PT92691A - Processo e dispositivo para a alimentacao de consumidores com acetileno ou gases analogos ou misturas de gases combustiveis - Google Patents

Description

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Descrição referente a patente de invenção de IIIÍIS ΑΚ2Ι32ΙΤ-CBS331LSCHAP2, alemã, industrial e comercial, cota sede em ábraham-ldncoln-Strasse 21, 33-6200 l/iesbaden, hepública Pederal Alemã, (inventores í

Mpl.-Ing, Earl iíiederberger, Mpl.-Ing. Bernharcl Volz e Mp.-Ing. Peter Hemeh,residentes na Alemanha Ocidental),

«PKOCESSOJ PAEA AXrI.IBHg.40 IO para, - DISPOSITIVO D GQ1ISUM10- ca;

iíAlOGOc OU mstueas m G\ms co:dbustíibis,!

SESCEIyJiO á presente invenção refere-se a um processo e a um dispositivo para alimentar consumidores com a-cetileno, com gases de combustão ou misturas de gases de combustão análogos, ou seja, gases que em regra, por razcfes de segurança, não são postos à disposição a pressSes elevadas· 0 acetileno e outros gases de combustão análogos, tais como misturas de acetileno com outros gases de combustão (por exemplo com propano, propileno, hidrogénio) ou como outros gases de combustão ou misturas com entalpia de

formação positiva (por exemplo o propileno), são, devido às suas propriedades, por exemplo o elevado conteúdo de energia a elevada velocidade de inflamação, a elevada temperatura da chama gases, particularmente vantajosos para os processos au-togéneos, t estas vantagens opães-se o inconveniente de acetileno e os gases ds combustão análogos reagirem, até de maneira explosiva, a sobrepressães comparativamente baixas e e-nergias de inflamação relativamente pequenas, em certas circunstancias. Isso conduz às mais diversas consequências, no ambiente, com estes gases;

Por exemplo, o acetileno puro, ao contrário de outros gases de combustão de hidrocarbonetos, não é guardado a pressão elevada (até várias centenas de bar) na forma gasosa ou liquefeita em garrafas de gás, mas sim ê armazenado em garrafas de gás equipadas com uma massa porosa, na presença de um solvente, com uma pressão relativamente baixa, de cerca de 17 a 19 bar, a 15°C. lio utilizador, por razães de segurança, o acetileno I conduzido aos consumidores com prejj, sães ainda mais baixas - de apenas até cerca de 1,5 bar. Paí resulta uma limitação das possibilidades de utilização do acetileno e gases de combustão semelhantes.

Como alternativa a este problema é conhecido, por exemplo, reestruturação de instalaçães completas de fornecimento de acetileno para o serviço com pressães mais elevadas, sendo para isso necessátio um reequipamento das instalaçães e as consequências processos administrativos de licenciamento, Isso representa um dispêndio considerável de tempo, de meios financeiros e técnicos.

Por conseguinte o objecto da presente invenção consiste em proporcionar um fornecimento de acetileno ou outros gases de combustão análogos que torne possível a alimentação segura a pressão mais elevada, com os custos mínimos.

Segundo a presente invenção, o proble ma resolve-se elevando a pressão do acetileno ou de outros - 2 - gasee de combustão só eia caso de necessidade rs imediatamente antes do equipamento co&suaidor, para um -valos? aais elevado do que o disponível noutras condições.

Com este procedimento consegue-se que não seja necessário converter toda ainstalação de alimentação para uma pressão de alimentação oiais elevada, mas sim realizar uma elevação da pressão apenas nos pontos onde isso seja necessário, Lm consequência da elevação da pressão apenas imediatamente antes do consumidor respectivo, não são necessárias nas instalações de alimentação convencionais pratica-mente quaisquer despesas adicionais ditadas por razões de segurança. Além disso, a pressão elevada só é produzida quando se utiliza acetileno, com excepção de interrupções de consumo relativamente curtas nas quais também podem manter-se a elevação da pressão. Isso faz cosa que em parte nenhuma se encontre gás de combustão comprimido na instalação de alimentação nas fases em que não se consome qualquer gás de combustão, de modo que fica garantida a segurança do processo segundo ε presente invenção.

Convenientemente, segundo a presente invenção a pressão pode ser elevada até 17 vezes, de preferência até 7 vezes. Se partirmos das instalações de alimentação de acetileno conhecidas, que trabalham com'pressões de cerca ae 1,5 bar, podem gerar-se respeetivamente, pressões até cerca de 25 ou cerca de 10 bar, cobrindo portanto gamas de pressões importantes, frata-se então também de gamas de pressões nas quais c processo segundo a presente invenção pode funcionar de maneira segura e fiável, fviclenteaente que o processo pode também ser usado nas gamas das pressões mais baixas.

