BRPI1008582B1 - método para fabricar uma disposição de calha para extremidade de descarga de um decantador tipo extração líquido-líquido - Google Patents
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Abstract
método para fabricação de uma disposição de calha, para extremidade de descarga de um tanque de decantação tipo extração líquido-líquido e dita disposição de calha a presente invenção está correlacionada a um método para fabricação de uma disposição de calha (3), para extremidade de descarga (2) de um tanque de decantação tipo extração líquido-líquido, assim como, à correspondente disposição de calha. a disposição de calha (3) compreende pelo menos um elemento de calha (4, 5; 6), o qual é feito de material compósito de plástico reforçado de fibra. o dito elemento de calha (4, 5; 6) é fabricado pela técnica de enrolamento de filamento, o que, essencialmente, proporciona uma peça oca tubular.
Description
“MÉTODO PARA FABRICAR UMA DISPOSIÇÃO DE CALHA PARA EXTREMIDADE DE DESCARGA DE UM DECANTADOR TIPO EXTRAÇÃO LÍQUIDO-LÍQUIDO
Campo da Invenção [001]O objetivo da invenção é um método para fabricar uma disposição de calha para extremidade de descarga de um decantador tipo extração líquido-líquido.
Antecedentes da Invenção [002]A fabricação de elementos de calha de extremidade de descarga para decantadores de extração tipo líquido-líquido, a partir de material compósito de plástico reforçado com fibras, é conhecido no estado da técnica onde a fabricação ocorre por meio de laminação manual. Em uma disposição de calha, existem, normalmente, duas calhas dispostas lado a lado, que são abertas no topo, uma das quais serve como uma calha de transbordamento, em que a fase de solução mais leve pode entrar na calha por cima da borda de transbordamento. A outra calha coleta a fase de solução mais pesada que sai através das aberturas elevadas no fundo da calha, na forma de um transbordamento por baixo.
[003]O problema é que a fabricação de calhas por meio de laminação manual é bastante trabalhosa, demorada e dispendiosa. Um problema adicional é o fato de que, em uma disposição de calha onde as calhas são abertas na parte de cima, estruturas de reforço e suporte são exigidas para enrijecimento e suporte das calhas. Além disso, estruturas tipo andaime tem sido construídas na
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2/14 parte de cima das calhas, como uma plataforma de acesso.
[004]Uma adicional dificuldade é que um transbordamento em uma calha aberta provoca emissões de névoa, que quando difundida na atmosfera envolvente degrada as condições de trabalho.
[005]Além disso, a fase que transborda dentro da calha aberta é exposta à oxidação, o que aumenta os custos da solução.
Objetivo da Invenção [006]O objetivo da invenção é eliminar os inconvenientes acima mencionados.
[007]Em particular, um dos objetivos da invenção é apresentar um método e uma disposição de calha que possibilite a fabricação automatizada de elementos de calha e a redução de custos de fabricação.
[008] Um adicional objetivo da invenção é introduzir um método e uma disposição de calha, graças aos quais a disposição de calha pode ser feita suficientemente rígida e robusta, sem a necessidade de suportes e reforços extras.
[009] Além disso, um objetivo da invenção é introduzir um método e uma disposição de calha que possibilitem não exigir estruturas separadas de plataformas de acesso.
[010] Adicionalmente, um objetivo da invenção é introduzir uma disposição de calha, que evite emissões de névoas entrarem na atmosfera do espaço decantador do elemento de calha, desse modo, melhorando as condições de trabalho.
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3/14 [011] Além disso, um objetivo da invenção é introduzir uma disposição de calha, que diminua o grau de oxidação da fase que transborda dentro do elemento de calha.
[012]Um adicional objetivo da invenção é reduzir o tempo de entrega, transferência e montagem, e os custos de instalação da disposição de calha, de modo a melhorar a qualidade, reduzir a manutenção e os custos de operação, assim como melhorar as condições de trabalho.
Sumário da Invenção [013]No método de acordo com a invenção, o elemento de calha é fabricado pela tecnologia de enrolamento de filamento, proporcionando uma peça oca substancialmente tubular.
