PT83390B - Dispositivo de separacao e descarga de condensados - Google Patents

Description

OHl do elemento cilíndrico em direcção à abertura de descarga. Além disso é proporcionada a existência de uma secção de purga que se acha situada por debaixo do elemento cilíndri co e que inclui uma válvula de descarga de condensados que se acha dotada de uma bóia e de uma cobertura própria para cobrir a referida b<5ia.

No caso do dispositivo acabado de refjs rir é necessário formar na cobertura da bóia um pequeno fu ro de saída de ar. O gás contendo condensados vai colidir contra a superficie interior da parede do invólucro exterior durante a sua passagem através da passagem de admissão de vapor de água na secção do separador, indo os conden sados ser separados do vapor de água. Os condensados vão cair sob a forma de gotas e ser recolhidos no fundo do invólucro exterior. Neste caso se não existir o pequeno furo a bóia vai ser impedida de subir devido á pressão do ar re sidual que fica retido no interior da cobertura da bóia e que vai ser comprimido à medida que vai aumentando a quantidade de condensados. Em consequência disso os condensados não podem ser descarregados. Beste modo é necessário formar um pequeno furo na cobertura da bóia. Se existir um pequeno furo na parte superior da cobertura da bóia os con densados que se acham contidos no interior da cobertura da bóia vão subir em turbilhão e passar através do pequeno fu ro impelidos pelo vapor que continua animado de movimento turbilhonar mesmo depois de passar através da passagem de admissão de vapor de água, provocando uma sensível redução do rendimento da separação dos condensados do seio do vapor de água.

Um dos objectivos do presente invento consiste em resolver os problemas anteriormente referidos. Para isso, de acordo com o presente invento, é proporciona do um dispositivo de separação e descarga de condensados j.60$00 |

em que existe pelo menos um pequeno furo formado na cobertura da bóia, e que á caracterizada por esse pequeno furo se encontrar localizado sobre um círculo cujo centro coincide com o eixo de simetria da cobertura da b<5ia e cujo raio á obtido multiplicando-se o diâmetro exterior da cober tura da bóia por um coeficiente cujo valor se acha compreendido entre 0,2 e 0,36. Este dispositivo pode ser utiliza do para a separação e descarga de condensador, ou de outros líquidos, do seio do vapor de água, do ar comprimido ou de qualquer outro gás.

De acordo com o presente invento, um gás contendo condensados no seu seio vai ser fornecido atra vás de uma abertura de admissão, vai descer em turbilhão atravás de uma passagem de admissão e vai passar para a vi zinhança da cobertura de uma bóia. Os condensados vão primeiro precipitar-se ao longo da superfície interior da parede do invólucro exterior durante a passagem do gás atravás da passagem de admissão, e ser recolhidos no fundo do invólucro exterior. Dor outro lado o gás vai subir a partir da vizinhança da cobertura da bóia e continuando a subir vai passar atravás do elemento cilíndrico dirigindo-se em direcção à abertura de descarga. Quando os condensados recolhidos no fundo do invólucro exterior atingem um preda terminado nivel, a bóia sobe de maneira a abrir a válvula de descarga e deixar sair os condensados.

Se o pequeno furo for formado na parte superior, ou mais alta, da cobertura da bóia, os condensados que se acham contidos no interior da cobertura da bóia vão subir em turbilhão impelidos pelo gás visto que este se encontra animado de movimento turbilhonar quando atinge a vizinhança da cobertura da bóia. No entanto se, de acordo com o presente invento, o pequeno furo for formado numa

posição conforme com aquela que foi anteriormente referida, nfio existe qualquer possibilidade de os condensados se, rem atirados para cima animados de um movimento turbilhonar.

