BRPI1001344B1 - Equipamento para limpeza de elemento filtrante metálico tipo cesto com utilização de vapor - Google Patents

Abstract

equipamento para limpeza de elemento filtrante metálico tipo cesto com utilização de vapor. é descrito um equipamento (1) para limpeza de elemento filtrante (16) metálico tipo cesto, com utilização de vapor, compreendendo: um corpo cilíndrico (15), dotado de uma abertura superior a qual é fechada por uma tampa (12), internamente delimitando uma câmara (19); uma espiral tubular (2), disposta no interior da câmara (19), a qual é formada por um tubo metálico com desenvolvimento helicoidal cujas extremidades são fechadas por tampões (5), o comprimento de dita espiral tubular (2) apresentando uma pluralidade de furos (3) voltados para o volume interno a dita espiral tubular (2); uma pluralidade de bocais de entrada de vapor (4), cada bocal sendo disposto externamente ao corpo cilíndrico (15) e se comunicando com o interior da espiral tubular (2) através de uma cânula (20); e um tubo de drenagem (9), o qual projeta-se a partir da base do corpo cilíndrico (15), comunicando a câmara interna (19) com o ambiente externo ao equipamento (1). o elemento filtrante (16) é colocado na região interna e delimitada pela espiral tubular, sendo a sua limpeza realizada pela ação do vapor sobre a sua malha, o que acarreta a fluidificação do óleo residual e escorrimento deste e das suas impurezas e/ou contaminantes.

Description

Equipamento para limpeza de elemento filtrante metálico tipo cesto com utilização de vapor.

A presente invenção se refere a um equipamento para a limpeza de um elemento filtrante metálico tipo cesto. Em particular, a presente invenção se refere a um equipamento de limpeza para um elemento filtrante utilizado para a filtragem de óleo pesado, com aplicação de vapor a alta temperatura e pressão.

De acordo com o estado da arte, alguns sistemas de filtragem empregam um filtro tipo cesto, mormente utilizado em situações em que os grãos de impurezas são grandes e as exigências são altas. Os filtros tipo cesto são basicamente utilizados para a proteção de equipamentos como: bombas, medidores de vazão, bicos spray, sistemas de refrigeração e outros. Esta linha de filtros atende aos mais diversos tipos de plantas industriais, tais como química, petroquímica, farmacêutica, alimentícia, hidrelétricas, termelétricas, papel e celulose, etc.

O fluido, ao passar pelo elemento filtrante tipo cesto, vai deixando as impurezas no interior do mesmo, pelo que este deve ser periodicamente retirado para a sua limpeza. Em algumas situações, o filtro é equipado com um sensor de pressão diferencial que indica o momento correto de se fazer a limpeza do cesto.

Atualmente, a limpeza dos elementos filtrantes de óleo, nas indústrias de diversos segmentos, emprega solventes que, quando em contato com o fluido, reagem quimicamente diluindo as partículas de resíduos que obstruem a malha do elemento filtrante tipo cesto. A despeito do seu amplo uso, tal procedimento onera o custo operacional, expõem o operador a riscos e possibilita uma possível contaminação ambiental.

O documento GB 1.230.833 descreve um sistema para a limpeza de elementos de filtro, o qual é inserido em uma câmara que é então preenchida com água e pressurizada com ar. A limpeza do elemento filtrante ocorre com a abertura rápida do dreno da câmara, pelo que as impurezas são removidas juntamente com o fluxo de água. Contudo, um tal sistema não se adapta ao uso de elementos filtrantes destinados a filtragem de óleos.

O documento GB 1.245.439 descreve um sistema para a limpeza e desinfecção de elementos filtrantes tipo disco através da aspersão de jatos de água, vapor ou desinfetante, sendo que os bicos são submetidos a um movimento oscilatório longitudinal e rotatório de modo a promover a limpeza do filtro. Para tanto, o equipamento descrito compreende um mecanismo complexo para mover o bico aspersor. Da mesma forma, tais elementos filtrantes não se adaptam a filtragem de óleos.

Por fim, o documento DE 103.49.842 descreve um sistema destinado a uma aplicação específica na qual um filtro de óleo cilíndrico é inicialmente submetido a uma limpeza bruta através de jatos de aguar quente ou de vapor

2/6 pressurizados aplicados inicialmente do lado de fora e então no lado de dentro do filtro. A seguir o filtro é mergulhado em um banho químico sendo neste submetido a um tratamento ultrassônico para a sua limpeza final. A despeito de não ser citada a sua finalidade, pode-se inferir que o filtro em questão é destinado ao uso nas indústrias alimentícias ou farmacêutica, em vista do rigor na realização da limpeza deste filtro.

