disco de rastreamento teria um investimento muito alto, além da “quase impossível” manutenção do disco no interior do cilindro, tomando assim inviável.

[0020] Tal disposição possui ainda outras desvantagens, as quais serão descritas a seguir. Os cilindros usados além de serem de difícil manutenção, ao usar a adaptação acarreta no aumento da formação de emulsão, ou seja, o atrito entre o óleo e o gás e, a vazão decorrente desta adaptação é menor, ou seja, dispensando um maior tempo no reabastecimento. O sistema de pressurização ao usar uma válvula de alívio para manter uma pressão de 24,8 MPa, impede o uso de qualquer tipo de cilindro e em qualquer posto, limitando assim a sua pressão, o que hoje limitaria o uso do sistema.

[0021] Outra técnica anterior, é descrita pelo documento PI0006389-4 (28/11/2000) depositado por Joseph Perry Conrad, o qual descreve um sistema em cascata para abastecimento de gás natural. O sistema reivindicado é composto por uma seção de controle, uma seção de transferência e uma seção de reabastecimento. A seção de controle é composta por um painel de controle computadorizado (não apresentado) e um reservatório de fluído hidráulico. A seção de transferência é composta por dois bancos de cilindros de armazenagem de alta pressão, onde cada banco contêm um número igual de cilindros, os quais são idênticos no tamanho. Cada cilindro contêm um pistão de movimento axial, duas entradas em uma das extremidades e uma saída na outra extremidade. Os pistões separam o gás natural comprimido do fluído hidráulico. As entradas dos cilindros em cada um dos bancos estão dispostas em paralelo por tubos de entrada.

[0022] Este sistema utiliza reservatórios (vasos pressurizados) ou cilindros de alta pressão descarregados em um posto de abastecimento de gás natural através de caminhões. O gás natural é transferido dos cilindros do caminhão para um conjunto de cilindros que fica parado (estacionário) no posto de abastecimento de gás natural, uma mangueira é conectada entre o conjunto de cilindros estacionários e o tanque do veiculo a ser abastecido, permitindo o fluxo de gás a este tanque, quando a pressão do conjunto de cilindros estacionário se iguala a pressão do tanque, um compressor de alta pressão aplica a pressão no conjunto de cilindro estacionário para compensar a perda de pressão decorrente da transferência de gás natural do conjunto de cilindros estacionário para o tanque, o compressor faz com que a pressão do conjunto de cilindros estacionário chegue a pressão máxima de abastecimento do tanque e finaliza o fornecimento.

[0023] Neste método o compressor é um equipamento de alto custo aquisitivo e demanda muita energia elétrica para realizar o seu trabalho, tendo parte significativa nos custos do posto de abastecimento. O compressor é barulhento e quando instalado em um ambiente residencial normalmente necessitaria de proteção acústica, por ter muitas partes mecânicas de rápido desgaste, sendo necessário uma manutenção regular, além disso, o sistema é ineficiente, pois o compressor apresenta baixa vazão de abastecimento, desta forma quando tiver mais de um veículo a ser abastecido conectado a ele, o tempo de abastecimento é muito longo. O compressor pode descarregar somente 40% do GNC contido nos cilindros de transporte, devido à sua razão de compressão fixa.

[0024] Esse sistema de abastecimento de gás natural consiste em equipar os postos de abastecimento com unidades de força hidráulica. Os caminhões transportadores de GNC, apresentam cilindros com um pistão de movimento axial, para separar o gás natural do fluído hidráulico, o fluído hidráulico movimenta o pistão axial dispensando o gás natural dos cilindros, a bomba hidráulica mantém a pressão nos cilindros enquanto o gás natural é fornecido, e o acumulador libera a pressão para que o pistão possa retornar a sua posição de origem.

