BRPI0707952A2 - módulo de lubrificação integrada para compressores - Google Patents

Abstract

MóDULO DE LUBRIFICAçãO INTEGRADA PARA COMPRESSORES. De acordo com certas modalidades, a presente invenção fornece um acesso modular para um acondicionamento de lubrificação. Certos componentes tais como o filtro e o resfriador são diretamente conectados a um bloco que tem conexões para aceitá-los e portão interno para estabelecer os percursos de fluxo apropriados para circulação, resfriamento e filtração do lubrificante circulante. O bloco pode aceitar um ou mais resfriadores e um ou mais filtros. A válvula de isolamento para equipamento redundante pode também ser integrada no bloco. Muitas conexões que têm sido usadas em desenhos passados para rede de tubulação são integradas no bloco. O bloco pode também ser montado próximo ao reservatório enquanto uma bomba submersível adicionalmente economiza espaço e conexões de tubulação. Na verdade, ter a habilidade para manter o equipamento mecânico (por exemplo, remover e substituir filtros e resfriadores) sem paralisação, possibilita fluxo contínuo do processo, que elimina a programação da cidade, perda de produto e/ou cópia de segurança redundante, todos os quais entram em um custo considerável.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "MÓDULO DELUBRIFICAÇÃO INTEGRADA PARA COMPRESSORES".

ANTECEDENTES

O campo dessa invenção é de compressores acondicionadoscom sistemas de lubrificação que tipicamente incluem um reservatório delubrificante, equipamento de circulação, equipamento de resfriamento, equi-pamento de filtração e controles associados, por exemplo.

Tipicamente, os compressores são embalados em uma ou maiscalços para reduzir o tempo de instalação no campo. Uma montagem típicapara um acondicionamento de compressor centrífugo de múltiplos estágiosincluirá os compressores e os inter-resfriadores para o gás comprimido, umsistema de lubrificação para os compressores, bem como um sistema deacionamento e caixa de engrenagem associados para acionar os vários es-tágios, por exemplo. Essas montagens podem também caracterizar equipa-mento redundante de modo que a manutenção possa acontecer com o com-pressor funcionando. Por exemplo, no sistema de lubrificação podem existirduas bombas de circulação, resfriadores, filtros e controles associados.Mesmo que pré-acondicionado pelo fabricante de equipamento original, osistema de lubrificação tem literalmente centenas de conexões para comple-tar a tubulação de líquido refrigerante e a instrumentação associada e cone-xões de controle. À parte da emissão meramente do número de conexões naquestão de quanto espaço é ocupado por vários componentes. Freqüente-mente, por causa das exigências de expedição para locais remotos, são fa-tores, o tamanho físico e pegada de toda a embalagem e seus componen-tes. Além disso, tais preocupações surgem não somente durante o transpor-te, mas também por causa de sujeições de espaço no destino final. Este éparticularmente o caso em um ambiente de armação offshore.

Têm sido feitos avanços na economia de espaço. A Figura 1 i-Iustra um desenho anterior mostrando um tanque de óleo 10 e duas conchase resfriadores de tubo de óleo 12 e 14 e uma bomba de óleo. Justo a tubula-ção de interconexão é mostrada nessa vista. Enquanto algum espaço temsido economizado em módulos mais recentes através da substituição daconcha e dos resfriadores do tubo com desenhos em placa de bronze queocupam consideravelmente menos volume, o número de conexões não foimarcadamente reduzido, e existem oportunidades para economizar espaçoe reduzir o número de conexões.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

De acordo com certas modalidades, a presente invenção destinatais emissões e, como aqueles versados na técnica apreciarão, fornece so-luções para rápida montagem com menos conexões enquanto acondicionaos componentes em um volume ocupado menor. Essas características serãoprontamente entendidas através de uma revisão da descrição de modalida-des exemplares e dos desenhos que as ilustram, bem como através da revi-são das reivindicações associadas que definem vários aspectos da invenção.

