PT1531942E - Dispositivo para um separador de ciclone - Google Patents

Description

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DESCRIÇÃO "Dispositivo para um separador de ciclone"

Este invento refere-se a um separador de ciclone. Mais precisamente, o mesmo refere-se a um ciclone do tipo o qual é utilizado para separar um fluido, de preferência na forma de gotas a partir de um gás.

Quando se separam as gotas de fluido a partir de um gás ou uma mistura de gás, por exemplo gotas de água a partir de ar ou condensado a partir de um gás de petróleo, o tamanho das gotas mais pequenas a serem separadas é determinante para a eficiência do processo de separação. Também é desejável que a separação seja realizada com uma perda de pressão no escoamento de gás tão pequena quanto possível, pelo facto de uma perda de pressão num processo provocar na maioria das vezes um custo de energia. A separação de um gás pode ser vantajosamente efectuada ao passar o gás, o qual tem de ser limpo, através de um ciclone. Mostrou-se que os chamados ciclones axiais, onde o gás que se escoa através de um tubo principalmente na direcção axial do tubo assume uma rotação em torno do eixo central do tubo, são bem adequados para esta finalidade.

Os ciclones axiais na arte anterior são normalmente formados como um tubo cilíndrico no qual está colocado de modo concêntrico um elemento rotativo, compreendendo um corpo cilíndrico, de preferência substancialmente em forma de gota, e várias pás axiais distribuídas em torno do eixo do tubo, entre o corpo e a superfície interna do tubo.

Quando o gás se escoa entre as pás, a velocidade do escoamento aumenta devido à redução do corpo da área de secção transversal do tubo e, devido às pás, o gás assume uma rotação em torno do eixo do tubo. O relativo às gotas de fluido mais pesado do gás é atirado para fora pela força centrífuga na direcção da armação de tubo no tubo a jusante ao elemento rotativo. 0 tubo do ciclone pode a jusante do elemento rotativo estar equipado com fendas longitudinais através das quais as gotas de fluido podem escoar para fora. 2

ΕΡ 1 531 9 42/PT Ο corpo central do elemento rotativo faz com que a velocidade do escoamento do gás mais perto do corpo desacelere. Deste modo, algumas das gotas podem ser depositadas sobre o corpo e irão, devido à baixa velocidade de rotação, não ser separadas para fora a jusante do elemento rotativo. Este fenómeno é muitas vezes chamado "deslizamento de fluido". A GB1127514 (Bahco) descreve um separador de ciclone no qual estão posicionadas pás de guia para transmitirem um movimento rotativo ao escoamento de gás, e formando parte de um anel de pás de guia, o qual é proporcionado de tal modo que pode ser ajustado axialmente dentro de uma porção que afunila de uma camisa do separador. A prática comum em conformidade com a arte anterior de colocar um corpo central no elemento rotativo demonstrou não ser possível alcançar o grau necessário de separação pretendida para algumas aplicações. 0 objecto do invento consiste em ultrapassar as desvantagens na arte anterior. 0 objecto é conseguido de acordo com o invento pelas características dadas na descrição abaixo e as reivindicações de patente que se seguem.

Em conformidade com o invento, é atribuída ao gás que se escoa a aceleração necessária ao reduzir de modo cónico o diâmetro do tubo de ciclone na secção no elemento rotativo desde um diâmetro a montante da entrada do elemento rotativo até um diâmetro mais pequeno a jusante da saída do elemento rotativo. 0 elemento rotativo de acordo com o invento não compreende qualquer corpo central, pelo facto de as pás axiais distribuídas em torno do centro do tubo de ciclone se unirem na entrada do elemento rotativo. 0 próprio elemento rotativo reduz assim a área de escoamento de secção transversal do ciclone apenas num valor insignificante e, desse modo, nem contribui para um valor que mereça a pena mencionar na redução da velocidade de escoamento do gás. Na 3

ΕΡ 1 531 9 42/PT prática, a redução da área não excede 20% da área de escoamento de secção transversal.

