BRPI0707198A2 - tanque de filtração para uso em irrigação - Google Patents

Abstract

TANQUE DE FILTRAçãO PARA USO EM IRRIGAçãO. Um tanque de filtração com um eixo vertical central compreende: uma primeira câmara, uma segunda câmara e no mínimo ou elemento de filtro. A primeira câmara tem uma primeira entrada através da qual fluido a ser filtrado penetra no tanque, e é projetada de modo a fornecer um pré-escoamento em redemoinho do fluido para a segunda câmara. A segunda câmara tem uma segunda entrada em comunicação direta com a primeira câmara e uma saída através da qual o fluido filtrado sai do tanque, a saida sendo preferivelmente colocada mais baixo do que a segunda entrada. O elemento de filtro pode ser colocado na segunda câmara, ele pode ter uma porção capaz de ondulação livre devido a movimento do fluido, no qual ele é colocado devido, mínimo em parte, pelo redemoinho de fluido que penetra na segunda câmara. O redemoinho pode ser obtido por meio de forças centrifugas induzidas dentro do tanque, no mínimo em uma porção de um trajeto de escoamento de fluido que precede a segunda entrada. O tanque pode ser utilizado em um sistema de filtração que inclui uma coluna de alta pressão fixa e um sistema de tubo para fornecer fluido para o tanque e a coluna. A coluna de alta pressão fixa tem uma porção superior aberta para a atmosfera, e que é montada em conexão direta com o sistema de tubo para eliminar a aspiração de sujeira para o interior do sistema de tubo.

Description

"TANQUE DE FILTRAÇÃO PARA USO EM IRRIGAÇÃO"

CAMPO DA INVENÇÃO

Esta invenção é relativa a sistemas de filtração e tanques defiltração, em particular a sistemas de filtração e tanques de filtração comdispositivo de filtração especial e/ou dispositivo de regulação de pressãoadaptado para utilização em irrigação.

FUNDAMENTO DA INVENÇÃO

Tanques de filtração, do tipo ao qual a presente invenção serefere, podem ter duas câmaras com um elemento de filtro entre elas de talmodo que o fluido é filtrado ao passar de uma das câmaras para a outra, aprimeira câmara estando em comunicação direta com uma fonte externa e asegunda câmara estando em comunicação direta com um tubo através do qualfluido filtrado deve ser fornecido até seu lugar de utilização. Assim, aprimeira câmara tem uma primeira entrada através da qual fluido a ser filtradopenetra em um tanque, a segunda câmara tem uma segunda entrada emcomunicação direta com a primeira câmara e uma saída através da qual fluidofiltrado deixa o tanque, e o elemento de filtro é colocado na segunda entrada.

Em tanques de filtração do tipo descrito acima podem haverdiversos projetos de disposição recíproca das primeira e segunda entradas e dasaída. Por exemplo, em um tanque conhecido, a saída é colocada mais baixodo que a segunda entrada.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

De acordo com um primeiro aspecto da presente invenção éfornecido um tanque de filtração com um eixo vertical central quecompreende uma primeira câmara, uma segunda câmara e, no mínimo, umelemento de filtro; a primeira câmara tendo uma primeira entrada através daqual fluido a ser filtrado penetra no tanque e que é projetada de modo afornecer um escoamento em redemoinho de dito fluido para a segundacâmara; a segunda câmara tendo uma segunda entrada em comunicação diretacom a primeira câmara e uma saída através da qual fluido filtrado deixa otanque, a saída sendo colocada mais baixo do que a segunda entrada; oelemento de filtro sendo colocado na segunda câmara e tendo uma porçãocapaz de ondulação livre devido ao movimento do fluido no qual ela estácolocada, provocado, no mínimo em parte, por dito redemoinho.