A título de exemplo, a presente invenção fornece um acessomodular para um acondicionamento de lubrificação. Certos componentestais como o filtro e o resfriador são diretamente conectados a um bloco quetem conexões para aceitá-los e portão interno para estabelecer os percursosde fluxo apropriados para circulação, resfriamento e filtração do lubrificantecirculante. O bloco pode aceitar um ou mais resfriadores e um ou mais fil-tros. A válvula de isolamento para equipamento redundante pode tambémser integrada no bloco. Muitas conexões que têm sido usadas em desenhospassados para rede de tubulação são integradas no bloco. O bloco podetambém ser montado próximo ao reservatório enquanto uma bomba sub-mersível adicionalmente economiza espaço e conexões de tubulação.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

Essas e outras características, aspectos e vantagens da presen-te invenção tornar-se-ão mais bem-entendidas quando a seguinte descriçãodetalhada for lida com referência aos desenhos em anexo em que caracte-res similares representam partes similares através dos desenhos, em que:

A Figura 1 é uma vista plana de um sistema de circulação delubrificante da técnica anterior mostrando as conexões miríades e o espaçoocupado;

A Figura 2 mostra um bloco exemplar da presente invenção u-sado com resfriadores e filtros em série, de acordo com uma modalidade dapresente invenção;

A Figura 3 mostra um bloco exemplar da presente invenção comum resfriador e filtro únicos, de acordo com uma modalidade da presenteinvenção;

A Figura 4 mostra um bloco exemplar da presente invenção comum resfriador único e filtros duplos, de acordo com uma modalidade da pre-sente invenção;

A Figura 5 mostra o bloco da Figura 2 montado a um tanque delubrificante tendo uma bomba submersível dentro e suportada de uma placacomum como o bloco; e

A Figura 6 ilustra uma vista transparente de um bloco exemplarpara receber vários componentes, de acordo com uma modalidade da pre-sente invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA

Tornando à Figura 2, essa figura ilustra um bloco exemplar 20que foi apropriadamente produzido para incluir passagens internas para a-dequadamente levar o lubrificante ou o refrigerante através dele e na ordemapropriada aos componentes conectados. Existem dois filtros 22 e 24 quesão diretamente montados ao bloco com uma gaxeta (não-mostrada) quepode estar no filtro ou no bloco. O método de montagem, por exemplo, podeser um efeito na técnica onde o bloco caracteriza um bocal rosqueado emque os filtros 22 ou 24 giram. Fazendo a montagem do filtro dessa forma, atubulação de interconexão que é usada para conectar os filtros aos outroscomponentes no acondicionamento de lubrificação será eliminada. Uma vál-vula que isola um filtro e alinha o outro, preferivelmente com uma volta de 90graus de um manipulo 26 se estendendo de válvulas de múltiplas portas(não-mostrado) pode ser usada para bloquear uma entrada e saída para umfiltro, tal como 22, então pode ser tirada do bloco 20 enquanto o sobressa-lente 24 é posto em serviço. Com alinhamento apropriado de válvulas demúltiplas portas no bloco 20, uma rotação de 90 graus, por exemplo, poderapidamente comutar o fluxo entre os filtros sem tubulação externa para obloco 20.

Os résfriadores 27 θ 28 são fluxos montados no bloco 20. A Fi-gura 3 mostra como eles podem ser conectados rapidamente. Aqui um res-friador 30 tem quatro ressaltos que se estendem 32, 34, 36 e 38. Cada res-salto tem uma gaxeta de aro (não-mostrado) na sua face orientada de ma-neira para cima para último contato com uma superfície de vedação em re-cesso (não-mostrado) no bloco 40. Um ressalto típico tal como 38 pode terum recesso ou um plano 42 de modo que quando o resfriador 30 é comple-tamente avançado no bloco 40 a barra de retenção 44 pode ser avançadapara engatar o recesso ou plano 42 para prender o resfriador 30 com segu-rança no bloco 40. Aqueles versados na técnica apreciarão que existem ma-neiras alternativas para segurar o resfriador 30 ao bloco 40. Esta caracterís-tica única é que eles deslizam juntos sem tubulação de interconexão. Estaforma em que elas encaixam rápido, ocupa menos espaço e fornece menosjuntas para vazamento potencial.

Com referência de volta à Figura 2, quando existem múltiplosresfriadores 27 e 28, manípulos 46 e 48 podem com um cruzado em quatrooperar válvulas em série respectivamente no lado do óleo e no lado do refri-gerante dos resfriadores 27 e 28 para colocar tanto um quanto o outro emserviço e permitir que outros uns sejam fisicamente removidos com Iubrifi-cante e refrigerante ainda em circulação, por exemplo. Aqui outra vez a val-vulação entre os resfriadores é interna ao bloco e é simples de operar paraconversão e envolve menos espaço e menos conexões do que os projetosembalados no passado.