Irnina forma de realização particularmente vantajosa da presente invenção Qiisturam-se, antes da elevação da pressão, vários gases de combustão, por exemplo a-eetileno e outros gases de combustão. Leste modo podem preparar-se e utilizar-se com pressões mais elevadas, com o processo segundo a presente invenção, sem perigo, as mais diversas misturas de gases, por exemplo misturas de gases com qualquer

neste caso, mesmo a mistura dos gases está a um nível de prejs são baixo, visto que todos os gases a misturar são aais estáveis a pressões baixas e os gases raaie estáveis conduzem então também, as pressões elevadas, a uma maior estabilidade da mistura de gases. lima unidade de elevação da pressão para a realização do processo segundo a presente invenção ê earaoterisada por incluir um compressor com uma válvula de controlo da pressão ligada em paralelo e, ligada em série antes deste circuito em paralelo, uma válvula de retenção, bera como um redutor da pressão a seguir a este circuito em paralelo, a cue se segue a conduta para o consumidor*

Com um dispositivo com esta configuração pode efectuar-se a elevação cia pressão pelo processo segundo a presente invenção.

Em formas de realização aperfeiçoadas prevê-se na conduta do consumidor da unidade de elevação da pressão uma derivação com uma válvula de segurança e/οιι monta-se na conduta principal da unidade de elevação da pressão antes da referida válvula de retenção, um manámero de vigilância para medir a pressão de entrada, que está ligado com uma sinalização luminosa e com o eopressor* Λ derivação com a válvula de retenção tem a seu cargo, no caso de perturbação de serviço no lado da saída, por exemplo o retorno da inflamação a segurança do dispositivo, e do lado da entrada controla-se, por meio do manómetro aí montado, a pressão de entrada para a unidade de elevação da pressão para, no coso da descida para valores já insuficientes para e funcionamento da unidade, desencadear a sinalização luminosa, bem corno a desligação do compressor, Esta variante de realização é jsart iculsraente vantajosa pois um pressuposto essencial para o funcionamento da u-niC.aõe de elevação da pressão consiste em que o produto p* Y antes da unidade de elevação da pressão seja maior que o produto p.Y depois do dispositivo de elevação da pressão. Portanto, para uma pressão e uma quantidade de gases necessários, nãc - 4 -

j)e maneira partícula raiente vantajosa pode além disso fazer-se a integração da unidade de elevação da pressão segundo a presente invenção mim aparelho consumidor propriamente dito* Dispensa-se desse noclo a montagem e o acoplamento de dois equipamentos separados, podendo então a-justar-se úg maneira óptima entre si a unidade de elevação da pressão e o aparelho consumidor*

Uma utilização particularmente vantajosa do processo segundo a presente invenção consiste na sua aplicação nos pulverizadores com jacto de chama de alta velocidade, com acetileno e misturas de gases combustíveis com a-cetileno.

Ho pulverizador de jacto de chama com acetileno e gases de combustão análogos I agora possível, com o processo segundo a presente invenção, trabalhar também com estes gases de combustão nas gamas das altas pressães e avançar com os gases de combustão com acetileno no domínio dos pulverizadores de chama de alta velovidade. Isso apresenta vantagens particulares, visto que com base no aumento da energia térmica fornecida pelo acetileno ou gases de combustão a-nálogos pode conseguir-se uma fusão aais rápida e/ou mais intensa do material ao qual se aplica o pulverizador, ou também são oossíveis velocidades mais elevadas das partículas lançadas. Isso conduz a camadas formadas por pulverização com jacto de chamo de melhor qualidade, por exemplo com maior resistência ao desgate. luras forma de realização particularmente vantajosa da utilização na pulverização com lança chamas de alta velocidade, também açui a mistura dos gases da eorabus-tão de acetileno e uoi ou vários outros gases de combustão I preparada misturando os vários componentes da mistura antes da elevação do pressão. Isso proporciona, por um lado, relativa-mente às propriedades aos-gases de combustão uma elevada flexibilidade, çue pode faser-se variar com a relação de mistura dos gases de combustão que fazem parte da mistura e provoca, - 5 -

bustão antes da elevação cio pressão, moí aumento adicional da segurança, visto que uma mistura de acetileno e ma outro gás de combustão ê mais estável do que o acetileno puro.

Com base nos desenhos esquemáticos anexos, vai descrever-se com sais proaenor o processo segundo a presente invenção e uma unidade de elevação da pressão, bem como uma aplicação, dada a título de exemplo, na pulverização com jacto ds chama a alta velocidade»

As figuras dos desenhos representam: Á fig. 1, a construção esquemática de um sistema de alimentação de acetileno segundo a presente invenção;

Ji fig. 2, a construção da unidade de elevação da pressão, e® pormenor; e â fig. 3, uai corte transversal de uma cabeça de queimador para a pulverização com jacto de chama de alta velocidade, A fig, 1 mostra esquematicamente uma forma de realização do processo segundo a presente invenção.