[014] Correspondentemente, na disposição de calha de acordo com a invenção, o elemento de calha é fabricado pela tecnologia de enrolamento de filamento, proporcionando uma peça oca substancialmente tubular.
[015]A vantagem da invenção é que a tecnologia de enrolamento de filamento é um método de fabricação automatizado, que reduz significativamente os exigidos custos de homem-hora e fabricação, diminui o tempo de entrega e melhora a qualidade. Quando o elemento de calha é uma peça oca tubular, o mesmo é, intrinsecamente, suficientemente forte e rígido, que não são exigidas adicionais estruturas de reforço e outros tipos de estruturas de suporte. Como uma estrutura substancialmente fechada, a atmosfera interna da calha pode ser isolada da atmosfera do espaço de decantação, de modo que as emissões de névoa não
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4/14 podem escapar do interior do elemento de calha para dentro do espaço de decantação, o que poderia contaminar o ar e piorar as condições de trabalho. Além disso, quando a fase de solução mais leve é uma fase orgânica, o grau de oxidação da fase orgânica de transbordamento diminui, pelo que os custos da solução são reduzidos. Além disso, uma vantagem da invenção é que é possível se caminhar na parte de cima da estrutura coberta tubular do elemento de calha, de modo que nenhuma plataforma de acesso separada é exigida.
[016]Em uma modalidade do método, pelo menos uma seção substancialmente plana é formada na carcaça do elemento de calha, e o elemento de calha é instalado, de modo a que a seção plana seja horizontal na parte superior da disposição de calha, para uso como plataforma de acesso.
[017]Em uma modalidade do método, um conjunto de elementos de calha é fabricado mediante a tecnologia de enrolamento de filamento, pelo que os elementos de calha são dispostos de um modo extremidade a extremidade no local da instalação, sendo fixados entre si por meio de uniões de tubos, para formar um elemento de calha de adequada extensão. Esse tipo de estrutura modular permite a obtenção de menores custos de transporte, montagem e instalação do que os custos obtidos até então.
[018]Em uma modalidade da disposição de calha, pelo menos uma seção substancialmente plana se dispõe na carcaça do elemento de calha, para formar uma plataforma de acesso.
[019] Em uma modalidade da disposição de calha, a direção de curvatura da estrutura na seção
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5/14 transversal da carcaça do elemento de calha é invariável. A estrutura da carcaça pode incluir apenas áreas convexas, de nenhuma maneira áreas côncavas, de modo que o enrolamento de filamento em volta de um mandril de rotação seja bem sucedido.
[020] Em uma modalidade da disposição de calha, a seção transversal do elemento de calha é um polígono com lados convexos e cantos arredondados.
[021] Em uma modalidade da disposição de calha, o elemento de calha consiste de um conjunto de elementos de calha, que são fixados entre si de um modo extremidade a extremidade, com uniões de tubos.
[022] Em uma modalidade da disposição de calha, a disposição de calha é feita de dois elementos de calha, dispostos lado a lado, isto é, um primeiro elemento de calha e um segundo elemento de calha.
[023] Em uma modalidade da disposição de calha, o primeiro elemento de calha e o segundo elemento de calha são similares no formato de seção transversal.
[024] Em uma modalidade da disposição de calha, uma fila de aberturas de transbordamento alongadas é disposta na seção superior da carcaça do primeiro elemento de calha, ao longo da extensão do elemento de calha, através de cujas aberturas a fase de solução mais leve pode sair do decantador na forma de transbordamento, para dentro do primeiro elemento de calha, para posterior remoção da mesma.
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6/14 [025] Em uma modalidade da disposição de calha, uma fila de aberturas elevadas é disposta na seção inferior da carcaça do segundo elemento de calha, ao longo da extensão do elemento de calha, dentro de cujas aberturas se dispõe uma válvula de controle de nível e através de cujas aberturas elevadas a fase de solução mais pesada pode se elevar no interior do segundo elemento de calha, para posterior remoção da mesma.
[026] Uma modalidade da disposição de calha inclui um elemento de calha, que é dividido em pelo menos dois compartimentos hermeticamente isolados entre si, por meio de uma parede divisória colocada no interior do elemento de calha ao longo de sua extensão, proporcionando um primeiro compartimento e um segundo compartimento.