Em seguida irá ser descrito um modelo de realização de um dispositivo de separação e descarga de condensados de acordo com o invento, incluindo a cobertura da bóia que ê utilizada no referido dispositivo, sendo a referida descrição feita a título de exemplo e com referen cia aos desenhos anexos em que a Fig. 1 é uma vista em corte de uma cobertura de bóia de acordo com o presente invento; a Fig. 2 é uma vista por debaixo da oo bertura da Fig. 1; e a Fig. 3 á uma vista em corte, segundo um plano vertical longitudinal, do dispositivo de separação e descarga de condensados que incorpora a cobertura de bóia que se acha representada nas Figs· 1 e 2*

Em relação aos desenhos temos que na Fig. 3 se encontra representado um dispositivo de separação e descarga de condensados de vapor de água que incorpo, ra uma válvula redutora de pressão e que compreende um invólucro exterior (2), uma secção (4) formada por uma válvu la redutora de pressão formada no invólucro exterior (2), uma secção (30) formada por um separador e situada por debaixo da secção (4) da válvula redutora de pressão, e uma secção (8) de purga situada por debaixo da secção (30) do separador.

Na secção (4) da válvula redutora de pressão ê estabelecido um predeterminado valor para a pres são secundária do vapor de água por meio de uma mola heli- coidal de regulação (12) cuja tensão é por sua vez regulada por meio de um parafuso de regulação (10). Quando o dia fragma (14) 6 empurrado para baixo devido a uma redução na pressão secundária do vapor de água que actua sobre a face inferior do diafragma, a válvula piloto (16) separa-se da sede de válvula (18). Em consequência disso, a partir da abertura de admissão (20) e através das passagens (22a), (22b), (22c) e (22d) vai ser admitido vapor de água a ma pressão primária que vai actuar sobre o êmbolo (24). Por conseguinte o êmbolo (24) vai deslocar-se para baixo e a válvula principal (26), que se acha encostada contra a extremidade inferior do êmbolo (24), vai separar-se da res-pectiva sede de válvula (28). 0 vapor de água a uma pressão primária que se encontra presente na zona da abertura de admissão é autorizado a passar através da secção (30) do separador, definida entre o invólucro exterior e o separador (6), e a penetrar no separador (6). Em seguida o vapor de água à pressão primária vai passar através da válvula principal (26) que se encontra aberta e vai atingir a aber tura de descarga (32). A abertura de descarga (32) comunica através das passagens (34a) e (34b) com uma câmara (37) que se acha parcialmente limitada pelo diafragma (14). Quando a pressão do vapor de água na zona da abertura de descarga (32), isto é, a pressão secundária do vapor de á-gua se toma mais elevada do que o valor de regulação esta belecido pela mola helicoidal de regulação (12), o diafragma (14) vai ser empurrado para cima contra a força elásti ca da mola (12) de modo a regular o grau de abertura da válvula piloto (16) e desta maneira fazer com que o valor da pressão secundária do vapor de água se reduza até voltar para o valor de regulação estabelecido. Inversamente, quando a pressão secundária do vapor de água se torna mais baixa do que o valor de regulação estabelecido, o grau de abertura da válvula piloto vai aumentar de maneira a fazer

com que o valor da pressão secundária do vapor de água suba atá voltar ao valor de regulação estabelecido. Por outras palavras, a secção (4) da válvula redutora de pressSo é destinada a fazer com que a pressão secundária do vapor de água mantenha um valor igual ao vapor de regulação. A secção (30) do separador compreende uma passagem de admissão de vapor de água definida entre a superfície periférica exterior do substâncialmente cilíndrico separador (6) e a superfície interior da parede do invólucro exterior (2). 0 elemento cilíndrico (6) apresenta um sistema de guiamento (não representado) na sua súper fície exterior, de maneira que o vapor de água que passa através da secção (30) do separador pode ser guiado de modo a seguir uma trajectória espiral descendente ao longo da superfície interior da parede do invólucro exterior (2). Ao mesmo tempo que o vapor de água atravessa desta maneira I turbilhonar a secção (30) do separador, os condensados vã<j -se depositando sobre a superfície interior da parede do invólucro exterior (2), formando depois gotas que vão cair e ser recolhidas no fundo do invólucro exterior (2). 0 vapor de água, depois de separado dos condensados, vai por dentro do elemento cilíndrico (6) passar para a secção (4) da válvula redutora de pressão. 0 elemento cilíndrico (6) encontra-se dotado de uma série de suportes (34) que se acham dispostos sobre um bordo periférico exterior e distribuídos a intervalos adequados uns em relação aos outros, e acha-se fixado à superfície interior da parede do invólu cro exterior (2) por meio dos suportes (34)* A secção de purga (8) inclui uma sede (36) de válvula de purga que comunica com o exterior na zo na do fundo do invólucro exterior (2). Existe uma bóia (38) própria para assentar ou se separar da sede (36) da