Ue uma conduta distribuidora principal (l) ligada com uma fonte de acetileno de uma instalação de alimentação de acetileno derivam várias condutas derivadas (2,3). A conduta derivada (2) está ligada com uoia fonte de acetileno de uma instalação de a-liaentação de acetileno derivam virias condutas derivadas (2,3) λ conduta derivada (2) está ligada, através cie uma válvula de seccionamento (4) e um recipiente de regulação do consumo (5,l)f com uma unidade de elevação da pressão destinada a efectuar a elevação cie pressão desejada, Tos lados ds entrada e da saída reviram-se na unidade de·elevação da pressão (6) válvulas de seccionamento (7) e (8) e, alem disso, outro recipiente de regulação do consumo (5.2), com possibilidade de ligação de um outro consumidor. Adicionalmente, pode prever-se uma ligação de comando (9) para uma possibilidade de comando coerrdenado da *. unidade de elevação da pressão e do consumidor. - 6 -

* 1½ fig, 2 eetε representada & constituição do unidade de elevação de pressão (o) ea poraezior. L unidade é constitui da por u& compressor (14) montado numa conduta principal (10), eue esta ligado em paralelo cora uma válvula de sobrepressão (15) numa conduta (12). 1 este circuito em paralelo segue-se, nr conduta principal (10), um manómetro de controlo (16) e uni redutor de pressão (17), com o oual se reduz na medida desejada a pressão gerada pelo compressor (14). te se estabelecer entre o. compresor (14) que, numa forna de realização conveniente, pode ser comutado para vários níveis de potência, e o redutor de pressão (17) uma pressão demasia— damente elevada, esta pressão ê aliviada pela conduta (12) em paralelo, com o auxílio da válvula de eobrepressSo (155) para o lado da entrada do compressor (14). Óntes do compressor e da conduta em paralelo (12) está montada uma válvula de retenção, ç*ue impede um refluxo de acetileno para a instalação de alimentação. I-epois do redutor de pressão (177) segue-se uma conduta (ll) para o consumidor na çual, por razões de segurança, por exemplo no caso de retorno da inflamação, se previu um?- derivação (18) com uma outra válvula de sobreprecsão (19). 'lér. disso montou-se do lado da entrada, na unidade de elevação da pressão, na conduta principal (10), antes da válvula de retenção (13), um manómetro (20), com o qual se controla a pressão de entrada. 0 manómetro (20) está por outro lado ligado com uma sinalização áptica (31) e com o accionaraento do compressor (14), de modo oue ss provoca o acendimento da sinalização áptica e a desligação do compressor no caso fie uma pres da. rinslmente, o são de mas ia cia mente elevada no lado da e. compressor (14) está ainda ligado com um ligador-desligador (29), podendo as operações de ligação e ligação ser também provocadas através da ligação de comando (9) e do ligação (30). .'•ntão a unidade de elevação cia pressão segundo a presente invenção pode ser utilizada nos casos seguinte es a) dispõe-se numa instalação de alimentação de uma pressão de escoamento de 1,5 bar com um caudal - 7 - alimentar-ss, segundo exemplo ccm 6 bar e tasximo de 4 í)a£ resulta que pode a presente invenção, um consumidor por 1 nr/h, b) dispãe-se de uma pressão de escoamento de 0,5 bar com o caudal cie 3 m.J/h» Portanto pode, por exemplo, faser-se ima alimentação com 1 bar e cerca de 1,5 sr5 A.

Pinalmeate, com a fig, 3 pretende-se explicar com mais pormenor a utilização do processo segundo a presente invenção para pulverizadores com jacto de chama de alta velocidade* Λ fig, 3 mostra esquematicamente um corte transversal da parte dianteira de uma cabeça de combustão para o injector referido, sem o lado ua alimentação do gás ds combustão e do material a pulverizar, itl agora, a pulverização com jacto do oiiama a alta pressão e a alta velocidade era feita cora ga&es de combustão sem acetileno, por exemplo hidrogénio, propano, propileno, visto «ue então podiam usar-se pres-sães dos gases de combustão superiores a 1,5 bar, hgora dis-pãe-se de pressão de aeetilefco superiores a 1,5 bar e, como se mostrará a seguir, a utilisação do acetileno tem vantagens particulares. Oomo pode ver-se a partir da fig. 3, o gás de combustão de acetileno, na sua aplicação na pulverização com jacto de chama, é introduzido juntamente com oxigénio numa câmara de combustão (21), tendo os respectivos canais de ali mentação os jactos (22) um orientação ligeiramente cónica, de modo que de gás em combustão que entram intersectam-se na ca riara de combustão. Para esse ponto de intcrsecção I conduzido um outro jacto de gases, através de um canal central (23), í.ste jacto é constituído por um gás portador, por exemplo a-zoto, e ae partículas metálicas a pulverizar transportadas. 0 material a pulverizar e fundido na chama (24) produzida pelo acetileno e o oxigénio, sendo a mistura total constituída peloc rases da combustão, o gás portador e as partículas do material a pulverizar fundidas transportada através de um canal principal (25), que se segue a câmara de combustão, para a cabeça dc. queimador, abandonando finalmente esta sob a forma de um 8