Desta forma, constitui um escopo da presente invenção um equipamento destinado à limpeza de elementos filtrantes, em particular voltados a filtragem de óleos combustíveis, lubrificantes e similares, o qual realize a limpeza de forma rápida e segura, sem o uso de agentes prejudiciais ao meio ambiente bem como aos operadores de dito equipamento.

Para tanto, a presente invenção descreve um equipamento para limpeza de elemento filtrante metálico tipo cesto, com utilização de vapor, compreendendo: um corpo cilíndrico, dotado de uma abertura superior a qual é fechada por uma tampa, internamente delimitando uma câmara; uma espiral tubular, disposta no interior da câmara, a qual é formada por um tubo metálico com desenvolvimento helicoidal cujas extremidades são fechadas por tampões, o comprimento de dita espiral tubular apresentando uma pluralidade de furos voltados para o volume interno a dita espiral tubular; uma pluralidade de bocais de entrada de vapor, cada bocal sendo disposto externamente ao corpo cilíndrico e se comunicando com o interior da espiral tubular através de uma cânula; um tubo de drenagem, o qual projeta-se a partir da base do corpo cilíndrico, comunicando a câmara interna com o ambiente externo ao equipamento. Além disto, o corpo cilíndrico é envolvido por um revestimento externo de material isolante térmico, e dito revestimento externo é envolvido por um revestimento em chapa de alumínio. A tampa é unida ao corpo cilíndrico através de travas de segurança. O elemento filtrante, na posição operacional de limpeza, é disposto de forma a permanecer totalmente envolvido pela espiral tubular, bem como de forma que a espiral tubular projete-se para além das extremidades inferior e superior do elemento filtrante. O equipamento inclui ainda um batente interno, com a forma de um disco centralmente vazado e destinado a sustentar o elemento filtrante na posição operacional de limpeza; e uma placa desviadora, cuja porção inferior é direcionada contra a abertura interna do tubo de drenagem. A espiral tubular é fixada no corpo cilíndrico através de um par de fixações, cada uma das quais sendo disposta nas extremidades superior e inferior da espiral tubular. Alternativamente, o dreno é dotado de uma válvula ou registro de controle de abertura e o aquecimento do elemento filtrante é realizado por uma resistência elétrica com formato similar ao da espiral tubular.

O objeto da presente invenção será melhor compreendido à luz da descrição detalhada que segue, trazida a título ilustrativo e não limitative da invenção, a qual é feita com referência as figuras em anexo, nas quais:

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- A figura 1 é uma vista em secção transversal de uma forma de realização do equipamento, de acordo com a presente invenção;

A figura 2 é uma vista em elevação superior do equipamento da figura 1; e

A figura 3 é uma vista em elevação lateral de um elemento filtrante sustentado por uma alça de transporte.

De acordo com as ilustrações, o equipamento 1 de limpeza (figura 1) apresenta uma forma basicamente cilíndrica sustentada por pés 18 de modo a manter-se elevado em relação ao plano de apoio. A conformação cilíndrica do equipamento 1 é dada por meio de um corpo cilíndrico 15, metálico, o qual delimita uma câmara interna 19, superiormente fechada por uma tampa 12. As dimensões do corpo cilíndrico 15 e da sua tampa 12 são tais que possibilitam a recepção do elemento filtrante 16 (figura 3) no seu interior, e portanto podem variar amplamente em função das dimensões de dito elemento filtrante 16 a ser limpo.

Mais em particular, o corpo cilíndrico 15 externamente apresenta um revestimento externo 10 de material isolante térmico, o qual garante estabilidade do aquecimento interno evitando assim a perda de energia térmica e prevenindo o contato direto do meio externo com o corpo cilíndrico 15, e portanto com a câmara interna 19 aquecida, desta forma evitando acidentes com queimaduras. Externamente ao revestimento externo 10 é previsto um revestimento de alumínio 11, o qual tem a função de proteger o isolamento térmico e garantir o acabamento do equipamento.

Como dito, corpo cilíndrico 15, juntamente com a tampa 12, definem uma câmara interna 19, no interior da qual é disposta a espiral tubular 2 que tem como objetivo conduzir o vapor pressurizado e aquecido contra a malha do elemento filtrante 16. A dita espiral tubular é basicamente composta por um tubo metálico com desenvolvimento helicoidal, tubo este apresentando as suas extremidades fechadas por tampões 5. Dita espiral tubular 2 apresenta ainda uma série de furos direcionados contra a posição operacional do elemento filtrante 16 (apresentada em linhas pontilhadas na figura 1), a fim de que o vapor liberado por ditos furos, os quais têm a função de bicos injetores, seja aspergido na forma de jatos de vapor contra a parede do elemento filtrante

16.

