BRPI1008533B1 - Separador de líquidos - Google Patents

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Atlas Copco Airpower, Naamloze Vennootschap
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Abstract

separador de líquidos o separador de líquido que é provido com um vaso (2) tendo uma estrutura (3) que compreende uma entrada (4) para uma mistura líquido/gás e a qual define um espaço que é selado no topo através de uma tampa ( 7) , na qual está situada uma saída (8) para descarregar o gás tratado, onde, por um lado, um tubo (11) é providenciado no espaço acima mencionado, estendendo-se em redor da saída (8) acima mencionada no espaço acima mencionado, assim como a tampa (7) acima mencionada, e o filtro (5), por outro lado, que também se estende no espaço em redor da saída ( 8) acima mencionada e também da tampa (7) acima mencionada, de tal modo que entre o tubo (11) e o filtro (5) é definida uma zona de saída a qual é ligada ao ambiente através de uma válvula de segurança (21), caracterizada pelo fato de que a válvula de segurança (21) é ligada à zona de saída acima mencionada através de uma passagem (19) e na tampa (7).

Description

SEPARADOR DE LÍQUIDOS
A presente invenção relaciona-se com um separador de líquidos.
Em particular, a invenção relaciona-se com um separador de líquidos que é provido com um vaso o qual, preferencial, mas não necessariamente, é cilíndrico, cujo vaso tem uma entrada para uma mistura líquido/gás e onde este vaso também define um espaço o qual é selado no topo através de uma tampa na qual está situada, uma saída para 10 descarregar o gás tratado, onde no espaço acima mencionado, está provido, por um lado, um tubo que se estende em redor da saída acima mencionada bem como da tampa acima mencionada, e por outro lado, um filtro que também se estende em redor da saída acima mencionada bem como da 15 tampa acima mencionada, de modo que uma zona de saída é definida entre o tubo e o filtro.
Entre o tubo e a parede lateral do vaso é definida uma zona de entrada através da qual a mistura líquido/gás a ser tratada é encaminhada, de modo que a primeira fase de 20 separação ocorre nesta entrada.
No fundo da dita zona de entrada, ocorre a segunda fase de separação à medida que a mistura líquido/gás é forçada a fluir em redor da extremidade do tubo e a mudar de direção deste modo.
O filtro acima mencionado pode ser formado por um revestimento provido com um material filtrante e uma tampa do filtro a qual sela o filtro no fundo. Enquanto passa um fluxo pelo filtro, ocorre uma terceira fase de separação.
A zona de saída acima mencionada é ligada ao ambiente através de uma válvula de segurança.
2/12
Assim que existe um excesso de pressão no vaso, a válvula de segurança irá abrir e a mistura líquido/gás será
retirada, como resultado do qual a pressão no vaso é
normalizada.
Descarregar a mistura da zona de entrada não é
adequado, na medida em que, nesse caso, a válvula de
segurança deve ser feita consideravelmente maior, uma vez que a mistura na zona de entrada contém mais líquido que a mistura na zona de saída.
Descarregar a mistura após o filtro ter sido usado não é também uma opção, dado que a perda de pressão prevalecería sob o filtro.
Tradicionalmente, a válvula de segurança é ligada à zona de saída através de uma abertura no tubo.
Uma desvantagem do mesmo é que, devido às tolerâncias existentes, não é possível separar completamente a zona de entrada da zona de saída. Isto resulta numa fuga de fluxo onde a mistura líquido/gás flui da zona de entrada, através da abertura acima mencionada no tubo, para a zona de saída.
Tal fuga de fluxo é desvantajosa, na medida em que o filtro tem contacto direto com o fluxo de fuga acima mencionado da mistura líquido/gás, sem o fluxo de fuga da mistura ter sido sujeito à primeira e segunda fase de separação, como um resultado do qual o filtro é rapidamente saturado com líquido, que tem uma influência negativa na vida útil do dito filtro.
Adicionalmente, devido à existência do fluxo de fuga, a válvula de segurança irá descarregar parte da mistura de gás/líquido que vem da zona de entrada. Contudo, a válvula de segurança não está dimensionada para descarregar tal
3/12 mistura não filtrada vindo diretamente da zona de entrada acima mencionada.
Ê claro que, deste modo, as primeiras duas fases de separação são ultrapassadas, o que é desvantajoso para o desempenho do separador de líquido.
Logicamente, as distâncias entre a abertura no tubo e a válvula de segurança são mantidas com o menor tamanho possível. Consequentemente, a válvula de segurança é tradicionalmente montada na parede lateral do vaso.