[0025] Neste sistema, o gás que se encontra nos acumuladores para realizar o retorno do fluido ao reservatório diminui a capacidade de gás natural que pode ser comercializado. Porém, a pior desvantagem que se apresenta neste sistema são os pistões axiais encontrados dentro do cilindro, estes pistões são fáceis de se deslocarem dentro dos cilindros, ainda mais durante o percurso de rodagem do sistema de transporte, desta forma quando um pistão destes se desloca, todo o conjunto de cilindros fica inutilizado, pois varia o volume montante do conjunto, tendo que variar o volume do fluido hidráulico a ser enviado, se isto ocorrer durante o processo de abastecimento e a falha não for identificada, o cliente poderá estar recebendo fluido hidráulico em seu reservatório de gás natural. Quanto for necessário realizar a manutenção em um dos cilindros do conjunto, todo o conjunto será inutilizado.

[0026] Em resumo, embora o transporte e a estocagem de GNC reduza o custo capital associado com o GNL, os custos são ainda altos devido a perda da eficiência dos métodos e aparelhos usados. Isso é devido primeiramente ao fato de que no estado da técnica, os métodos não são otimizados nos recipientes e facilita uma composição de gás particular. No estado da técnica apresentado, os aparelhos e métodos não são projetados baseados em uma composição específica do gás para determinar a melhor condição de estocagem para um gás particular.

[0027] A presente invenção supera as deficiências apresentadas do estado da técnica, apresentando um equipamento de pressurização hidráulica capaz de atender os veículos motorizados, de forma eficiente e mantendo sempre o mesmo nível de pressão.

Resumo da Invenção

[0028] A presente invenção é composta por uma unidade modular fixa e/ou estacionária caracterizada por compreender um reservatório de fluido hidráulico especial, uma moto-bomba de pressurização, um bloco manifold de envio, um bloco manifold de retorno e um sistema de transporte de GNC, o qual é formado por um cilindro ou um conjunto de cilindros, sendo que, cada cilindro apresenta duas extremidades abertas, onde na extremidade de entrada se encontra uma válvula de esfera conectada à linha de saída do gás natural, já na extremidade de saída se encontram duas válvulas de esfera, onde uma das extremidades da válvula é interligada em paralelo, sendo que as outras extremidades, uma é conectada na linha de envio e a outra na linha de retorno. O fluído hidráulico é bombeado pela linha de envio do reservatório até a extremidade de entrada dos cilindros, para manter uma pressão de 220 Bar nos cilindros, enquanto o GNC está sendo fornecido ao consumidor. Quando o GNC tiver sido drenado dos cilindros, o controle eletrônico realiza uma inversão das válvulas, fazendo com que a extremidade de entrada dos cilindros seja conectada a linha de retorno, sendo que neste momento ocorre uma queda de pressão na extremidade de entrada do cilindro em relação a pressão interior do cilindro, este diferencial de pressão faz com que o fluído hidráulico retome ao reservatório. Simultaneamente, o controle eletrônico inicia o envio de fluído hidráulico para o segundo conjunto de cilindros.

[0029] Quando o volume de gás natural dispensado alcançar 95% do volume total do reservatório de GNC, a extremidade de saída do mesmo é fechada, a moto-bom ba encerra o fornecimento e uma linha de retorno é aberta diretamente do reservatório de GNC para o tanque de fluido hidráulico, o residual de gás natural que ficou pressurizado no reservatório de GNC irá expandir fazendo com que o fluido hidráulico retorne para o seu tanque. O limite de óleo hidráulico enviado ao reservatório é controlado por uma régua de nível, uma vez que o volume hidráulico do reservatório de GNC é fixo, sendo que quando este chega no ponto determinado, a régua envia um sinal ao PLC de controle, fazendo com que a válvula de esfera da extremidade de saída do reservatório de GNC seja fechada, a moto-bomba é desligada e a válvula de esfera da linha de retorno é aberta. O PLC controla também todos os níveis de alarmes que ocorrem no sistema durante a operação. O sistema de registro de dados realiza a leitura e registra todas as ações que ocorrem no sistema de pressurização durante a sua operação. O programa do PLC, controla todas as operações do equipamento, tornando o seu funcionamento automático, mas também com a opção de operação manual.