válvula de purga. Quando a quantidade dos condensados reco lhidos no fundo do invólucro exterior (2) da maneira ante-riormente referida for menor do que uma quantidade predeterminada, a bóia (38) irá assentar na sede (36) da válvula de purga a fim de impedir a descarga dos condensados. Quando os condensados recolhidos forem em quantidade superior a uma quantidade predeterminada, a bóia (38) irá subir a fim de se separar da sede (36) da válvula de purga, indo assim permitir que os condensados possam ser descarre gados através da válvula de purga para o lado de fora do invólucro exterior (2). É proporcionada a existência de uma cobertura (40) para a bóia (38) que vai cobrir substâncial-mente a metade superior desta mesma bóia. Conforme se encontra representado nas Figs. 1 e 2, a cobertura (40) para j a bóia apresenta a forma de uma campânula substancialmente ; eléptica quando vista em planta, 0 nómero de referência | (42) designa as patas de fixação da cobertura (40). A cober tura (40) para a bóia (38) apresenta um pequeno furo de pasi sagem (44) aberto numa posiçSo um pouco abaixo da parte ma is alta da cobertura (40), isto é, numa posição que fica a uma distância mínima (A) do eixo principal da cobertura (40), ou seja, a uma distância recta (A) do centro do eixo da cobertura (40) quando esta é vista em planta. A distância (À) é obtida multiplicando-se o diâmetro exterior (B), medido ao longo do eixo menor, por um predeterminado coeficiente tx(0,2 - 0,36). 0 coeficiente ol foi obtido experimentalmente. Se o pequeno furo (44) fosse aberto na parte ma-is alta da cobertura (40) da bóia, o rendimento da separação iria ser prejudicada devido à ascensão turbilhonar dos condensados. Em contrapartida, se o pequeno furo (44) fos—

se aberto na parte de baixo da cobertura (40), a bóia (38) iria ser impedida de subir. Por consequência, no dispositi vo caracteristico do presente invento o pequeno furo (44) é aberto numa posição intermédia entre a parte mais alta e a parte mais baixa da cobertura da bóia, num ponto onde não há lugar à criação de um movimento turbilhonar ascendente dos condensados. Nas experiências anteriormente refe ridas, a distância entre a extremidade inferior do elemento cilíndrico (6) e a parte de cima da cobertura (40) da bóia foi determinada de maneira a não dar lugar à criação de um movimento turbilhonar ascendente dos condensados induzido pelo movimento turbilhonar do vapor de água. Neste caso 0 rendimento máximo de separação foi de 95%.

Descobriu-se que quando a distância en tre a extremidade inferior do elemento cilíndrico (6) e a parte de cima da cobertura (40) da bóia apresentassem um valor adequado no que diz respeito à compacidade da totalidade do dispositivo, e a distância (A) e 0 diâmetro exte_ rior (B) fossem dimensionados de maneira a que o rendimento da separação possa atingir os 95%» isto ó, que não se forme qualquer movimento turbilhonar ascendente dos conden sados através do pequeno furo (44), então essas eram as condiçóes de obtenção dos valores do coeficiente oc. No qua dro que se apresenta a seguir encontram-se indicados os va lores da distância (A) e do diâmetro exterior (B) que proporcionam os melhores resultados no que diz respeito ao va lor do coeficiente aí para vários calibres (C) da abertura de admissão (20).