Uma outra característica é a incorporação do bloco térmico 50no bloco 20. Aqui outra vez não existe uma tubulação externa ao bloco 20para segurar o bloco térmico 50 que serve como um controle de temperaturado lubrificante com um desvio interno do resfriador particular que está emserviço feito internamente dentro do bloco 20.

Adicionalmente, o escape de pressão pode também ser incorpo-rado no resfriador que permite que a pressão na descarga da bomba 52 en-tre em uma passagem levando ao depósito 54, ambos mostrados na Figura5. O que pode entrar no bloco 20 é uma válvula de escape 56 que pode terportas de entrada e de saída alinhadas com portas apropriadas no bloco 20de modo que nenhuma tubulação interna é exigida para o circuito de escape.

Na extremidade, como mostrado na Figura 2, existe simples-mente a necessidade de serem quatro conexões feitas no campo para o re-frigerante entrar e sair, que são conexões 58 e 60 e duas outras para o lubri-ficante, somente uma 62 estando visível na Figura 2.

A Figura 3 é simplesmente uma variação da Figura 2 usando 1filtro 64 e um resfriador 30. Usar este Ieiaute requer a paralisação do equi-pamento para á manutenção. Os outros conceitos da Figura 2 reportam àFigura 3. O projeto da Figura 4 realmente mostra as quatro conexões para oresfriador e o lubrificante e os filtros em série 66 e 68. Neste projeto umamudança no filtro pode ser feita no vôo, mas a manutenção do resfriador 70irá exigir que o equipamento seja paralisado.

A Figura 5 mostra a variação da Figura 2 montada sobre umaplaca de suporte 72 que está segurada ao depósito 54 no painel em declive74 com um fundo geralmente chato 73 que define sua pegada. Um elementode suporte 76 se estende da placa 72 para o depósito 54 para suportar abomba submersível 52. Ter a bomba 52 dentro do depósito 54 economizaespaço como faz o painel em declive 74 que faz uma área para o equipa-mento descrito na Figura 2. Por causa do painel em declive 74 o equipamen-to tal como os resfriadores 75 e 77 ou filtros 79 e 81 não projetam a pegada73. Adicionalmente, a tubulação de entrada para a bomba 52 é eliminada etoda a montagem é de fácil manutenção uma vez que toda ela sai em umapeça depois das conexões, três de quatro serem mostradas.

Tornando à Figura 6, essa figura ilustra algumas das passagensinternas 90 de um bloco 20 exemplar. Como ilustrado, os filtros 22 (vide Fi-gura 2) podem ser segurados à porção de recepção do filtro 92 do bloco, emcujo ponto os filtros 22 serão acoplados às passagens internas 90 do bloco20. Por conseguinte, essas passagens facilitam a montagem modularizadada unidade sem a necessidade por montagens de tubulação de difícil mane-jo. Na verdade, com a rede de sondagem da montagem definida pelas pas-sagens internas 90 do bloco 20, partes podem ser removidas mais facilmen-te e substituídas quando avariadas. Além do mais, os componentes, taiscomo o resfriador 27 (vide Figura 2), podem ser removidos de um bloco 20 ecolocados em um outro bloco, já que os componentes são modularizados.