[0030] O cilindro utilizado no semi-reboque veicular é constituído por uma entrada e uma saída, e, nenhuma de suas extremidades é fechada. As adaptações utilizadas no interior do cilindro diminuem a formação de emulsão e aumenta a vazão, havendo portanto um equilíbrio entre os cilindros. Pode ser também observado que as adaptações na parte interna do cilindro não se deslocam ao fazer o transporte.

[0031] Outro objeto da invenção é utilizar fluído hidráulico especial, o qual não se mistura com o gás natural.

Breve Descrição das Figuras

[0032] Figura 1 - ilustra o diagrama esquemático do sistema de reabastecimento de gás natural comprimido de acordo com a invenção, apresentando o funcionamento do equipamento de pressurização hidráulica (HPU) conectado ao semi-reboque veicular;

[0033] Figura 2 - apresenta o diagrama esquemático do equipamento de pressurização hidráulica (HPU) de acordo com a presente invenção;

[0034] Figura 3 - apresenta um esquema detalhado de interligação do semi-reboque veicular de acordo com a presente invenção;

[0035] Figura 4a - ilustra o detalhe interno de entrada do gás, o qual é localizado na parte superior do cilindro do tipo vertical;

[0036] Figura 4b - ilustra o detalhe interno de entrada/saída do fluxo, o qual é localizado na parte inferior do cilindro do tipo vertical;

[0037] Figura 4c - ilustra o cilindro montado apresentando as adaptações das Figuras 4a e 4b;

[0038] Figura 5a - ilustra o detalhe interno de entrada do gás, o qual é localizado na parte superior do cilindro do tipo horizontal;

[0039] Figura 5b - ilustra o detalhe interno de entrada/saída do fluxo, o qual é localizado na parte inferior do cilindro do tipo horizontal;

[0040] Figura 6 - apresenta uma foto da HPU junto ao painel de controle;

[0041] Figura 7 - apresenta uma outra foto da HPU;

[0042] Figura 8 - apresenta uma foto da HPU conectada ao semi- reboque veicular correspondendo ao sistema apresentado pela Figura 1;

[0043] Figura 9 - apresenta uma foto do painel disposto na parte traseira do semi-reboque veicular;

[0044] Figura 10 - apresenta uma foto do semi-reboque veicular utilizando cilindro do tipo horizontal;

[0045] Figura 11 - apresenta uma outra foto do semi-reboque veicular utilizando cilindro do tipo horizontal;

[0046] Figura 12 - apresenta uma foto do semi-reboque veicular utilizando cilindro do tipo vertical;

[0047] Figura 13 - apresenta uma outra foto do semi-reboque veicular utilizando cilindro do tipo vertical.

Descrição Detalhada da Invenção

[0048] A invenção será agora descrita com referência às Figuras 1 a 13.

[0049] O sistema da NEOgás permite transportar GNC em alta pressão com segurança e baixo custo operacional, tendo sua tecnologia e seus respectivos componentes testados e aprovados por entidades reguladoras nacionais e internacionais.

[0050] O equipamento HPU (Unidade de Pressurização Hidráulica) é um módulo que deve ser conectado a um semi-reboque veicular de cilindros verticais e/ou a um semi-reboque veicular de cilindros horizontais e também conectado a rede elétrica trifásica, para em seguida abastecer o cliente. O módulo HPU apresenta uma vazão mínima de 1.200 m3/h, com um consumo específico de energia próximo a 0,025 Kwh/m3.

[0051] A HPU possui alta confiabilidade em segurança pois é composto por válvulas de segurança, pressostato, transmissor de pressão, emergência manual, válvulas de fechamento manual, sistema elétrico total a prova de explosão conforme as normas de segurança estabelecidas, sensores de segurança, bóias de nível de segurança e alarmes via PLC. Os blocos e manifolds são também projetados para receber um tratamento de bicromatização para evitar corrosão e conseqüentemente a troca dos mesmos. O processo de bicromatização produz uma película anti-corrosiva de cromatos estáveis em superfícies de alumínio e suas ligas. A película da bicromatização não é passível de corrosão pelo ambiente e mantém inalterado a condutividade elétrica natural do alumínio ou aço.

