PT105972A - Empanque mecânico para altas temperaturas com duplo (extra) arrefecimento interno - Google Patents

Abstract

EMPAQUE MECÂNICO ONDE É CRIADA UMA ZONA INTERNA, NA QUAL CIRCULARÁ UM FLUIDO ALTERANDO TERMICAMENTE A ZONA ONDE SE COLOCA AS JUNTAS (19) E (8), POSSIBILITANDO A COLOCAÇÃO DO CASQUILHO DO ANEL ESTACIONÁRIO (5) E ANEL ESTACIONÁRIO (4). A PEÇA (5) É MAIS SIMPLES E BEM MAIS ECONÓMICA DE EXECUTAR, TENDO A VANTAGEM DE NÃO SOFRER COM A ADERÊNCIA DO FLUIDO A BOMBEAR, COMPARATIVAMENTE À MELHOR TÉCNICA DISPONÍVEL ATÉ AO MOMENTO: EMPANQUE DE FOLE. O POSICIONAMENTO DA JUNTA (32) DE VEDAÇÃO AO VEIO ATRAVÉS DA CAMISA (18) FICA NUMA ZONA QUE LHE CONFERE MANTER AS SUAS PROPRIEDADES MECÂNICAS POR MAIS TEMPO. POSSIBILIDADE DE USO DE MOLAS (20) QUE FICAM PROTEGIDAS GARANTINDO O POSICIONAMENTO DAS FACES DE VEDAÇÃO (3) E (4). AS SOLUÇÕES EXISTENTES POSSUEM ELEMENTOS DE VEDAÇÃO QUE ENTRAM EM COLAPSO AQUANDO EXPOSTAS A ALTAS TEMPERATURAS. O MAIS IMPORTANTE É O AUMENTO DE TEMPO DE VIDA DO EMPANQUE MECÂNICO.

Description

1

De cri o

Empanque Mecânico para Altas Temperaturas com Duplo (Extra)

Arrefecimento Interno

DOMÍNIO TÉCNICO DA INVEN O

Esta invenção tem uma aplicação em quase todo o tipo de indústrias em que estão envolvidas grandes gradientes térmicos inerentes os processos de bombagem dos fluidos, como por exemplo a petroquímica, já que as soluções existentes possuem elementos de vedação que entram em colapso e perdem as suas propriedades aquando expostas a essas temperaturas.

TÉCNICA ANTERIOR

Atualmente os sistemas de vedação em que esta invenção se enquadra encontram-se normalizados segundo os referenciais normativos API 610 / ISO 13709, API 628 e ISO 20149.

Diversos sistemas de vedação e conjuntos de combinações são disponibilizados a nível mundial tentando solucionar cada situação, como é exemplo o empanque de junta de fole, que permite não usar molas mas sim um fole metálico que lhe confere flexibilidade e a inexistência da junta ao veio.

No entanto quando as bombas param e apesar de existirem diversos sistemas de limpeza e de controlo de temperatura, os fluidos bombeados passam por diversos estados físicos e químicos, ficam em contacto com os componentes do empanque. Na fase de arranque, parte do fluido ainda está rígido (coquifiçado) provocando o colapso do respectivo empanque.

Esta invenção, através da construção mecânica e de assemblagem de componentes, pretende fazer chegar de forma totalmente isolada ou não, um fluído que circulará por dentro de diversos componentes do empanque e ficará responsável por possibilitar controlar ainda mais a temperatura em zonas até então era impossíveis de chegar.

Desta forma permite evitar os problemas das juntas de fole, o afastamento da junta secundária para uma zona termicamente menos critica e a possibilidade do uso de molas. 2