[027] Em uma modalidade da disposição de calha, uma fila de aberturas alongadas de transbordamento se dispõe ao longo da extensão do elemento de calha, na seção superior da carcaça do elemento de calha, no primeiro lado do compartimento, através das quais a fase de solução mais leve pode sair do decantador na forma de transbordamento, para dentro do primeiro compartimento, para posterior remoção da mesma.
[028]Em uma modalidade da disposição de calha, uma fila de aberturas elevadas se dispõe ao longo da extensão do elemento de calha, na seção
| inferior | da | carcaça do | elemento | de calha, | no |
| segundo | lado | do compartimento, e | dentro de | cada | |
| abertura | se | dispõe uma | válvula | de controle | de |
nível, através de cujas aberturas elevadas a fase de solução mais pesada pode se elevar dentro do
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7/14 segundo compartimento, para posterior remoção da mesma.
[029]Em uma modalidade da disposição de calha, as aberturas de transbordamento são dispostas de modo que o nível superficial da fase de solução mais leve permaneça acima das aberturas de transbordamento no decantador. A queda de pressão localizada das aberturas pode ser dimensionada de modo que o nível superficial de líquido orgânico permaneça acima das aberturas. Isso proporciona o isolamento da atmosfera da calha do restante do decantador, evitando que emissões de névoa do líquido orgânico escapem de dentro do espaço do decantador. Além disso, o grau de oxidação da fase orgânica diminui, pelo fato de que a evaporação no tubo reduz a pressão parcial de oxigênio.
[030]Em uma modalidade da disposição de calha, tubos guias são dispostos no interior do elemento de calha, em que a extremidade superior de cada tubo se abre dentro de uma abertura de transbordamento, para receber a fase de solução mais leve que sai do decantador na forma de transbordamento, e em que a extremidade inferior de cada tubo guia se abre para fora, abaixo do nível superficial da fase de solução, no interior do elemento de calha. A oxidação causada pela queda livre do líquido orgânico pode ser completamente evitada pelo roteamento do líquido que sai das aberturas, mediante tubos submersos abaixo da superfície do líquido na calha.
Breve descrição dos desenhos
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8/14 [031]A invenção é descrita abaixo com maiores detalhes de modalidades exemplificativas, fazendo-se referência aos desenhos anexos, nos quais:
- a figura 1 é uma representação diagramática de um tanque de extração líquidolíquido, visto de cima, em que a primeira modalidade da disposição de calha de acordo com a invenção foi instalada na extremidade de descarga;
- a figura 2 apresenta a seção II-II da figura 1;
- a figura 3 apresenta uma seção transversal da primeira modalidade da disposição de calha, na extremidade de descarga do tanque de extração líquido-líquido;
- a figura 4 apresenta a seção IV-IV das figuras 3 e 5;
- a figura 5 apresenta uma seção transversal de outra modalidade da disposição de calha na extremidade de descarga do tanque de extração líquido-líquido;
- a figura 6 é uma representação diagramática da fabricação de um elemento de calha de acordo com a invenção, por meio da tecnologia de enrolamento de filamento; e
- a figura 7 apresenta uma seção VII-VII da figura 6.
Descrição Detalhada da Invenção [032] As figuras 1 e 2 apresentam um tanque de separação 1 por extração líquido-líquido, o qual é dotado de uma disposição de calha 3. O tanque 1 compreende uma parede de extremidade 19 na extremidade de alimentação 20 do tanque, paredes
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9/14 laterais 21, 22, uma extremidade de descarga 2 e parede de extremidade 23 e uma disposição de fundo 24 que limita o espaço de separação por extração líquido-líquido (conhecido como decantador) dentro do mesmo.
