PT682553E - Aparelho para drenagem de petroleo e agua de uma superficie especialmente do conves de um navio tanque - Google Patents

Aparelho para drenagem de petroleo e agua de uma superficie especialmente do conves de um navio tanque Download PDF

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Description

87 316 ΕΡ Ο 682 553/ΡΤ
DESCRICÃQ “Aparelho para drenagem de petróleo e água de uma superfície, especialmente do convés de um navio tanque” O invento refere-se a um aparelho para drenagem de dois líquidos não miscíveis que têm diferentes densidades, tais como água e petróleo, a partir de uma superfície, especialmente a partir do convés de um navio tanque.
Quando um navio tanque transporta petróleo, o mesmo fica em geral com um chamado caimento para a popa, i. é, com um calado maior à popa do que tinha anteriormente. Além disso, tais navios são construídos com uma curvatura de convés, i. é, o convés curva para cima no sentido da linha do centro e depois para baixo no sentido dos lados do navio em ambos os lados. Isto faz com que a água da chuva e as aguas sujas no convés possam depois escoar-se e para os lados. Os navios tanque têm adicionalmente em ambos os lados na direcção longitudinal uma tira de ferro lisa vertical a qual está soldada ao convés. Essa tira tem cerca de 150 mm de altura ao longo de todo o seu comprimento e serve para evitar que o petróleo se escoe para fora de borda. Por forma a ser possível conservar o convés livre de água noutros casos que não tenham que haver com o manuseamento da carga, cada tira ao longo de todo o seu comprimento tem uma multiplicidade de furos de drenagem, os chamados embornais.
No manuseamento da carga é um requisito que os embornais estejam fechados. Como um liquido na situação de caimento à popa se escoa para a popa e para fora para os lados, a referida tira tem nesta situação uma função muito modesta. O líquido é recolhido numa bolsa em forma de cunha em ambos os lados do bordo traseiro do convés onde o escoamento é parado pela superestrutura traseira do navio. Com um escoamento contínuo, o nível do líquido eleva-se até ao bordo superior da tira mais à popa e o líquido escoa-se para fora de bordo. Se houver água junto ao bordo traseiro do convés quando ocorrer uma fuga de petróleo para o convés, o petróleo escoa-se por cima da água e para fora de borda. Portanto o convés, por exemplo com tempo chuvoso, deve ser continuamente drenado por abertura do embornal mais à popa. Se então ocorrer uma fuga de petróleo, o petróleo correrá para fora de borda através do embornal. Se o convés estiver seco, no caso de uma fuga de petróleo haverá problemas em afastar o petróleo antes que suba acima da tira e se escoe para fora de borda. 2 87 318 ΕΡ Ο 682 553/ΡΤ
Ocorre que se prepararam pequenas bombas accionadas pneumaticamente, as quais servem para drenar a fuga de petróleo para um tanque adequado no navio. Na maior parte dos casos, contudo, a preparação para tratar destas fugas limita-se a ter disponíveis alguns tambores de petróleo lubrificante, pás e serradura. Isto é com frequência insuficiente no caso de fugas de petróleo maiores. É conhecido o uso de separadores de petróleo e água (US-A-1627569).
Assim, o objectivo do invento é proporcionar um aparelho que elimine os problemas acima mencionados, e o qual de uma maneira simples mas eficiente proporcione drenagem separada de petróleo e água de uma superfície, e especialmente do convés de um navio tanque. O objectivo acima é conseguido com um aparelho tal como definido na reivindicação 1. O aparelho de acordo com o invento está baseado no princípio dos vasos comunicantes. Como se sabe, com um par de vasos comunicantes os quais contenham o mesmo líquido, por exemplo água, consegue-se um equilíbrio com exactamente os mesmos níveis em ambos os vasos. Se deitar-mos petróleo no topo da água num vaso consegue-se um equilíbrio a um nível mais alto nesse vaso uma vez que o petróleo é sempre mais leve do que a água. Assim consegue-se, nos dois vasos, um equilíbrio do peso entre as colunas líquidas a um nível mais ou menos alto no vaso contendo petróleo.