[0052] O equipamento tem capacidade de transferência de 95% do gás da carreta para os postos de abastecimento, através de uma tecnologia exclusiva da NEOgás, mantendo uma vazão constante e pressão de 220 bar e, possui um painel de controle eletro-eletrônico totalmente automatizado.

[0053] A Figura 1 apresenta o esquema de funcionamento da HPU conectada ao semi-reboque veicular de gás natural. Como pode ser observado, a HPU é formada por um reservatório de fluido hidráulico 6, uma moto-bomba 1,12,13, um bloco manifold de envio 16, um bloco manifold de controle 19, um sensor de controle de pressão 58 e um painel de controle eletro-eletrônico totalmente automatizado.

[0054] O fluido hidráulico usado apresenta uma formação química especial que faz com que quando esteja em contato com o gás natural não ocorra qualquer mistura entre os dois produtos.

[0055] A HPU é conectada a um semi-reboque veicular de GNC, que é composto por vários módulos de cilindros, sendo que cada módulo de cilindros pode ser formado por conjuntos de cilindros verticais agrupados entre si ou por um único cilindro horizontal. Cada módulo apresenta uma extremidade de entrada 62 e uma extremidade de saída 61, sendo que na extremidade de saída 61 é conectado um conjunto de válvulas composto por: uma válvula de alívio de pressão 40, uma válvula de esfera manual 42, um manómetro 41 indicador de pressão e uma válvula de esfera atuada 43. Na extremidade de entrada 62 é conectado um conjunto de válvulas formado por: uma válvula de esfera manual 38, um manómetro 37 indicador de pressão, e duas válvulas de esfera atuada 35, 36. Sendo que, as conexões a montante da válvula de esfera atuada são interligadas a uma linha de envio 52 e a outra na linha de retorno 53. As conexões a jusante das válvulas de esfera atuada são interligadas em paralelo entre si e em série com a extremidade de entrada do cilindro. Assim ocorre respectivamente com cada módulo que compor o semi-reboque veicular de GNC. O semi-reboque veicular é carregado com GNC em outro local. Após o carregamento com GNC, o transporte é realizado pelo semi-reboque veicular até o posto de abastecimento de gás natural, onde se encontra instalada a HPU. O semi- reboque veicular de GNC é conectado a HPU através de três mangueiras que são fixadas na HPU, sendo uma para a linha de envio 57, uma para a linha de retorno 56 e uma para a linha de gás natural 55.

[0056] Quando o botão de inicio do painel de controle é ativado, a HPU inicia a descarga do gás natural do módulo 59 de GNC do semi-reboque veicular de GNC. O painel de controle eletro-eletrônico envia um sinal para a válvula de esfera atuada 43 encontrada na extremidade de saída do módulo 59, ao mesmo tempo que aciona a moto-bomba 13 e abre a válvula de esfera atuada 35 encontrada na extremidade de entrada do módulo 59. Neste momento a bomba está em repouso e através da válvula de excesso de fluxo 3 envia óleo para o tanque. Conforme o gás natural do módulo 59 vai sendo retirado, a pressão do gás natural diminui proporcionalmente ao volume de gás retirado. O sensor de pressão 58 identifica a queda da pressão do gás natural, e quando esta for igual ou menor a 220 Bar, o sensor de pressão 58 envia um sinal elétrico para o painel de controle, que por sua vez envia um sinal para a moto-bomba 13, a qual estava no estado de repouso passando agora para o estado de funcionamento.