[033]No espaço de mistura (não mostrado), a dispersão preparada é alimentada dentro do tanque 1, pela extremidade de alimentação 20. A primeira solução e segunda solução, separadas em fases sobrepostas, são dispostas de modo a serem removidas quando separadas entre si na extremidade de descarga 2, oposta à extremidade de alimentação 20. Elementos de reversão 25, 26, 27 são dispostos no tanque entre a extremidade de alimentação e a extremidade de descarga, de modo a formar seções de separação consecutivas na direção do fluxo, para separar gradualmente a primeira solução mais leve como a fase de solução superior e separar a segunda solução mais pesada como a fase de solução inferior. A primeira calha de descarga 4 e a extremidade de descarga 2, que se dispõe em seção transversal à direção de fluxo e recebe o transbordamento do tanque 1 da primeira solução separada dentro da fase superior, e de cujo primeiro elemento de calha 4 a fase da solução é removida. Na direção do fluxo, após o primeiro elemento de calha 4 e adjacente ao mesmo, é proporcionado um segundo elemento de calha 5, para receber a segunda solução na forma de um transbordamento por baixo do tanque 1. No fundo do segundo elemento de calha 5 se dispõem aberturas elevadas 11, dotadas de válvulas de controle de nível 12, e através das quais a segunda fase da
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| solução | pode | se elevar para | dentro do | segundo |
| elemento | de | calha, de onde | a segunda | fase de |
| solução | é | posteriormente | removida. | O nível |
superficial da segunda fase de solução no tanque 1 pode ser regulado com válvulas de controle de nível 12 .
[034] A figura 3 apresenta um vista de curta distância da disposição de calha 3 na extremidade de descarga 2 do tanque 1 mostrado na figura 2, na forma de uma seção transversal.
[035]Conforme também mostrado na figura
3, essa modalidade consiste de dois elementos de calha dispostos lado a lado, ou seja, o primeiro elemento de calha 4 e o segundo elemento de calha 5. Ambos os elementos de calha 4 e 5 são fabricados de acordo com a tecnologia de enrolamento de filamento, proporcionando peças ocas substancialmente tubulares. Graças a essa construção de carcaça tubular, a estrutura dos elementos de calha 4 e 5 apresenta satisfatória flexão e rigidez à torção. O primeiro elemento de calha 4 e o segundo elemento de calha 5 são de formatos de seção transversal similares, de modo que podem ser fabricados no mesmo mandril 28. O formato da seção transversal dos elementos de calha
4, 5 é basicamente retangular, com cantos arredondados e longos lados se curvando com grandes raios. Graças ao formato retangular, uma seção plana 7 é disposta na carcaça do elemento de calha 4, 5, a qual pode funcionar como uma plataforma de acesso, sobre a qual é possível caminhar.
[036]A estrutura modular preferida dos elementos de calha 4, 5 é ilustrada na figura 4.
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Tal estrutura consiste de um conjunto de elementos de calha 8, fabricados pela tecnologia de enrolamento de filamento em extensões de 5-10 metros, sendo fixados entre si de um modo de extremidade a extremidade com uniões de tubos 9, acoplamentos de luvas (como mostrado no desenho) ou uniões de flanges (não mostrado), de modo a formar uma calha de adequada extensão, que se estende ao longo do interior do tanque 1.
[037]As figuras 3 e 4 mostram que existe uma fila de aberturas de transbordamento alongadas 10 na seção superior da carcaça do primeiro elemento de calha 4, ao longo da extensão do elemento de calha, através da qual a fase de solução mais leve pode sair do tanque 1 na forma de transbordamento, para dentro do primeiro elemento de calha 4, para posterior remoção da mesma. As aberturas de transbordamento 10 são dispostas de modo que o nível superficial da fase de solução mais leve permaneça acima das aberturas de transbordamento do tanque 1. No interior do elemento de calha 4 são dispostos tubos guias 16, onde a extremidade superior 17 de cada tubo se abre dentro de uma abertura de transbordamento 10 para receber a fase de solução mais leve que sai do tanque na forma de transbordamento, e onde a extremidade inferior 18 de cada tubo guia se abre para fora e abaixo do nível superficial da fase de solução, no interior do elemento de calha.
[038] Ainda com referência à figura 3, uma fila de aberturas elevadas 11 é disposta na seção de fundo da carcaça do segundo elemento de calha 5, ao longo da extensão do elemento de calha, dentro
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12/14 do qual uma válvula de controle de nível 12 é disposta. A fase de solução mais pesada é permitida de se elevar através das aberturas elevadas 11 para o interior do segundo elemento de calha 5, para posterior remoção da mesma.