Montando a válvula de segurança lateralmente no vaso providencia o conhecido separador de líquido com uma forma irregular. Isto implica algumas restrições na forma como o separador de líquido pode ser integrado num sistema maior.
A presente invenção tem como objetivo remediar uma ou várias das desvantagens acima mencionadas e/ou outras desvantagens, providenciando um separador de líquido que é equipado com um vaso tendo uma estrutura a qual compreende uma entrada para uma mistura líquido/gás e a qual define um espaço que é selado no topo através de uma tampa na qual é situada uma saída para descarregar o gás tratado, onde, por um lado, um tubo é provido no espaço acima mencionado, estendendo em redor da saída acima mencionada, assim como da tampa acima mencionada, e por outro lado, um filtro que também se estende em redor da saída acima mencionada e assim como a tampa acima mencionada, de modo que uma zona de saída é definida entre o tubo e o filtro, o qual é ligado ao ambiente através de uma válvula de segurança, onde, de acordo com uma característica específica da invenção, a válvula de segurança é ligada à zona de saída acima mencionada através de uma passagem na tampa.
4/12
A vantagem de tal separador de líquido, de acordo com a invenção, é que não tem de ser providenciada qualquer abertura no tubo para ligar a válvula de segurança para a zona de saída. Como resultado, não flui qualquer fluxo de mistura da zona de entrada para a zona de saída através da dita abertura.
É claro que o precedente tem um efeito positivo no desempenho e vida útil do separador de líquido, de acordo com a invenção.
Outra vantagem com um separador de líquido de acordo com a invenção é que são necessárias menos operações para produzir e montá-la do que no caso dos separadores líquidos convencionais.
De acordo com a realização preferida, a válvula de segurança é fixa à tampa, de preferência diretamente na passagem da tampa acima mencionada, por exemplo, a válvula de segurança é provida com um bocal roscado com o qual a válvula de segurança é apertada na passagem.
Isto é vantajoso em que a válvula de segurança não influencia notavelmente as dimensões exteriores do separador de líquido, de tal modo que é obtido um separador de líquido compacto.
O separador de líquido também retém a sua forma normal, tornando fácil integrar o separador de líquido num sistema maior.
De acordo com outro aspecto preferido da invenção, um primeiro retentor é provido entre a tampa e a estrutura.
Uma vantagem do mesmo é que, enquanto o separador de líquido está a funcionar, não poderá ocorrer fuga para o ambiente.
5/12
Outra característica preferida da invenção consiste no fato que a parede lateral do vaso é provida com um entalhe no topo e em que o filtro é provido com uma flange dirigida para fora no topo, a qual é mantida no entalhe acima mencionado. Preferencialmente, é provido um segundo retentor entre a tampa acima mencionada e a flange do filtro.
Uma vantagem do mesmo é que o gás tratado não pode ser contaminado por uma mistura gás/líquido proveniente de uma zona de entrada e/ou uma zona de saída do separador de líquido.
É claro que o desempenho do separador de líquido aumenta como resultado do mesmo.
De modo a melhor explicar as características da invenção, as seguintes formas de realização preferidas de um separador de líquido de acordo com a invenção e os elementos da mesma são descritos apenas através de exemplo, sem serem limitativos de qualquer forma, com referência aos desenhos em anexo, nos quais:
a figura 1 representa de forma esquemática um separador de líquido de acordo com a invenção, visto em perspectiva;
a figura 2 mostra um separador de líquido de acordo com a figura 1 sem qualquer tampa;
a figura 3 mostra uma secção de acordo com a linha III-III na figura 1;
a figura 4 mostra um pormenor de acordo com a seta F4 na figura 3.
O separador de líquido 1 como mostrado nas figuras é providenciado com um vaso 2 tendo, neste caso, uma
6/12 estrutura cilíndrica 3 provida com uma entrada tangencial 4 para uma mistura líquido/gás e um filtro 5, centralmente posicionado na estrutura 3, tendo um revestimento 6 provido com material filtrante.
De acordo com a invenção, a estrutura 3 acima mencionada não tem de ser, necessariamente, cilíndrica; pelo contrário, poderá também ter outras formas. Deverá ser notado que a entrada 4 não deve ser, necessariamente, posicionada de forma tangencial, mas poderá ser realizada 10 de outro modo, por exemplo, radialmente.
O filtro 5 neste caso é provido centralmente na estrutura 3, mas isto não é estritamente necessário de acordo com a invenção. A realização do filtro 5 no revestimento 6 é descrito através de exemplo, mas a 15 invenção não é restrita a tal realização do filtro 5. Um exemplo de um filtro 5 que pode ser utilizado é um filtro coalescente.