jacto de pulverização (27)* Λ cabeça do queimador é arrefecida através de um invólucro exterior (23) e um canal (30) formado entre este invólucro e o canal central e a câmara de com bustão. la forma de realização segundo a pre-s:--nts invenção do pulverizador por jacto de chama de alta velocidade, fornece-se então acetileno eoa uma pressão, de por exemplo, 5 bar, juntamente com uma quantidade apropriada de oxigénio, através dos canais de alimentação (22) para a câmara de combustão (2l). ^evido a esta alimentação a alta pressão de acetileno, pode agora elevar-se também a pressão de alimentação do gás portador, cem o perigo de refluxo da mistura de gases de combustão, obtendo-se assim o pulverizador com jacto de chama de alta velocidade com acetileno* ^sta utilização do acetileno nos pulverizadores coai jacto de chame de alta velocidade tem grandes vantagens* $or ua Iodo, devido ao elevado teor de energia térmica, podem usar-se com o acetileno e com as misturas de acetileno materiais de pulverização com o ponto cie fusão mais elevado do que com outros gases de combustão, ror outro lado, obtêm-se menores duraçães da fusão para os outros materiais de pulverização numa chama de acetileno, podendo portanto usar-se maiores velocidades das partículas da pulverização, podendo com elas obter-se camadas depostas de melhor qualidade, visto çme com a maior velocidade das partículas cio material se obtêm uma erior aderência e uma menor porosidade na camada aplicada por pulverização.

Hesumindo, nota-se sais uma vez cu© o processo segundo a presente invenção com o resrectivo dispositivo r>ãe vantajosamente à disposição acetileno, e gases de combustão análogos, a elevados níveis de pressão, Balienta-ee em especial a utilização vantajosa do processo dos pulverizadores com jacto de chama a alta velocidade. - 9

Claims (1)

1. *' t ff.

   BmiHElCAQOES Processo pare a alimentação de consumidores coe acetileno ou gases análogos ou misturas Ce gases combustíveis, caraeteriaaclo pelo facto de só se elevar a pressão do gás combustível ®|>eiias era caso de necessidade e imedia-tamente antes do ou cios respectivos consumidores para um valor mais alto pretendido maior do oue o existente no restante do sistema de alimentação „ - 2& - Processo de acordo com a reivindicação 1, caraeterisado pelo facto de se au-ientar e pressão até 17 vezes, de preferência ate 7 vezes a pressão inicial* - - Processo de acordo com as reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo facto de, intrinsecamente ao processo, se produzir uma mistura de gares combustíveis, realizando-se a mistura dos gases combustíveis individuais ao nível de baixa pressão, antes da elevação da pressão. - aq - Unidade de elevação ds pressão para a realização do processo de acordo com a presente invenção, caracterisada pelo facto de compreender um compressor (14) montado numa conduta principal (10), com uma válvula de controlo da pressão (15) montada em paralelo e uma válvula de retenção (13) ligacla em -paralelo · com esta assim como um dispositivo cie redução cie pressão (17) montado depois desta montagem em paralelo. - 10 * * * Unidade de elevação da pressão de a-cordo côa a reivindicação 4» earaoteriaado pelo facto de, na conduta do consumidor (11) estar prevista ma ramificação (10) com uma válvula de segurança (19)* - 6^ - Unidade de elevação da pressão de a-cordo com as reivindicações 4 ou 5* cara ate ri sa do paio facto de, na conduta principal de alimentação (10), antes da válvula de retenção (13), se montar ua manómetro (20) cue se encontra em ligação com uoia lâmpada de sinalização (31) e com o compressor (14). -73- Uhidade de elevação da pressão de a-cordo eoa as reivindicações 4, 5 ou 6, caracterizada pelo facto de estar integrada num aparelho de consumo. â requerente reivindica a prioridade do pedido alemão apresentado em 23 de Sezembro de 1988, sob o na s 38 43 436.9*

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