[039] A figura 5 mostra uma modalidade de uma disposição de calha 3, na qual um elemento de calha 6, formado como uma peça oca tubular pela tecnologia de enrolamento de filamento é dividido por meio de uma parede vertical divisória 13, disposta longitudinalmente no interior do elemento de calha, dentro de dois compartimentos hermeticamente separados entre si, ou seja, o primeiro compartimento 14 e o segundo compartimento
15.
[040] A figura 4 também apresenta uma seção da figura 5, mostrando uma fila de aberturas alongadas de transbordamento 10 na seção superior da carcaça do elemento de calha 6, ao longo da extensão do elemento de calha no primeiro compartimento 14, através das quais a fase de solução mais leve pode deixar o tanque 1 na forma de transbordamento, para dentro do primeiro compartimento 14, para posterior remoção da mesma. As aberturas de transbordamento 10 são dispostas de modo que o nível superficial da fase de solução mais leve permaneça acima das aberturas de transbordamento no tanque 1. Também, nessa modalidade, tubos guias 16 são dispostos no interior do elemento de calha 6, onde a extremidade superior 17 de cada tubo se abre dentro de uma abertura de transbordamento 10 para receber a fase de solução mais leve que sai do tanque na forma de
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13/14 transbordamento, para dentro do primeiro compartimento 14. A extremidade inferior 18 de cada tubo guia se abre para fora e abaixo do nível superficial da fase de solução, no interior do elemento de calha.
[041]Uma fila de aberturas elevadas 11 é disposta ao longo da extensão do elemento de calha, na seção de fundo da carcaça do elemento de calha 6, no segundo compartimento 15. Uma válvula de controle de nível 12 é disposta em cada abertura elevada 11. A fase de solução mais pesada é capaz de se elevar através das aberturas elevadas 11 no interior do segundo compartimento 15, para posterior remoção da mesma.
[042] A fabricação do elemento de calha 4, 5 ou 6 mediante a tecnologia de enrolamento de filamento é ilustrada nas figuras 6 e 7. O equipamento de enrolamento de filamento inclui um mandril giratório 28, cuja forma externa corresponde à forma do elemento de calha (peça oca) acabado. O equipamento apresenta um cabeçote de liberação de fibra móvel 29, que conduz a fibra 30 umedecida com plástico termocurável em volta do mandril giratório 28 na forma e espessura desejadas, com um adequado número de camadas. O plástico termocurável pode ser, por exemplo, resina epóxi, resina de poliéster, resina de éster vinílico ou resina fenólica. A fibra pode ser fibra de vidro ou fibra de carbono, podendo ser uma fibra de estrutura fatiada, cardada, tecida ou de esteira. Quando a espessura desejada da carcaça do elemento de calha for alcançada, o mandril 28 com a carcaça do elemento de calha é transferido por um
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14/14 método conhecido para um forno (não mostrado nos desenhos), para cura/endurecimento da resina. Quando a resina estiver curada, o mandril é removido.
[043] A invenção não está limitada às modalidades exemplificativas apresentadas acima, podendo ser possível a apresentação de muitas outras variações, sem que seja afastado o espírito da invenção.
Claims (3)
1. Método para fabricar uma disposição de calha (3) para extremidade de descarga (
2) de um decantador (1) tipo extração líquido-líquido, em que a disposição de calha compreende pelo menos um elemento de calha (4, 5; 6), o qual é feito de material compósito de plástico reforçado com fibra, caracterizado pelo fato de que o elemento de calha (4, 5; 6) é fabricado de acordo com tecnologia de
pelo menos uma parte essencialmente plana (7) é formada na carcaça do elemento de calha (4, 5; 6), e que o elemento de calha é instalado de modo que a parte plana seja ascendente e essencialmente horizontal na seção superior da disposição de calha para uso como uma plataforma de acesso.
3. Método, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que um conjunto de elementos de calha (8) é fabricado por meio de tecnologia de enrolamento de filamento, e que no local de instalação, os elementos de calha são colocados em um modo de extremidade a extremidade, sendo fixados entre si por meio de uma união de tubo (9), de modo a formar um elemento de calha (4, 5; 6) de extensão adequada.
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