A estrutura 3 define um espaço o qual é selado no topo por uma tampa 7 na qual está situada uma saída 8 para 20 descarregar gás tratado e no qual, neste caso, é limitado em baixo por um fundo 9 o qual compreende, possivelmente, uma drenagem 10 para líquido separado.
Naturalmente, a drenagem 10 não se estende, necessariamente, através do fundo 10 acima mencionado, mas 25 pode também ser provida através da parede cilíndrica da estrutura 3, ou mesmo através da tampa 7. Nos últimos dois casos, o que é chamado uma linha de retorno pode, por exemplo, ser providenciada no separador de líquido 1, o que encaminha líquido separado no fundo do separador de líquido 30 1.
7/12
Adicionalmente, o separador de líquido 1 é provido com um tubo 11 que se estende no espaço acima mencionado e em redor da saída acima mencionada 8, preferivelmente mas não
necessariamente, na direção axial da estrutura 3 ou
praticamente nesta direção axial, da tampa 7 até à
distância do fundo 9 •
0 dito tubo 11 está situado entre i a parede lateral do
vaso 2 e o filtro 5, em particular entre a parede lateral acima mencionada e o revestimento 6 do filtro 5. No topo, o tubo 11 é provido com um anel 12 com o qual o tubo 11 é fixo no separador de líquido 1.
Neste exemplo, a parede lateral do vaso 2 é mais espessa no topo e estende-se, neste caso, praticamente, de forma radial até ao tubo 11. Adicionalmente, a parede lateral do vaso 2 é provida com um entalhe 13 ou ranhura circular no topo.
A tampa 7 é provida com uma passagem 19 a qual se abre diretamente no espaço entre o filtro 5 e o tubo 11, através de uma abertura correspondente 20 na flange 14 do filtro 5.
Neste exemplo, a dita passagem 19 é provida com uma rosca na qual é fixa uma válvula de segurança 21, por exemplo, através de meios de um bocal com rosca onde é colocada a válvula de segurança 21 na passagem 19.
Naturalmente, a dita válvula de segurança 21 pode ser fixa na passagem 19 de muitas formas diferentes ou pode ser
ligada à última, de modo que a invenção não seja
restringida pelo uso de tal ligação com rosca.
A abertura 20 na flange 14 do filtro 5 é
preferencialmente situada entre o primeiro retentor 16 e o segundo retentor 18 e é provido na passagem 19 na tampa 7.
8/12
A invenção consiste no fato da válvula de segurança 21 ser ligada à zona de saída acima mencionada através da passagem 19 na tampa 7, por outras palavras, sem uma abertura no tubo 11.
O funcionamento do separador de líquido 1, de acordo com a invenção, é simples e do seguinte modo.
A mistura líquido/gás, que na prática pode consistir, por exemplo de uma mistura óleo/ar proveniente de um elemento compressor de óleo injetado, é introduzido numa 10 zona de entrada no topo do vaso 2 através da entrada tangencial 4, cuja zona de entrada é situada entre a parede lateral do vaso 2 e o tubo 11 no qual, no presente exemplo, o anel 12 acima mencionada do tubo 11 é mantido.
A invenção não é restrita a este modo de montar o tubo
11; pelo contrário, o tubo 11 pode ser ligado à tampa 7 e/ou à parede lateral do vaso 2 em muitos modos diferentes, por exemplo, através de soldadura, colando o tubo 11 na tampa 7, colocando o dito tubo 11 no topo numa colocação ajustada ou encaixando-o ou semelhante.
Também o filtro 5, neste caso provido com uma flange direcionada para fora no topo, estendendo-se radialmente no entalhe 13 acima mencionado e entrando em contacto com o anel 12 do tubo 11.
No fundo, o filtro 5 é selado por uma tampa de filtro 25 15.
Entre a tampa 7 e a parte mais espessa da parede do vaso 2 está situado um primeiro retentor 16 sob a forma de
um O-ring provido num sulco circular 17 na face de contacto
da tampa 7 em relação com a estrutura 3 . Um segundo
30 retentor 18, também sob a forma de um 0- ring, é
9/12 preferencialmente provido entre a tampa 7 e a flange 14 do filtro 5.
De acordo com uma variação de um separador de líquido 1, de acordo com a invenção, que não é representado nos desenhos, a parte espessa acima mencionada da parede lateral pode ser substituída por uma aresta superior dirigida para o interior, ou esta parte espessa pode até ser omissa.