Aqueles versados na técnica podem ver que a presente inven-ção possibilita que seja economizado espaço quando embalando componen-tes particularmente quando um equipamento redundante é exigido. Emboraum sistema de Iubrificação para o equipamento de rotação seja ilustrado,outros sistemas podem se beneficiar do conceito modular ilustrado. Usandoo bloco e ligando o equipamento como descrito não somente economiza es-paço, mas reduz o número de conexões e facilita uma rápida montagem docalço no campo para ligação do processo ou conexões de utilidade. Outravez, o conceito do bloco é particularmente adequado às embalagens de e-quipamento que são remotamente montadas de onde a unidade é ultima-mente operada. Enquanto a modalidade certa envolve uma montagem delubrificação para um compressor centrífugo de múltiplos estágios, aquelesversados na técnica apreciarão que o conceito do bloco pode ser adaptadopara os sistemas de lubrificação para outros tipos de rotação, reciprocação emecânicos exigindo lubrificação. Alternativamente, o bloco pode ser integrala um calço do equipamento do processo distribuído para um local remoto epode permitir que uma variedade de equipamento do processo seja compac-tamente embalada enquanto minimiza conexões externas para o bloco em-bora simplificando a tubulação se não totalmente eliminando a tubulaçãoexterna entre os componentes. A diversão da valvulação entre peças redun-dantes do equipamento pode também ser configurada internamente para obloco com manípulos de extensão onde cada manipulo pode ser usado paragirar entrada e saída para uma peça do equipamento embora alinhando seuredundante em serviço. Em alguns casos isso pode ser feito com uma voltade 90 graus em um manipulo único para isolar o lubrificante ou refrigerantede um resfriador para outro. Também é possível reduzindo as operações deconversão entre os resfriadores para um manipulo único que pode operarválvulas tanto no lado do refrigerante quanto do processo de um trocador emum movimento único preferivelmente de 90 graus. Os filtros ou outros paresde equipamento redundante podem ser manipulados da mesma maneira.Como uma forma alternativa para comutar entre as peças redundantes doequipamento, podem ser usadas válvulas vaivém dentro de um bloco. Umpistão integrado pode ser montado ao bloco para mover uma válvula vaivémpara mudar o alinhamento entre as peças do equipamento redundante.

Com referência outra vez à Figura 5, a habilidade para suportartodo o equipamento em uma placa única 74 possibilita uma rápida instalaçãoe montagem ou quando uma manutenção é necessária o módulo inteiro po-de ser rapidamente desconectado e uma substituição instalada para obter avolta do sistema ao serviço. Por conseguinte, à parte das características deusar um bloco economizando espaço, a modularização dos componentesem uma base comum 72 facilita a montagem original ou subseqüente manu-tenção.

Deve ser adicionalmente percebido que a vantagem do conceitode bloco é que o equipamento do processo pode ser montado "diretamente"a ele. Neste contexto, montar diretamente significa que o equipamento é re-cebido pelo bloco em uma relação de vedação trazendo-os juntos sem a ne-cessidade para instalar tubulação ou encaixes intermediários. O equipamen-to do processo é limitado ou girado e no máximo fixadores são usados parasegurar os dois juntos. A necessidade por encaixes de tubulação é reduzidae o número de conexões é também reduzido bem como o volume ocupadopelo módulo que compreende o bloco e o equipamento do processo conec-tado a ele.

Embora a modalidade preferida tenha sido estabelecida acima,aqueles versados na técnica apreciarão que o escopo da invenção é signifi-cantemente mais amplo e conforme resumido nas reivindicações que apare-cem abaixo.

Outra vez, a descrição acima é ilustrativa de modalidades exem-plares, e muitas modificações podem ser feitas por aqueles versados na téc-nica sem se afastar da invenção cujo escopo é para ser determinado do es-copo literal e equivalente das reivindicações abaixo.

Claims (22)

1. Aparelho para montar um equipamento em um módulo, com-preendendo:um objeto sólido tridimensional tendo uma superfície externaadaptada para vedavelmente aceitar diretamente uma pluralidade de equi-pamento, o dito objeto formado tendo passagens aí, com pelo menos algu-ma da dita superfície externa, para comunicação fluida com o dito equipa-mento.

2. Aparelho de acordo com a reivindicação 1, em que:as ditas passagens compreendem pelo menos uma válvula.

3. Aparelho de acordo com a reivindicação 2, em que:as ditas superfícies externas são adaptadas para aceitar um e-quipamento redundante e a dita pelo menos uma válvula compreende umapluralidade de válvulas capaz de isolar um de pelo menos dois equipamen-tos redundantes e colocar um outro em comunicação fluida com as ditaspassagens.

4. Aparelho de acordo com a reivindicação 3, em que:a dita pluralidade de válvulas é operável por pelo menos um a-cionador montado à dita superfície externa do dito objeto.

5. Aparelho de acordo com a reivindicação 4, em que:pelo menos um dispositivo de controle é montado nas ditas pas-sagens com a habilidade para seletivamente desviar o fluxo nesse lugar.