Como se relata acima, o recipiente aberto para cima formando um poço no aparelho de acordo com o invento tem um tubo interior cuja extremidade superior está ligada aos meios de descarga inferior do recipiente, meios esses que formam uma descarga para o lado do mar quando o aparelho estiver instalado num navio. O tubo interior está cheio com água, e o bordo inferior da descarga serve como controlo do nível da coluna de água neste tubo. Os meios de descarga superiores do recipiente formam uma descarga para petróleo que, durante o funcionamento, flutua na água no recipiente, ficando o bordo inferior desta descarga colocado mais acima do que os meios de descarga do tubo interior. A distância vertical entre os bordos inferiores da descarga do petróleo e da descarga da água está dependente da profundidade do recipiente e da densidade do petróleo manuseado no caso em questão. 3 87 316 ΕΡ Ο 682 553/ΡΤ
Numa concretização vantajosa do aparelho, os primeiros meios de descarga compreendem um tubo de descarga que é equipado com uma válvula de fecho. Preferivelmente, esta válvula poderia ser uma válvula de cunha que tem um amortecedor que está preparado para fechar a partir de baixo e para cima, de modo a que o bordo superior do amortecedor estabeleça o nível exterior da válvula. Por meio de uma tal válvula, o aparelho pode ser ajustado para diferentes densidades do petróleo. O invento será ainda descrito abaixo em ligação com uma concretização exemplificativa com referência aos desenhos, em que: a fig. 1 mostra uma vista esquemática por cima de um navio que está provido de dois aparelhos de acordo com o invento; a fig. 2 mostra uma vista lateral do navio da fig. 1; a fig. 3 mostra uma vista esquemática em corte transversal incompleto de um navio com dois aparelhos de acordo com o invento; a fig. 4 mostra uma vista lateral de um aparelho de acordo com o invento; e as fig. 5 e 6 mostram vistas laterais correspondendo a da fig. 4, em escala reduzida, para explicação da maneira de funcionar do aparelho. O aparelho de acordo com o invento pode em principio ser usado para drenagem separada de dois líquidos arbitrários não miscíveis que têm diferentes densidades. Primariamente, contudo, é destinado para drenagem de água e fugas de petróleo do convés de um navio tanque, e será descrito sob esse aspecto a seguir. A figs. 1 e 2 mostram um navio tanque que é equipado com dois aparelhos 10 de acordo com o invento. O navio tem uma área de vante de carga 2 e uma superestrutura 3 à ré, e os aparelhos 10 estão instalados no bordo traseiro mais exterior da área de carga em ambos os lados do navio. Como se depreende da fig. 2, durante o manuseamento da carga o navio tem um calado maior à popa do que antes (caimento à popa), e além disso tem uma curvatura de convés como se mostra na fig. 3, de modo a que o líquido no convés 4 corra para a popa e se junte em áreas onde os aparelhos 10 estão instalados. A tira de ferro plana mencionada na introdução, a qual está instalada ao longo de cada lado do navio e o qual serve para evitar que o petróleo corra para fora de bordo, está designada pelo número 5 na fig. 3. 4 87 316 ΕΡ Ο 682 553/ΡΤ
Na vista em corte transversal na fig. 3, os dois aparelhos 10 são mostrados instalados na região superior dos respectivos tanques de lastro 6, e para guiar o petróleo para os respectivos tanques de desperdícios 7.
Uma concretização de um aparelho de acordo com o invento será descrita mais extensamente com referência à fig. 4. O aparelho 10 compreende um recipiente 11 com a forma de um tubo de aço adequadamente dimensionado (diâmetro D), o qual está aberto no topo e fechado no fundo 12, por exemplo, com uma chapa de aço. Em uso, o tubo é instalado (soldado) com o seu bordo superior nivelado com o convés 4 como mostra a fig. 3, de forma a constituir um poço que de modo adequado possa ser designado como “poço de embornal”. Na sua porção superior o tubo 11 está provido de uns primeiros meios de descarga 13 a uma altura Hi acima do fundo 12, e uns segundos meios de descarga 14 a uma altura H2 acima do fundo, onde Hi< H2, de modo a que haja uma diferença de nível adequada entre os meios de descarga. Dentro do tubo 11 está instalado um tubo interior 15 que tem uma extremidade inferior aberta a uma altura adequada acima do fundo 12, e uma extremidade superior que está instalada de uma maneira adequada entre a parede do tubo 11 e está ligada aos primeiros meios de descarga 13. Estes meios consistem num tubo de descarga 16 que, por intermédio de uma válvula de fecho 17 esquematicamente ilustrada, conduz a uma abertura 18 no lado do navio, como mostra a fig. 3.