Ainda mais, a alimentação do vapor no interior da espiral tubular 2 é feita por meio de uma ou mais cânulas 20 (quatro ao todo, na figura 1), as quais ligam o interior de dita espiral tubular 2 com bocais de entrada do vapor 4, e que, portanto, têm função tanto de alimentação quanto de sustentação da espiral tubular 2. Por fim, a dita espiral tubular 2 apresenta ainda um par de fixações 7, cada uma das quais disposta nas extremidades superior e inferior da espiral tubular 2 e destinadas a evitar as vibrações internas, bem como evitando o golpe de aríete proporcionado pelo

4/6 atrito das moléculas do vapor pressurizado contra a parede da espiral.

A concepção da espiral tubular 2, ou seja, fechada nas extremidades, dotadas de furos 3 ao longo do seu corpo e apresentando alimentação do vapor em diversos pontos, permite a equalização do vapor pressurizado, o que garante a distribuição do vapor através dos furos 3 com a mesma intensidade.

A câmara interna 19 ainda apresenta um batente interno 6, com a forma de um disco centralmente vazado e destinado a sustentar o elemento filtrante 16 na posição operacional de limpeza. A altura do batente, em relação ao fundo da câmara 19, é calculada em função da altura do elemento filtrante 16 de forma que este permaneça totalmente envolvido pela espiral tubular 2, bem como que a espiral tubular projete-se para além das extremidades inferior e superior do elemento filtrante 16, assim garantindo uma limpeza completa de toda a sua superfície.

A porção inferior da câmara 19 apresenta uma placa desviadora 8, inclinada em relação a base da câmara 19, a qual objetiva o desvio do condensado bem como dos resíduos derivados da limpeza, em direção ao tubo de drenagem 9. Por sua vez, o dito tubo de drenagem 9 é disposto na porção mais inferior da câmara interna 19 e se projeta para fora do corpo cilíndrico 15 direcionando a descarga dos resíduos gerados com a limpeza. Alternativamente, o dito tubo de drenagem 9 pode apresentar uma válvula manual de abertura/fechamento (não ilustrada), destinada a controlar a saída dos resíduos eliminados da malha do elemento filtrante 16 e/ou controlar a pressão interna na dita câmara 19, controlando o fluxo de saída do vapor.

Por fim, e como dito, a câmara interna 19 superiormente apresenta uma tampa 12 destinada a fechar o bocal de entrada superior a partir do qual o elemento filtrante 16 é inserido e alojado dentro do equipamento 1. O fechamento desta tampa é realizado por meio de travas de segurança 13 (figura 2), que nesta forma de realização estão em número de três, mas que pode variar em função das dimensões do equipamento 1.

Externamente, o equipamento 1 ainda apresenta um par de alças 14 destinadas a facilitar o transporte do mesmo, já que, devida a sua construção simples e leve, o mesmo pode ser transportado por uma pessoa até o local de uso, sem maiores problemas.

Alternativamente, o equipamento, objeto da presente invenção, pode ser dotado de instrumentos de medição e controle (não ilustrados), quais manômetro ou termômetro, de acordo com a necessidade de controle do processo.

Em relação ao uso, o equipamento 1 mostra-se bastante prático e versátil, além de realizar a operação de limpeza de forma mais rápida e eficiente em comparação com os dispositivos atualmente em uso na industria.

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Desta forma, o equipamento é inicialmente deslocado para o local de uso, e neste é pousado em uma superfície regular. A seguir engatam-se as mangueiras (não ilustradas) de alimentação do vapor nos respectivos bocais de entrada de vapor 4. A seguir, a tampa 12 é aberta e o elemento filtrante 16 é inserido, de cabeça para baixo, na câmara interna 19. Tal operação é facilitada através do uso de uma alça 17 a qual encaixa na base do elemento filtrante 16, assim permitindo que este seja colocado dentro do equipamento 1 com a sua boca para baixo e a sua base para cima, o que impede a permanência de resíduos no seu interior.

Finda a colocação do elemento filtrante 16 dentro do equipamento 1, a tampa 12 é recolocada em posição e as travas 13 são fechadas de modo a impedir qualquer movimento da tampa 12 ou o escape de vapor entre esta e o corpo cilíndrico 15. Em seguida é acionada a válvula de liberação do vapor aquecido. Sob pressão, o vapor circula no interior da espiral 2 e é projetado, através dos furos 3 dispostos ao longo do espiral 2, contra a malha do elemento filtrante 16. O elemento filtrante 16 ao receber o contato do vapor, se aquece pelo processo de convecção e condução, promovendo a diminuição da viscosidade do fluido impregnado na malha, contribuindo para o escoamento laminar do fluido em relação a malha. Ao desprender-se da malha, dito material residual cai na placa desviadora 8 e é direcionado para o tubo de drenagem. Além disto, o caminho percorrido pelo material impregnado na malha é acompanhado pelo próprio vapor aquecido, de forma que o fluxo de vapor assim também auxilia na eliminação mais rápida deste material (óleo residual e impurezas retidas no filtro).