[0057] A moto-bomba 13 succiona o fluido hidráulico encontrado no reservatório 6, fazendo este passar pela válvula de esfera manual 10 e pelo filtro de partículas 11 chegando a bomba 1. A bomba 1 envia o fluido hidráulico para o bloco de envio 16, onde este por sua vez regula a pressão do fluído em 220Bar através da válvula de fluxo 3 e da válvula de controle 5. O fluído hidráulico com pressão controlada em 220Bar é enviado do bloco de envio 16 através da linha de envio 26 e da mangueira de envio 57 para a linha de envio 52 do semi-reboque veicular. O fluido hidráulico passa pela válvula de esfera atuada 35 chegando ao módulo 59, expulsando o gás natural do módulo 59 através da extremidade de saída do mesmo.

[0058] Quando o volume de fluido hidráulico atingir 95% da capacidade de volume hidráulico do módulo 59, a régua de nível 7 do reservatório de fluído hidráulico 6 envia um sinal eletrônico para o painel de controle, este por sua vez envia sinais para a moto-bomba 13 que sai do estado de funcionamento para o estado de repouso pela válvula de fluxo 3, envia um sinal para a válvula de esfera atuada 43, a qual estava aberta passando agora a ser fechada e, envia um sinal para a válvula 36 que estava fechada para que esta seja aberta.

[0059] O residual de 5% da capacidade de volume hidráulico do módulo 59 tende a expandir, fazendo com que o fluido hidráulico que havia sido enviado para o módulo 59, retome para o reservatório 6 passando pela válvula 36 através da linha de retomo 53 da mangueira 56 e da linha de retomo da HPU 29, chegando ao bloco manifold de retomo 19, onde a velocidade do fluído hidráulico é amortizada na válvula de cartucho 30 e controlada pela válvula de controle 17 chegando ao reservatório.

[0060] Quando o sensor capacitivo 63 ou o sensor foto-elétrico 64 identifica a presença de gás na linha de retorno 29, este envia um sinal elétrico para o painel de controle, o qual enviará um sinal elétrico para a válvula de esfera atuada que se encontrava aberta e que irá fechar, desta forma encerrando o retomo do fluido hidráulico para o reservatório 6.

[0061] No momento que inicia o processo de retomo do módulo 59, o painel de controle já inicia a descarga do gás natural do módulo 60 (início de um novo ciclo). A quantidade de módulos depende apenas do volume de gás que necessita ser transportada e obedecendo as normas que abrangem a fabricação do semi-reboque veicular. O gás natural quando retirado dos módulos através da linha de gás 54 e da mangueira 55 chega a linha de gás 32 da HPU, por onde passa por uma válvula de esfera 31 e por um decantador 30 de fluido hidráulico e a seguir por um filtro de partículas, por uma válvula de esfera 34 e por último pela linha de GNV.

[0062] A Figura 2 apresenta o diagrama hidráulico da HPU, a qual é composta por um reservatório de fluido hidráulico 6, uma moto-bomba 13, um bloco manifold de envio 16, um bloco manifold de retomo 19, um sensor de controle de pressão 58 e válvulas de controle 3, 4, 5, 14, 17, 20, um cilindro decantador 30 e um filtro de partículas 11.

[0063] O bloco manifold de envio 16 é composto pelas válvulas 4, 5, 14, 17, 20, um sensor de pressão 58, uma válvula de excesso de fluxo 3 e restritores 21.

[0064] O bloco manifold de retorno 19 é composto pelas válvulas 5, 17, 18, 23, restritores 22, redutores de fluxo 20, sensor de controle capacitivo 63 e sensores de controle foto-elétrico 64.

[0065] A Figura 3 apresenta um diagrama de fluxo de gás e de fluido hidráulico de um semi-reboque veicular. O semi-reboque veicular é formado por: módulos de armazenagem de gás 59, 60, uma linha de envio de fluído 52, uma linha de retorno de fluido 53 e uma linha de carga/descarga 54 de GNC.