Os segundos meios de descarga 14 consistem num tubo de descarga 19 que, por intermédio de uma válvula de fecho 20 esquematicamente ilustrada, está ligado a um tanque adequado para receber o petróleo (o tanque de aguas sujas 7) por intermédio de um sifão 21. O tubo de descarga 19 está soldado a um furo adequado na parede do tubo 11, e projecta-se a uma determinada distância para dentro do tubo 11 e está obliquamente cortado, com a parte mais longa da extremidade de tubo 22 localizada mais acima, como se mostra por linhas tracejadas na fig. 4. Isto protege contra um escoamento de água do convés do navio que escoa para a descarga. Como alternativa, poderá instalar-se um rebordo adequado projectando-se para fora da extremidade do tubo 19 no lado superior e nos seus lados, c que adequadamente se inclinam para baixo, para cobrir e proteger a descarga contra o ingresso de água. O tubo interior 11 e o tubo de descarga de petróleo !9 na fig. 4 são ilustrados como tendo o mesmo diâmetro Di. Contudo, os mesmos não precisam de ter o mesmo diâmetro. 5 87 316 ΕΡ Ο 682 553/ΡΤ A abertura superior do recipiente 11 que forma poço como expediente usado na pratica será coberto por um gradeado protector (não mostrado). Adicionalmente, pode ser coberto por uma tampa quando não estiver a ser usado. Na extremidade inferior do recipiente está provida com vantagem uma abertura para efeitos de limpeza ou outros, abertura essa que pode ser coberta por uma tampa adequada, por exemplo de 15 x 15 cm, que pode ser aparafusada à parede do recipiente.
Para elucidar mais a função do aparelho, faz-se referência às figs. 5 e 6. A fig. 5 mostra o estado ao arranque antes do uso. O aparelho, i.é, o recipiente 11 e o tubo interior 15, aqui está cheio de água até ao nível Hi depois das válvulas 17 e 20 serem abertas, e também o sifão de líquido 21 está cheio de água (ou petróleo). Com o adicional enchimento de água (da chuva) o nível sobe um pouco, mas a água escoa-se continuamente para fora através do tubo de descarga de água 16, de modo que existe um equilíbrio no sistema.
Se se encher com petróleo o tubo exterior 11, um peso correspondente de uma coluna de água será descarregado através do tubo de descarga de água 16 por intermédio do tubo interior 15. Quanto mais leve for o petróleo, maior será a diferença em altura entre a coluna de petróleo no tubo exterior e a coluna de água no tubo interior. O essencial é que o petróleo seja “capturado”. Com fornecimento adicional de petróleo, ocorre finalmente um equilíbrio entre o tubo exterior e o tubo interior quando o petróleo tiver subido para o nível H2, i.é, para o bordo inferior do tubo de descarga de petróleo 19. Com um fornecimento de petróleo adicional, alguma água é imprimida para fora através do tubo de descarga 16 ao mesmo tempo que o nível de petróleo no tubo 11 se eleva e o petróleo se escoa para fora através do tubo de descarga 19. Simultaneamente, um correspondente volume de água no sifão de líquido 21 é substituído por petróleo. Esta situação é mostrada na fig. 6 onde a água é mostrada com um sombreado um pouco mais ligeiro do que o petróleo, e a coluna de água no tubo interior 15 acima do fundo da coluna de petróleo em adição é mostrada raiada.
No caso de uma possível fuga de petróleo no navio, pressupõe-se que será descoberta pela tripulação, e que a válvula de descarga de água 17 então, por questões de segurança, é fechada. O petróleo então é descarregado directamente para o tanque de recolha do petróleo.
Depois do uso do aparelho, 0 recipiente 11 é esvaziado por meio de uma bomba adequada. 6 87 316 ΕΡ Ο 682 553/ΡΤ
Os parâmetros importantes na construção do aparelho são as alturas Hi e H2, e o comprimento L da coluna do sifão de líquido. Como um exemplo, pode pressupor-se que a altura H2 é metade água e metade petróleo quando o petróleo começa a escoar-se para fora através da descarga. Com uma densidade do petróleo de 0,8 (por exemplo gasóleo), temos assim: H-ι x 1,0 = H2/2 x 1,0 + H2/2 x 0,8 i.é, H1 = 0,9 H2
Se a estrutura com Η2 = 2,5 m for escolhida, então Hi= 2,25 m. A estrutura é então dimensionada para água que tem uma densidade de 1,0 e para petróleo que tem uma densidade de 0,8.
Por forma a não mudar a razão entre coluna de petróleo e de água sobre a altura H2, mesmo se a densidade do petróleo variar, a válvula de descarga de água 17 pode ser usada para ajustar a diferença de altura entre H1 e H2, i. é, um ajuste para petróleos que têm uma maior densidade do que 0,8. Para conseguir este objectivo, a válvula poderia com vantagem ser uma válvula de cunha que tem um amortecedor quadrado que está preparado para fechar a partir de baixo e para cima, de maneira a que o bordo superior do amortecedor estabeleça o nível de descarga da válvula. A válvula poderá ser de um tipo conhecido e comercialmente disponível e, mais especificamente, uma válvula de cunha operando por meio de haste a qual está instalada virada ao contrário. Desta maneira, a diferença entre H2 e H1 é diminuída, o que em princípio significa uma adaptação a petróleos com densidades superiores a 0,8. Na pratica, o sifão de líquido será dimensionado em relação às pressões correntes as quais podem ocorrer no tanque de recolha do petróleo. A este respeito, é vantajoso que a válvula esteja provida de uma escala de ajuste calibrada, para ajuste da válvula de acordo com a diferença de densidade entre a água e o petróleo em questão.