A mistura líquido/gás flui através de uma zona de entrada, na posição do separador de líquido 1 como representado nas figuras, de cima para baixo, onde, introduzindo preferencialmente a mistura tangencialmente no vaso 2, a mistura líquido/gás, neste caso, segue a parede lateral cilíndrica do vaso 2. Durante o movimento para baixo acima mencionado, a mistura acima mencionada cobre assim uma distância a qual é várias vezes superior do que o perímetro do vaso 2.
Graças às forças centrífugas, as partículas líquidas mais pesadas da mistura acabam contra a parede lateral do vaso 2, como um resultado do qual as ditas partículas subsequentemente fluem ao longo da dita parede lateral do vaso 2.
Assim que a mistura é situada no fundo da zona de entrada, a primeira fase de separação é terminada. O líquido que é separado durante esta primeira fase de separação é recolhido no fundo do vaso 2.
No final da primeira fase de separação, no fundo da zona de entrada, a mistura flui em redor da extremidade livre do tubo 11 para subsequentemente continuar o seu caminho para cima.
10/12
Deste modo, a mistura gás/líquido termina no espaço situado entre o tubo 11 e o revestimento 6 do filtro 5, também chamada zona de saída.
Como a mistura é forçada a fazer uma curva de 180 graus, devido à inércia, o comportamento das partículas líquidas continuará no seu caminho para baixo, deste modo, ocorre a segunda fase de separação. O líquido separado é recolhido no fundo do vaso 2.
É realizada uma fase de separação final e terceira ao enviar a mistura, da zona de saída, até ao revestimento 6 do filtro 5. O filtro 5 retira o líquido remanescente da mistura, o que resulta finalmente numa mistura contendo cerca de 99,99% de menos líquido do que a mistura não tratada.
Após fluir através do filtro 5, a mistura acaba na zona final, após a qual o gás tratado deixa o separador de líquido 1 através da saída 8 na tampa 7. Depois, o gás pode ser usado numa aplicação posterior, por exemplo, no caso do ar comprimido para aplicações de ar comprimido.
Devido a circunstâncias, a pressão no vaso 2 pode aumentar rapidamente se, por exemplo, ocorrer obstrução num sistema após o vaso 2.
Assim o vaso 2 é provido com uma válvula de segurança 21 a qual irá abrir em caso da pressão do vaso 2 se tornar muito alta, como um resultado do qual a pressão no vaso 2 é reduzida para um valor nominal.
É então essencial que, no caso de ocorrer excesso de pressão, pelas razões mencionadas na introdução, a válvula de segurança 21 liberta a mistura de gás/líquido vindo da zona de saída para o ambiente.
11/12
De modo a tornar isto possível, a válvula de segurança 21 é ligada à zona de saída através de uma passagem 19 na tampa 7, de acordo com a invenção. Um resultado positivo do mesmo é que não tem de ser provida abertura no tubo 11 para ligar a válvula de segurança 21 à zona de saída.
A válvula de segurança é preferencialmente fixa na tampa 7, o que é vantajoso para o separador de líquido 1 ser compacto.
A flange 14 do filtro 5 é provida com uma abertura 20 a qual, como mostrado nas figuras 3 e 4, é provida na passagem 19 na tampa 7. Deste modo, em caso de qualquer excesso de pressão no separador de líquido 1, a mistura da zona de saída pode ser retirada através da abertura 20 acima mencionada e através da passagem 19 na tampa 7 através da válvula de segurança 21.
As figuras 3 e 4 também mostram que a abertura 20 na flange 14 do filtro 5 é situada entre o primeiro e segundo retentor 16 e 18.
Providenciando um primeiro ou segundo retentor 16, 18 respectivamente, oferece uma maior vantagem em que o fluxo de fugas interno é evitado e em que a mistura não pode fluir através do espaço situado entre a tampa 7 e o vaso 2.
O anel 12 do tubo 11, assim como a flange 14 no filtro 5, entra em contacto com o entalhe 13 providenciado na parede lateral do vaso 2, onde a flange acima mencionada assenta no anel 12.
Enquanto o separador de líquido 1 está a ser montado, a tampa 7 exerce força na flange 14 do filtro 5 através de um segundo retentor 18, como resultado do qual o anel 12 do tubo 11 é fixo entre a flange acima mencionada 14 e a
12/12 parede do vaso.
Desde modo é obtida uma selagem metálica entre o vaso 2 e o tubo 11, como resultado do qual o fluxo de fuga da mistura da zona de entrada para a zona de saída é evitado.