DESCRI O DAS FIGURAS

Conjunto de peças do empanque mecânico conforme desenho Corte A-A n° Pe a n° Pe a 1 Casquilho impulsor da camisa 17 Pino 2 Junta do Anel Rotativo 18 Camisa 3 Anel Rotativo 19 Junta Tórica da tampa ao AE 4 Anel Estacionário 20 Molas 5 Casquilho do Anel Estacionário 21 Junta do casquilho impulsor 6 Casquilho de fecho da Tampa 22 Anel Rotativo secundário 7 Junta de fecho da tampa 23 Anel Estacionário secundário 8 Junta de fecho da tampa 24 Junta Tórica do casquilho da tampa 9 Junta de fecho da tampa 25 Casquilho interno da tampa 10 Tampa do empanque 26 Molas 11 Casquilho impulsor do AR 27 Junta Tórica de fecho da tampa 12 Anel Rotativo secundário 28 Junta Tórica da refrigeração 13 Fecho da tampa 29 Junta de fecho da tampa 14 Fecho da tampa 30 Junta de fecho da tampa 15 Casquilho fixador da camisa ao veio 31 Casquilho interno da tampa 16 Junta da Camisa ao Veio 32 Junta Tórica da camisa ao veio

DESCRI O PORMENORIZADA DA INVEN O

Sendo uma área muito normalizada e com implementação em todo o tipo de indústria, se nos restringirmos como exemplo á indústria petroquímica, esta abordagem vem criar um outro espaço de melhoria nos procedimentos e na utilização dos equipamentos que até aqui não se conseguia abranger. A simples questão do conhecimento técnico, muitas vezes precário, por parte dos montadores do equipamento, dá azo a potenciais quebras de rendimento do mesmo.

Quanto mais durar, mais trabalhar e menos for intervencionado, esta "pequena" inovação técnica vai proporcionar uma melhoria substancial do equipamento.

As aplicações disponíveis têm falhas promovidas pela disposição e constituição dos diversos elemento do empanque mecânico. Este arrefecimento interno extra e controlado, somado aos já existentes, vai permitir um repensar da sua composição e promover arranjos com materiais em condições mais favoráveis. 3

Funcionamento: 0 acréscimo da invenção é a possibilidade de introduzir no empanque e de forma controlada e enclausurada um fluido que ao circular vai permitir controlar a temperatura dentro das peças em que contacta e, por convecção, possibilitar melhorar a temperatura para as caracteristicas de resistência às solicitações dos restantes componentes agregados do empanque.

No desenho - Fluxo de Refrigeração, está representado, como exemplo, os canais de circulação do fluido.

Aplica o:

Aplicável de acordo com a solicitação e de acordo com as normas de referência já indicadas, através do fluido que seja mais adequado e económico, nos equipamentos de bombagem que tenham grandes gradientes térmicos e trabalhem com produtos de extrema perigosidade.

Forma de u o:

Aplicação direta nos equipamentos de bombagem, através de um empanque de cartucho, ao qual será ligado um circuito aberto ou fechado por onde passará o fluido de refrigeração, podendo ser ligado a um conjunto vasto de equipamentos de refrigeração, bem como a um simples circuito de ar comprimido, que neste caso é de fácil acesso e de custo baixo atendendo à sua disponibilidade bastante disseminada nas industrias.

Finalidade:

Refrigerar localmente zonas do empanque onde existem elementos de vedação que necessitam de ter um ambiente térmico mais compatível e/ou favorável com as suas propriedades de utilização para garantir a vedação.

Explica o:

Num empanque com uma estrutura normalizada é acrescido um outro tipo de refrigeração até agora não contemplado.

No exemplo apresentado, usando a Tampa do empanque (10) do empanque mecânico, obtida através de arranque de apara, é criada uma cavidade que surge após ser montada com um Casquilho de fecho da Tampa (6) e as Juntas (7) e (9) . A Tampa do empanque (10) sofre previamente maquinação onde são criados furos por onde circulará o fluido para extra arrefecimento interno, para além dos que são usados. A montagem das peças Fecho da Tampa (13), Fecho da Tampa (14) e o Casquilho interno da Tampa (31) de base de apoio ao Anel Estacionário Secundário (10) irá promover a criação de uma cavidade onde o fluido de extra arrefecimento interno circulará. 4 0 Fecho da Tampa (13), Casquilho interno da Tampa (31), poderá de acordo com a aplicação, disponibilizar a saida de refrigeração, acabando por abranger outros componentes, acabando por se dissipado de forma controlada ou não, para o exterior.