A altura do sifão de líquido L depende do ajuste da válvula de segurança (válvula ΡΛ/, não ilustrada) a qual é usada para o tanque de recolha do petróleo, i. é, os ajustes para sobre pressão e sub pressão. Esta pressão pode ser a máxima de 20700 Pa (2100 mm WC) do lado da sobre pressão e a máxima de 6900 Pa (700 mm WC) do lado da sub pressão. Na maior parte dos casos esses ajustes são 13800 e 2450 Pa, respectivamente (1400 e 350 mm WC, respectivamente). A 7 07 316 ΕΡ 0 682 553/ΡΤ quantidade L toma-se então aproximadamente 700 + 175 = 875 mm, e a altura total no lado da descarga torna-se pelo menos o dobro. O petróleo ali é dividido por 0,8. O aparelho ou dispositivo de acordo com o invento pode com vantagem ser fabricado como uma unidade ou módulo, pronto a instalar no local de uso corrente. Altemativamente, pode ser construído no local, i. é, construído de partes individuais no local de uso, por exemplo num navio tanque. Se for desejável de forma a aumentar a capacidade do aparelho, o recipiente que forma o poço pode ser provido de diversos primeiros e diversos segundos meios de descarga, sendo cada um dos primeiros meios de descarga ligados no recipiente a um tubo interior associado.
Lisboa, 23 f;QV. 2G'J1
Por HANS HERMANSSON - O AGENTE OFICIAL -

Claims (8)

  1. 87 316 ΕΡ Ο 682 553/ΡΤ 1/2 Reivindicações 1. Aparelho para drenagem e separação de dois líquidos não miscíveis que têm diferentes densidades, tais como água e petróleo, de uma superfície, em especial a partir do convés (4) de um navio tanque (1), compreendendo um recipiente (11) que tem uns primeiros (13) e uns segundos (14) meios de descarga para os líquidos mais pesados e para os líquidos mais leves, respectivamente, sendo os primeiros meios de descarga (13) ligados à extremidade superior de um tubo (15) que se prolonga de uma maneira vedada através da parede lateral do recipiente (11) e prolongando-se para baixo dentro do recipiente e tendo uma extremidade inferior aberta ligeiramente acima do fundo (12) do recipiente (11), caracterizado por o recipiente (11) ter uma extremidade superior aberta que está adaptada para ser instalada com o seu bordo superior essencialmente nivelado com a dita superfície, de forma a formar um poço aberto para cima para os líquidos, e de modo a que os primeiros meios de descarga (13) estejam situados num nível mais baixo do que o nível dos segundos meios de descarga (14).
  2. 2. Aparelho de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por os primeiros meios de descarga (13) compreenderem um tubo de descarga (16) que está provido de uma válvula de fecho (17).
  3. 3. Aparelho de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por a válvula (17) ser uma válvula de cunha que tem um amortecedor que está preparado para fechar a partir de baixo e para cima, de forma a que o bordo superior do amortecedor estabeleça o nível de descarga da válvula (17).
  4. 4. Aparelho de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por a válvula (17) ser equipada com uma escala de ajuste calibrada para ajustamento da válvula (17) de acordo com as diferenças de densidades entre os dois líquidos a serem drenados.
  5. 5. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 1-3, caracterizado por os segundos meios de descarga (14) compreenderem um tubo de descarga (19) que está provido de uma válvula de fecho (20).
  6. 6. Aparelho de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por o tubo de descarga (19) estar ligado a um tanque de recolha (7) por intermédio de um sifão de líquido (21). Sr 316 EP 0 682 553/PT 2/2
  7. 7. Aparelho de acordo com a reivindicação 5 ou 6, caracterizado por o tubo de descarga (19) se projectar a uma determinada distância para dentro do recipiente (11) e ser obliquamente cortado, estando a parte mais longa da extremidade de tubo (22) localizada mais acima.
  8. 8. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado por o recipiente (11) estar provido de diversos primeiros e diversos segundos meios de descarga, sendo cada um dos primeiros meios de descarga ligados a um tubo interior associado dentro do recipiente. Lisboa, 23. HONL m Por HANS HERMANSSON - O AGENTE OFICIAL -
    EAg.° ANTÓNIO JOÃO DA CUNHA FERREIRA Ag. 0{. Pr. Ind-Rua das Flores, 74-4,° 1200-195 LISBOA
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