[0066] Na Figura 3 pode ser observado que cada módulo é composto por um conjunto de cilindros de capacidade volumétrica igual. Cada cilindro apresenta na sua extremidade de entrada e de saída, uma adaptação especial que será descrita em maiores detalhes nas Figuras 4a, 4b, 5a, 5b.

[0067] Na extremidade de saída do módulo, os cilindros são interligados entre si gerando a extremidade de saída 61, que por sua vez está conectada a uma válvula de alívio de pressão 40, a uma válvula de esfera manual 42, um manómetro de pressão 41 e a uma válvula de esfera atuada 43. Na extremidade de entrada, os cilindros são interligados ente si formando a linha de entrada 62, a qual é ligada a uma válvula de esfera manual 38 e, após esta são interligados um manómetro de pressão 37 e duas válvulas de esfera atuada 35, 36, onde a válvula de esfera atuada 35 é interligada na outra extremidade à linha de envio 52 e a válvula de esfera atuada 36 é interligada na outra extremidade à linha de retorno 53.

[0068] As Figuras 4a e 4b são ilustrações de uma adaptação reta para uso em cilindros verticais, sendo que a Figura 4a mostra o detalhe interno de entrada do gás, o qual é localizado na parte superior do cilindro do tipo vertical e a Figura 4b mostra o detalhe interno de entrada/saída do fluxo, o qual é localizado na parte inferior do cilindro do tipo vertical. A adaptação 39 consiste em uma conexão resinada com dimensões especiais, que fazem com que o óleo entre no cilindro de forma homogênea evitando rajadas de óleo na parte interna do cilindro.

[0069] As Figuras 5a e 5b são ilustrações de uma adaptação curva para uso em cilindros horizontais, sendo que a Figura 5a mostra o detalhe interno de entrada do gás, o qual é localizado na parte superior do cilindro do tipo e a Figura 5b mostra o detalhe interno de entrada/saída do fluxo, o qual é localizado na parte inferior do cilindro do tipo. A adaptação 1 consiste em um tubo curvo 1, com raio determinado de acordo com o raio de curvatura da extremidade de saída do cilindro. A função deste é aumentar a eficiência de fornecimento de GNC e evitar que a linha de recebimento de gás receba fluído hidráulico. A Figura 5b também consiste de um tubo curvo 1, com raio determinado de acordo com o raio de curvatura da extremidade de saída do cilindro. A sua função é fazer com que o óleo entre no cilindro de forma homogênea evitando rajadas de óleo na parte interna do cilindro.

[0070] As Figuras 6 a 13 são fotos ilustrativas dos objetos da invenção, e tem como objetivo ilustrar o real objeto da invenção.

[0071] É observado que a presente invenção não está limitada ao descrito acima, mas pode ser modificada de acordo com o conceito inventivo e o escopo definido pelas reivindicações.

Claims

1. Sistema de pressurização hidráulica compreendendo: - equipamento ou unidade de pressurização hidráulica (HPU); e - semi-reboque veicular de GNC, onde o dito equipamento ou unidade de pressurização hidráulica (HPU) é dotado de: - um reservatório de fluido hidráulico (6) conectado a uma moto- bomba (1, 12, 13) e a um bloco manifold de envio (16) que é composto pelas válvulas de controle de pressão (4, 5, 14, 17, 20), um sensor de pressão (58), uma válvula de excesso de fluxo (3) e restritores (21); - bloco manifold de envio (16) conectado ao bloco manifold de retorno (19) que é composto pelas válvulas de controle de pressão (5, 17, 18, 23), os restritores (22), os redutores de fluxo (20), o sensor de controle capacitivo (63) e os sensores de controle fotoelétrico (64), um sensor de controle de pressão (58) e válvulas de controle de pressão (3, 4, 5, 14, 17, 20); e onde o dito semi-reboque veicular de GNC é dotado de: - módulos de cilindro (59, 60); e - dito equipamento (HPU), que é conectado ao painel de controle e a uma rede elétrica trifásica e ao dito semi-reboque através das mangueiras: - de linha de envio (57); - de linha de retomo (56), e - de linha de gás natural (55); em que o dito equipamento ou unidade de pressurização hidráulica (HPU) compreende: a) bloco manifold de retorno (19) conectado a um cilindro decantador (30) e este a um filtro de partículas (11); b) um painel de controle eletro-eletrônico automatizado; e o dito semi-reboque é CARACTERIZADO por compreender c) módulos de cilindro (59, 60), sem pistão interno, que apresentam: uma extremidade de entrada (62) e uma extremidade de saída (61), sendo que na extremidade de saída (61) é conectado um conjunto de válvulas composto por uma válvula de alívio de pressão (40), uma válvula de esfera manual (42), um manómetro (41) indicador de pressão e uma válvula de esfera atuada (43); na extremidade de entrada (62) é conectado um conjunto de válvulas compreendendo uma válvula de esfera manual (38), um manómetro (37) indicador de pressão, e duas válvulas de esfera atuada (35, 36), sendo que, as conexões a montante da válvula de esfera atuada são interligadas a uma linha de envio (52) e a outra na linha de retorno (53), e as conexões a jusante das válvulas de esfera atuada são interligadas em paralelo entre si e em série com a extremidade de entrada (62) do cilindro.