De acordo com uma forma de realização preferida, o separador de líquido 1 é provido com meios de posicionamento para montar o filtro 5 numa única posição possível no vaso 2, onde a abertura 20 na flange 14 do filtro 5 é situada no local oposto à passagem 19 na tampa 10 7.
A figura 2 mostra tal forma de realização onde três elementos de tranca 22 são providos no entalhe 13, funcionando em conjunto com três sulcos 23 providenciados na flange 14 do filtro 5.
O uso dos meios de posicionamento acima mencionados garante que, após terem sido montados, a abertura 2 0 na flange 14 do filtro 5 será situada na passagem 19 na tampa 7, o que é necessário de modo a conseguir capacidade de descarga.
À medida que a válvula de segurança 21 é fixa acima da tampa 7, a válvula de segurança 21 acima mencionada pode ser montada na vertical. Deste modo, não permanece água condensada na válvula de segurança 21, minimizando o risco de corrosão da válvula de segurança 21.
A presente invenção não é de forma alguma restrita às formas de realização descritas como um exemplo e representadas nos desenhos em anexo; pelo contrário, um dito separador de líquido, de acordo com a invenção, pode ser feito de todas as maneiras, feitios e dimensões enquanto permanecendo dentro do âmbito da invenção.

Claims (3)

REIVINDICAÇÕES
1 ou 2, caracterizado pelo fato que entre a tampa (7) e a estrutura (3) é provido um primeiro retentor (16).
4. Separador de líquido, de acordo com qualquer uma
25 das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato que a parede lateral do vaso (2) é provida com um entalhe (13) no topo, e em que o filtro (5) é provido com uma flange (14) dirigida para fora no topo, a qual é mantida no entalhe (13) acima mencionado.
30 5. Separador de líquido, de acordo com a reivindicação
Petição 870190021402, de 01/03/2019, pág. 8/20
1, caracterizado pelo fato que a válvula de segurança (21) 20 está fixa à tampa (7).
3. Separador de líquido, de acordo com a reivindicação
1. Separador de líquido que é provido com um vaso (2) tendo uma estrutura (3) que compreende uma entrada (4) para uma mistura líquido/gás e a qual define um espaço que é
5 selado no topo através de uma tampa (7), na qual está situada uma saída (8) para descarregar o gás tratado, onde, por um lado, um tubo (11) é provido no espaço acima mencionado, estendendo-se em redor da saída (8) acima mencionada no espaço acima mencionado, assim como a tampa 10 (7) acima mencionada, e o filtro (5), por outro lado, que também se estende no espaço em redor da saída (8) acima mencionada e também da tampa (7) acima mencionada, de tal modo que entre o tubo (11) e o filtro (5) é definida uma zona de saída a qual é ligada ao ambiente através de uma 15 válvula de segurança (21), caracterizado pelo fato de que a válvula de segurança (21) é ligada à zona de saída acima mencionada através de uma passagem (19) na tampa (7).
2/3
4, caracterizado pelo fato que a flange (14) acima mencionada é provida com uma abertura (20) posicionada do lado oposto à passagem (19) na tampa (7).
6. Separador de líquido, de acordo com a reivindicação
5, caracterizado pelo fato que um segundo retentor (18) é provido entre a tampa (7) e a flange (14) do filtro (5).
7. Separador de líquido, de acordo com a reivindicação
6, caracterizado pelo fato que a abertura (20) na flange (14) do filtro (5) é situada radialmente fora do segundo retentor (18).
8. Separador de líquido, de acordo com a reivindicação 3 ou 6, caracterizado pelo fato que a abertura (20) na flange (14) do filtro (5) é situada radialmente entre o primeiro (16) e segundo retentor (18).
9. Separador de líquido, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato que este separador de líquido é provido com meios de posicionamento permitindo montar o filtro (5) numa única posição possível no vaso (2), onde a abertura (20) na flange (14) do filtro (5) é situada do lado oposto à passagem (19) na tampa (7).
10. Separador de líquido, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato que o tubo (11) é provido com um anel (12) no topo, o qual entra em contacto com o entalhe (13).
11. Separador de líquido, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato que a flange (14) do filtro (5) assenta no anel (12).
12. Separador de líquido, de acordo com a reivindicação 3 ou
6, caracterizado pelo fato que os retentores (16 e 18) são do tipo O-ring, que são colocados
Petição 870190021402, de 01/03/2019, pág. 9/20
2. Separador de líquido, de acordo com a reivindicação
3/3 entre a tampa (7) e a estrutura (3), entre a tampa (7) e a flange (14) do filtro (5), respectivamente.
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