De acordo com os testes realizados pelos inventores, o tempo médio de limpeza do elemento filtrante 16 tipo cesto, impregnado com óleo combustível 6A, é de cerca de quinze minutos. O tempo atualmente gasto para a limpeza deste mesmo filtro é de cerca de 2 duas horas quando se utiliza o óleo diesel como solvente.

O sistema de limpeza utiliza como mecanismo o aquecimento da malha filtrante do filtro tipo cesto por meio do vapor saturado superaquecido para diminuição da viscosidade do fluido impregnado.

Alternativamente, pode-se também utilizar qualquer mecanismo de aquecimento em substituição ao vapor saturado superaquecido, tais como: vapor seco superaquecido, resistência elétrica, desde que seja controlada a temperatura dentro da câmara para que não atinja a temperatura do ponto de fulgor do fluido do processo.

O dispositivo de limpeza pode ser utilizado para todos os tipos de óleo combustíveis pesados tais como: 1A, 2A, 3A, 4A, 5A, 6A e 7A produzidos pela Petrobrás ou outro distribuidor cujo óleo tem propriedade semelhante aos citados e

6/6 ter como característica principal a alta viscosidade.

O dispositivo de limpeza pode ser utilizado para outros fins, tais como limpeza de elemento filtrante tipo cesto cujo fluido seja, por exemplo, tinta, desde que adaptado para tal função.

O dispositivo de limpeza é exclusivo para o processo de limpeza do elemento filtrante metálico tipo cesto. Desaconselha-se utilizar tal invenção para qualquer outro tipo de elemento filtrante não metálico. Além disto, o equipamento da invenção também está igualmente apto a limpar elementos filtrantes de tipo manga, entre outros.

Claims (5)

Reivindicações

1. Equipamento (1) para limpeza de elemento filtrante (16) metálico tipo cesto, com utilização de vapor, caracterizado pelo fato de compreender:

um corpo cilíndrico (15), dotado de uma abertura superior a qual é fechada por uma tampa (12), internamente delimitando uma câmara (19);

- uma espiral tubular (2), disposta no interior da câmara (19), a qual é formada por um tubo metálico com desenvolvimento helicoidal cujas extremidades são fechadas por tampões (5), o comprimento de dita espiral tubular (2) apresentando uma pluralidade de furos (3) voltados para o volume interno a dita espiral tubular (2);

uma pluralidade de bocais de entrada de vapor (4), cada bocal sendo disposto externamente ao corpo cilíndrico (15) e se comunicando com o interior da espiral tubular (2) através de uma cânula (20);

um tubo de drenagem (9), o qual projeta-se a partir da base do corpo cilíndrico (15), comunicando a câmara interna (19) com o ambiente externo ao equipamento (1).

2. Equipamento, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o corpo cilíndrico é envolvido por um revestimento externo (10) de material isolante térmico.

3. Equipamento, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o revestimento externo (10) de material isolante térmico é envolvido por um revestimento (11) em chapa de alumínio.

4. Equipamento, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a tampa (12) é unida ao corpo cilíndrico (15) através de travas de segurança (13).

5. Equipamento, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o elemento filtrante (16), na posição operacional de limpeza, é disposto de forma a permanecer totalmente envolvido pela espiral tubular (2), bem como de forma que a espiral tubular projete-se para além das extremidades inferior e superior do elemento filtrante (16).

6. Equipamento, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de apresentar um batente interno (6), com a forma de um disco centralmente vazado e destinado a sustentar o elemento filtrante (16) na posição operacional de limpeza.

7. Equipamento, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender uma placa desviadora (8), cuja porção inferior é direcionada contra a abertura interna do tubo de drenagem (9).

8. Equipamento, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a espiral tubular (2) é fixada no corpo cilíndrico (15) através de um par de fixações (7) cada uma das quais sendo disposta nas extremidades

HI superior e inferior da espiral tubular (2).

9. Equipamento, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que, alternativamente, o aquecimento do elemento filtrante (16) é realizado por uma resistência elétrica com formato similar ao da espiral tubular (2).

5 10. Equipamento, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dreno (9) é dotado de uma válvula ou registro de controle de abertura.