6. Aparelho de acordo com a reivindicação 1, em que:o dito bloco é conectado a um depósito de lubrificante e compre-ende pelo menos um resfriador do lubrificante diretamente montado nele.

7. Aparelho de acordo com a reivindicação 6, em que:o dito bloco adicionalmente compreende pelo menos um filtro delubrificante diretamente montado nele.

8. Aparelho de acordo com a reivindicação 7, em que:o dito bloco adicionalmente compreende um bloco térmico paracontrolar a temperatura do lubrificante em circulação para desvio do dito res-friador através das ditas passagens nesse lugar.

9. Aparelho de acordo com a reivindicação 8, em que:o dito bloco adicionalmente compreende conexões para refrige-rante e lubrificante e válvulas operadas da dita superfície externa;o dito pelo menos um resfriador compreende uma pluralidade deresfriadores redundantes e as ditas válvulas colocam diferentes resfriadoresredundantes em comunicação fluida com as ditas passagens.

10. Aparelho de acordo com a reivindicação 9, em que:o dito pelo menos um filtro compreende uma pluralidade de fil-tros redundantes e as ditas válvulas colocam diferentes filtros redundantesem comunicação fluida com as ditas passagens.

11. Aparelho de acordo com a reivindicação 6, em que:o dito bloco é montado a uma base que é segurada ao dito de-pósito, a dita base suportando pelo menos uma bomba nela.

12. Aparelho de acordo com a reivindicação 11, em que:a dita bomba é submersível e montada ao lado oposto da ditabase como o dito bloco e dentro do dito depósito.

13. Aparelho de acordo com a reivindicação 11, em que:o dito depósito tem um fundo geralmente chato definindo umapegada e uma parede em declive para aceitar a dita base de modo que odito resfriador não projeta a dita pegada.

14. Sistema de lubrificação modular para um equipamento derotação ou de reciprocação, compreendendo:um depósito tendo uma abertura nele;uma base montada sobre a dita abertura e suportando o dito e-quipamento de circulação, de resfriamento e de filtração do lubrificante mon-tado nela.

15. Sistema de acordo com a reivindicação 14, em que:o dito equipamento de circulação é montado à dita base dentrodo dito depósito.

16. Aparelho de acordo com a reivindicação 14, em que:o dito depósito compreende um fundo geralmente chato definin-do sua pegada e uma dita abertura é disposta em uma parede em declive demodo que o dito equipamento refrigerante e de filtração de circulação nãoprojeta a dita pegada.

17. Aparelho como definido na reivindicação 14, compreendendo :um objeto sólido tridimensional tendo uma superfície externaadaptada para vedavelmente aceitar diretamente pelo menos um do ditoequipamento de circulação, de resfriamento e de filtração, o dito objetoformado tendo passagens nele, com pelo menos alguma se estendendopara a dita superfície externa, para comunicação fluida com o dito equipamento.

18. Aparelho de acordo com a reivindicação 17, em que:todo o dito equipamento de circulação, resfriamento e filtração édiretamente conectado ao dito objeto.

19. Aparelho de acordo com a reivindicação 18, em que:pelo menos um do dito equipamento de circulação, resfriamentoe filtração tem uma parte contrária redundante e as ditas passagens com-preendendo pelo menos uma válvula para permitir a conversão entre o equi-pamento redundante conectado às ditas passagens.

20. Aparelho de acordo com a reivindicação 19, compreendendo:a dita pelo menos uma válvula compreendendo uma pluralidadede válvulas nas ditas passagens que são operáveis da dita superfície exter-na para isolar passagens que levam para dentro e para fora de um do ditoequipamento de parte contrária redundante e abrir outras passagens paraentrada e saída para uma outra parte contrária.

21. Aparelho de acordo com a reivindicação 20, em que:as ditas válvulas compreendem pelo menos uma de 90 válvulasem esfera ou plugue ou uma válvula vaivém.

22. Sistema de lubrificação modular, compreendendo:um bloco tendo uma pluralidade de passagens se estendendointernamente através dele;pelo menos um filtro de óleo diretamente montado ao bloco cen-trai e em comunicação fluida com a pelo menos uma da pluralidade de pas-sagens; epelo menos uma montagem de resfriador diretamente montadaao bloco central e em comunicação fluida com pelo menos uma da pluralida-de de passagens.