2. Sistema de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que cada módulo de cilindros (59, 60) pode ser formado por conjuntos de cilindros verticais agrupados entre si ou por um único cilindro horizontal (carreta de cilindro horizontal).

3. Sistema de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que cada módulo de cilindros deve ter capacidade volumétrica igual.

4. Equipamento unidade pressurização hidráulica (HPU) conforme definido na reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que apresenta uma vazão mínima de 1.200 m3/h, com um consumo específico de energia próximo a 0,025 Kwh/m3.

5. Semi-reboque veicular, conforme definido na reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que no módulo de cilindros (59), a extremidade de saída (61) é conectada a um conjunto de válvulas composto por: uma válvula de alívio de pressão (40), uma válvula de esfera manual (42), um manómetro (41) indicador de pressão e uma válvula de esfera atuada (43); na extremidade de entrada (62) é conectado um conjunto de válvulas formado por: uma válvula de esfera manual (38), um manómetro (37) indicador de pressão, e duas válvulas de esfera atuada (35, 36), sendo que, as conexões a montante da válvula de esfera atuada são interligadas a uma linha de envio (52) e a outra na linha de retorno (53); e as conexões a jusante das válvulas de esfera atuada são interligadas em paralelo entre si e em série com a extremidade de entrada (62) do cilindro.

6. Semi-reboque veicular de acordo com a reivindicação 5, CARACTERIZADO pelo fato de que cada módulo de cilindros (59, 60) pode ser formado por conjuntos de cilindros verticais agrupados entre si ou por um único cilindro horizontal (carreta de cilindro horizontal).

7. Semi-reboque veicular de acordo com a reivindicação 5, CARACTERIZADO pelo fato de que cada módulo de cilindros deve ter capacidade volumétrica igual.

8. Adaptação para cilindro do tipo vertical para uso no semi-reboque veicular, conforme definido na reivindicação 1, CARACTERIZADO por compreender: - na parte superior do cilindro, uma adaptação usinada reta (39) que permite a entrada de gás; - na parte inferior do cilindro, uma adaptação usinada reta (39) que permite a entrada e a saída do fluxo de óleo.

9. Adaptação para cilindro do tipo horizontal (carreta de cilindro horizontal) para uso no semi-reboque veicular, conforme definido na reivindicação 1, CARACTERIZADO por compreender: - na parte frontal do cilindro, um tubo curvo (70) que permite a entrada de gás; - na parte traseira do cilindro, um tubo curvo (71) que permite a entrada e a saída do fluxo de óleo.

10. Adaptação para cilindro do tipo horizontal de acordo com a reivindicação 9, CARACTERIZADO pelo fato de que o raio do tubo é determinado de acordo com o raio de curvatura da extremidade de saída do cilindro.