Algumas das gotas que existem no gás encontram a parte cónica do ciclone quando se escoam através do elemento rotativo e já estão ali separadas do fluido. Mesmo que as gotas venham a permanecer fixas à parte cónica, as mesmas irão, depois do escoamento passar o elemento rotativo, escaparem para fora através das fendas na área a jusante do ciclone. De modo similar, as gotas que se depositam nas pás axiais irão ser puxadas para o gás rotativo e ser atiradas para fora através das fendas. A redução no diâmetro do tubo a jusante do elemento rotativo, que difere da arte anterior, faz com que seja dado ao gás de igual velocidade de rotação uma maior força centrífuga na superfície de cilindro interna do ciclone.

Os ensaios mostraram que um ciclone axial de acordo com o invento em comparação com os ciclones axiais de acordo com a arte anterior, em condições similares, irá demonstrar uma eficiência bastante melhor. É dada no que se segue uma descrição de um exemplo não limitador de uma concretização preferida, que está representado nos desenhos que se seguem, onde: a Fig. 1 mostra um ciclone axial onde uma parte da armação do ciclone foi removida para ilustrar o elemento rotativo do ciclone, e onde as setas indicam a direcção do escoamento através do ciclone.

Nos desenhos o número de referência 1 indica um ciclone axial que compreende, na direcção do escoamento do gás, um tubo de entrada 2, um componente de transição cónico 4 e um tubo a jusante 6. O tubo a jusante 6 está equipado com um número de fendas 8.

Um elemento rotativo 10, o qual compreende um número de pás axiais 14 distribuídas em torno do eixo central 12 do ciclone axial, está colocado na parte de transição cónica 4, onde as pás se projectam a partir de uma união 4 ΕΡ 1 531 942/ΡΤ substancialmente comum 16, em que a união 16 no lado de entrada 10 do elemento rotativo corresponde ao eixo central 12, principalmente numa direcção radial para a armação da parte de transição cónica 4.

Quando o gás e as gotas de fluido se escoam para o tubo de entrada 2 e ainda para o elemento rotativo 10, ver as setas na Fig. 1, o fluido que se escoa para dentro assume uma rotação por meio das pás axiais 14. Simultaneamente, a velocidade do escoamento do fluido aumenta devido à redução na área de secção transversal na parte de transição cónica 4. A separação primária das gotas de fluido a partir do gás tem lugar na parte a jusante 6 do ciclone axial onde o movimento de rotação do gás em torno do eixo central 10 faz com que, em comparação com o gás, as gotas de fluido mais pesadas sejam atiradas para fora através das fendas 8.

Lisboa, 2011-01-11

Claims (3)

1. ΕΡ 1 531 942/ΡΤ 1/1 REIVINDICAÇÕES 1 - Ciclone axial (1) do género que é utilizado para separar um fluido a partir de um gás, onde o gás, durante o escoamento através do ciclone axial (1), principalmente numa direcção axial do ciclone axial (1), assume uma rotação em torno de um eixo central (12) do ciclone axial (1), e onde o ciclone axial (1) na direcção do escoamento compreende um tubo de entrada (2), uma parte de transição (4) com um elemento rotativo (10) que tem uma entrada e compreendendo pás axiais (14), e um tubo a jusante (6), em que a área de secção transversal do tubo a jusante (6) é mais pequena do que a área de secção transversal do tubo de entrada (2), caracterizado por as pás axiais (14) do elemento rotativo (10) se unirem na entrada do elemento rotativo (10) de tal modo que a área de secção transversal do elemento rotativo (10) na direcção de escoamento é menor do que 20 % da área de escoamento do tubo de entrada (2), de modo que o elemento rotativo (10) reduz a área de secção transversal do ciclone axial (1) apenas numa extensão insignificante.
2. 2 - Ciclone axial (1) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por as pás axiais (14) do elemento rotativo (10) se projectarem a partir de uma união substancialmente comum (16), principalmente de modo radial para fora na direcção da superfície interna do ciclone axial (1).
3. 3 - Ciclone axial (1) de acordo com a reivindicação 1 ou 2, no qual o tubo a jusante (6) está equipado com um número de fendas (8), estando as fendas (8) configuradas de tal modo que, em utilização, as gotas de fluido são atiradas para fora através das fendas (8). Lisboa, 2011-01-11 53χ 9*2/ΡΤ l/l

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