Esta refrigeração extra de arrefecimento interno vai alterar termicamente a zona onde se coloca a Junta Tórica (19) e a Juntas (7), possibilitando a colocação do Casquilho do Anel Estacionário (5) que suporta o Anel Estacionário (4) . Esta configuração do Casquilho do Anel Rotativo Primário (5) é mais simples e bem mais económica de executar, tendo a vantagem de não sofrer com a aderência do fluido a bombear, comparativamente à melhor técnica disponível até ao momento que é o uso de empanque de fole. 0 empanque de fole que usualmente é usado, acaba por sofre impregnação do fluido a bombear, o que lhe retira a flexibilidade, provocando rigidez e por consequência afecta a superfície de vedação devido a deterioração das faces. 0 Casquilho do Anel Estacionário (5), pode assim ter a possibilidade de ser montado com um conjunto de Molas (20) que se encontram protegidas e que garantem o posicionamento das faces de vedação (3) e (4) . Este ainda é possível reutilizar, podendo ser depositado um material de adição apropriado para ser mais resistente ao desgaste da Junta (7) e Junta Tórica (19). A Zona do 2° Empanque (12) e (23) , tal como no exemplo, irá proporcional uma zona termicamente afectada pela refrigeração extra de arrefecimento interno, proporcionando melhores condições de utilização para as Juntas Tóricas (24) e (27). 0 Casquilho do Anel Estacionário Secundário (23) vai beneficiar de situação idêntica à descrita do Casquilho do Anel Estacionário (5).

Acresce ainda a possibilidade ou não de se poder disponibilizar refrigeração para o espaço que fica entre as peças (18) , (22) , (23) , (31) e (32) .

Desta forma também se pode interferir termicamente e criar melhores condições de funcionamento na Junta Tórica (32) de vedação ao Veio, através da Camisa (18).

Esta proposta de montagem dos constituintes do empanque mecânico, aqui apresentado como exemplo, vai proporcionar um afastamento das peças mais sensíveis termicamente, o que tonará o seu tempo de utilização mais lato, logo mais económico. 5

Vantagen da Inven o:

Basta dar como exemplo só a extracção mundial diária de crude, que de acordo com o Departamento de Estatística dos E. U. A. em 2009, era de 62.689 milhões de barris por dia e apenas nos 15 principais países produtores de petróleo. A todo este processo está associado o processo de bombagem de crude e como tal a presença de empanques mecânicos.

Os atuais empanquem mecânicos, pelos motivos já expostos, acabam por diminuir a sua função, dando passagem ao fluido, causando um diverso número de situações, que para além poderem vir a tomar proporções extremamente perigosas, causam paragem e consequentes necessidades de intervenção nos equipamentos. Toda esta mão-de-obra é inquantificável e dificilmente contabilizada, assim como da disponibilidade das peças de substituição que por muito caras, muitas vezes não se encontram disponíveis de imediato.

Se a invenção permitir um aumento da vida útil do empanque mecânico, consequentemente disponibilizará por mais tempo o uso dos restantes equipamentos, tornando todo o processo mais eficaz e eficiente, evitando custos inerentes à intervenção por paragem dos equipamentos.

De uma forma mais colateral, teremos benefícios ambientais no que respeita ao decréscimo de poluição e diminuição do uso de recursos naturais e materiais.

CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS ESSENCIAIS 0 conjunto de peças do empanque são obtidas por maquinação por arranque de apara, corte ou moldação são iguais aos actualmente em uso, tendo esta invenção permitir controlar o percurso do fluido a refrigerar. É neste ponto que se verifica a inovação, já que é possibilitada uma outra forma de construção e disponibilização dos componentes do empanque. 1. Cria o, atrav de montagem de pe a , de e pa o confinado que permite extra duplo arrefecimento interno em empanque para alta temperatura caracterizado por uma refrigeração extra de arrefecimento interno que vai alterar termicamente a zona onde se coloca a Junta Tórica (19) e a Junta (8), possibilitando a colocação do Casquilho do Anel Estacionário (5) que suporta o Anel Estacionário (4). Esta configuração do Casquilho do Anel Estacionário (5) é mais simples e bem mais económica de executar, tendo a vantagem de não sofrer com a aderência do fluido a bombear, comparativamente à melhor técnica disponível até ao momento que é o uso de empanque de fole. 0 empanque de fole acaba sofre impregnação do fluido a bombear, o que lhe 6 retira a flexibilidade, provocando rigidez e por consequência afecta a superfície de vedação devido a deterioração das faces. 2. Melhorar a Veda o ao Veio caracterizado por um posicionamento da Junta Tórica (32) de vedação ao Veio através da Camisa (18), já que, de acordo com a revindicação 1, pode ser recolocada (32) numa posição mais afastada da zona térmica mais crítica, ficando numa zona que lhe confere manter as suas propriedades mecânicas por mais tempo. 3. Ca quilho montado com um conjunto de Mola - caracterizado pelo facto de o Casquilho do Anel Estacionário (5) poder assim ter a possibilidade de ser montado com um conjunto de Molas (20) que se encontram protegidas e que garantem o posicionamento das faces de vedação (3) e (4) . Neste ainda é possível reutilizar, podendo ser depositado um material de adição apropriado para ser mais resistente ao desgaste da junta (7) e a Junta Tórica (19). 4. Refrigera o extra de arrefecimento interno na Junta caracterizado pelo facto de a zona do 2o Empanque beneficiar, de acordo com a revindicação 1, de uma refrigeração extra de arrefecimento interno, proporcionando melhores condições de utilização para as Juntas Tóricas (24) e (27). 5. Refrigera o extra de arrefecimento interno no Ca quilho caracterizado pelo facto do Casquilho do Anel Estacionário Secundário (23), de acordo com a revindicação 1, ir beneficiar de situação idêntica à descrita do Casquilho do Anel Estacionário (5) que suporta o Anel Estacionário (4). 6. Di ponibilizar refrigera o a outra pe a caracterizado por o facto de acrescer, de acordo com a revindicação 1, a possibilidade de se poder disponibilizar refrigeração para o espaço que fica entre as peças (18), (22), (23), (31) e (32). 7. Aumento do tempo de utiliza o caracterizado pelo facto de esta proposta de montagem dos constituintes do empanque mecânico, de acordo com a revindicação 1, ir proporcionar um afastamento das peças mais sensíveis termicamente.

Data: 27-10-2011

Claims (7)

1 REIVINDICA ES 1. Cria o, atrav de montagem de pe a , de e pa o confinado que permite extra duplo arrefecimento interno em empanque para alta temperatura caracterizado por uma refrigeração extra de arrefecimento interno que vai alterar termicamente a zona onde se coloca a Junta Tórica (19) e a Junta (8), possibilitando a colocação do Casquilho do Anel Estacionário (5) que suporta o Anel Estacionário (4).

2. Melhorar a Veda o ao Veio caracterizado por um posicionamento da Junta Tórica (32) de vedação ao Veio através da Camisa (18), já que, de acordo com a revindicação 1, pode ser recolocada (32) numa posição mais afastada da zona térmica mais critica, ficando numa zona que lhe confere manter as suas propriedades mecânicas por mais tempo.

3. Ca quilho montado com um conjunto de Mola caracterizado pelo facto de o Casquilho do Anel Estacionário (5) poder assim, de acordo com a revindicação 1, ter a possibilidade de ser montado com um conjunto de Molas (20) que se encontram protegidas e que garantem o posicionamento das faces de vedação (3) e (4) .

4. Refrigera o extra de arrefecimento interno na Junta caracterizado pelo facto de a zona do 2o Empanque beneficiar, de acordo com a revindicação 1, de uma refrigeração extra de arrefecimento interno, proporcionando melhores condições de utilização para as Juntas Tóricas (24) e (27) .

5. Refrigera o extra de arrefecimento interno no Ca quilho caracterizado pelo facto do Casquilho do Anel Estacionário Secundário (23), de acordo com a revindicação 1, ir beneficiar de situação idêntica à descrita do Casquilho do Anel Estacionário (5) que suporta o Anel Estacionário (4).

6. Di ponibilizar refrigera o a outra pe a caracterizado por o facto de acrescer, de acordo com a revindicação 1, a possibilidade de se poder disponibilizar refrigeração para o espaço que fica entre as peças (18), (22), (23), (31) e (32) .

7. Aiomento do tempo de utiliza o caracterizado pelo facto de esta proposta de montagem dos constituintes do empanque mecânico, de acordo com a revindicação 1, ir proporcionar um afastamento das peças mais sensíveis termicamente. Data :27-10-2011