Quadro

Calibre C (mm) Distância A (mm) Diâmetro exterior B (mm) * A/B 15 16 ± 5,2 59 0,217-0,525 20 16 + 3,2 59 M 25 20 + 4 70 0,229-0,343 52 20 + 4 70 n 40 20 + 4 70 H 50 30 + 5 97 0,258-0,361

Chama-se a atenção para o facto de que cada valor das distâncias (A) pode variar dentro de certos limites. Isto resulta do facto de ter sido tomada em consi deração uma tolerância na formação do pequeno furo (44). Conforme resulta evidente a partir do Quadro, quando o valor de oC ê escolhido dentro dos limites de cerca de 0,2 a 0,36 não se verifica qualquer movimento turbilhonar ascendente por parte dos condensados, o que faz aumentar o rendimento de separação do dispositivo.

Apesar de o anteriormente referido modelo de realização do dispositivo de separação e descarga de condensados de acordo com o presente invento incluir uma válvula redutora de pressão, o rendimento de separação dos condensados não se altera de uma maneira muito substân ciai quando a secção da válvula redutora de pressão não ê

incorporada no dispositivo de separação e descarga de condensados.

Além disso, e apesar de no anteriormen te referido modelo de realização a cobertura da béia apresentar apenas um único furo, é possível dotar a cobertura da béia com dois ou mais pequenos furos praticados em pontos simétricos ou nSo simétricos em relação ao centro da cobertura da béia e afastados de uma distância (A) do centro , de maneira a fazer com que o excesso de ar presente na cobertura da b<5ia possa ser rapidamente descarregado.

Basta que os pequenos furos fiquem localizados num ponto afastado do centro uma distância (A), isto I, sobre um círculo de raio (A). Por conseguinte não é necessário que os furos fiquem colocados em posições simétricas uns em relação aos outros. j

Conforme foi anteriormente descrito, uma vez que o pequeno furo de passagem que se acha pratica do na cobertura da béia se encontra localizado sobre um círculo cujo centro coincide com o eixo de simetria da cobertura da béia e cujo raio é obtido multiplicando-se o diâmetro exterior da cobertura da béia por um coeficiente cujo valor se acha compreendido entre 0,2 e 0,36, nâo se verifica qualquer movimento turbilhonar ascendente por par te dos condensados, o que faz aumentar o rendimento da separação. Além disso, uma vez que incorpora um separador e um purgador que fazem parte integrante do próprio dispositivo, e também pode incorporar uma válvula redutora de pressão, o dispositivo de separação e descarga de condensa dos característico do presente invento conduz a uma simpli ficação da rede de tubagens.

REIVINDICAÇÃO - Dispositivo de separaçSo e des carga de condensados compreendendo um corpo ou invólucro incluindo uma abertura de admissão, um elemento cilindrico que equipa o referido invólucro exterior de maneira a ficar afastado da superfície interior da parede do referido invólucro exterior, um separador que ê formado pela superfície interior da parede do referido invólucro exterior e pela superfície exterior, da parede do referido elemento cilíndrico, de maneira a permitir que o gás contendo eonden sados que é fornecido através da referida abertura de admis são vá descer em turbilhão ao longo da superfície interior da parede do referido invólucro exterior, uma abertura de descarga através da qual o gás que passa através do referi^ do elemento cilindrico vai sair para fora do referido invó lucro exterior, e uma secção de purga que se acha situada por debaixo do referido elemento cilindrico que se encontra situado no interior do referido invólucro exterior, in cluindo a referida secção de purga uma válvula de descarga de condensados que se acha dotada de uma bóia, uma cobertu ra em forma de câmpanula que é própria para cobrir a referida bóia, e pelo menos um pequeno furo aberto através da referida cobertura da bóia, caracterizado por o(s) reíeri-do(s) pequeno(s) furo(s) se encontrar(em) localizado(s) sç> bre um círculo cujo centro coincide com o eixo de simetria da referida cobertura da bóia e cuqo raio é obtido multiplicando-se o diâmetro exterior da referida cobertura da

Claims (1)

1. - 14 bdia por um coeficiente cu^jo valor se acha compreendido tre 0,2 e 0,36» Lisboa, 16 de Setembro de 1986

   wja vicrca ccpicgn, i0.a, i.· 1200 LÍS30A