Uma das aplicações sugeridas do tanque de filtração, comodefinido acima, é para utilização em um sistema de irrigação por gotejo. Nestecaso a saída do tanque de filtração é adaptada para ser conectada por meio deum distribuidor de linha de gotejamento para um sistema de irrigação porgota, que pode incluir emissores de gota. Tais emissores de gota normalmentetêm uma pressão mínima na qual ele são operáveis, Para assegurar que osistema de irrigação por gota irá receber fluido a partir do tanque de filtraçãoem uma pressão não mais baixa do que aquela pressão mínima, uma alturahidráulica entre a segunda entrada e a entrada do distribuidor da linhagotejadora de irrigação pode ser estabelecida de acordo. Para a finalidade de,no mínimo, este aspecto da presente invenção, no mínimo parte da alturahidráulica é estabelecida posicionando a segunda entrada a uma alturaselecionada acima da saída do tanque de filtração.

Regulação de pressão adicional pode ser realizada colocandoparte da segunda câmara no tanque de filtração acima de parte da primeiracâmara, de tal modo que a segunda entrada da segunda câmara é colocadamais elevada do que a primeira entrada da primeira câmara. Neste caso, umapressão mínima projetada é requerida para o fluido a partir da primeiraentrada alcançar a altura da segunda entrada e acessar a segunda câmara. Se apressão mínima projetada não é fornecida, então fluido não acessa a segundacâmara e daí a saída, com isto proporcionando uma forma de controle para apressão mínima através do tanque de filtração.

A primeira câmara pode ainda compreender uma câmara deacumulação de impureza, cuja extremidade a mais inferior é colocada maisbaixo do que a primeira entrada para acumulação de impurezas que precipitaram do fluido.

A segunda entrada através da qual fluido penetra na segundacâmara pode ser na forma de no mínimo uma abertura e o elemento de filtropode ser na forma de um bolso de filtração alongado, adaptado para receberfluido que penetra em dita abertura. O bolso filtro pode ter um comprimentoaxial que se aproxima da distância vertical entre a segunda entrada e o fundoda segunda câmara.

O bolso de filtração pode ter uma extremidade superior aberta,fixa, para receber fluido que penetra na segunda câmara através de ditaabertura e um corpo com uma extremidade fechada que se estende para ointerior da segunda câmara e capaz de movimento livre em relação àextremidade aberta. Neste caso, no mínimo uma porção do bolso é espaçadada extremidade aberta e capaz de ondular livremente por meio de forçasexercidas pelo escoamento de fluido.

Alternativamente, o elemento de filtro pode ser na forma deuma luva alongada que tem uma extremidade superior aberta e umaextremidade inferior aberta, a primeira sendo fixada para receber fluido apartir de dita abertura e a última estando em comunicação direta com umasaída de despejo do tanque. No mínimo parte do corpo da luva é espaçada desua extremidade aberta fixa e é capaz de ondular livremente por meio deforças exercidas pelo escoamento de fluido.

Deveria ser observado que o tanque de filtração pode ter umapluralidade de elementos de filtro que podem ser de qualquer formaapropriada.

O tanque de filtração pode ainda compreender uma câmara decoleta em comunicação direta com os elementos de filtro, a câmara incluindodita saída de despejo através da qual impurezas podem deixar o tanque defiltração. A câmara de coleta pode ainda compreender um tubo de despejo emcomunicação direta com os elementos de filtro.

O elemento de filtro pode ser feito de qualquer materialadequado que permita a sua ondulação como descrito acima. Em particular,ele pode ser feito de um filamento de polímero inerte. A natureza não rígidado filamento pode permitir ondulação livre do bolso provocada com asmudanças na direção do escoamento de fluido. Para facilitar ainda maisondulação livre, o bolso alongado deveria estar livre de qualquer recintorestritivo. Além disto, produtos químicos algicidas podem ser incorporados nofilamento de polímero para aumentar ainda mais o tempo para bloqueio dobolso.

Devido à forma e possibilidade de ondulação livre doselementos de filtro descritos acima, o tanque de filtração de acordo com oprimeiro aspecto da invenção pode ter, entre outras coisas, as seguintesvantagens:

- localização das impurezas filtradas para coleta eficiente elimpeza do refugo acumulado;

- área de filtração aumentada;

- efeito de auto-limpeza como resultado de ondulações livres,gravidade e a introdução de fluido para baixo através da segunda entrada,fazendo com que o refugo seja removido da porção tubular do bolso edepositado em sua extremidade inferior fechada.

De acordo com um segundo aspecto da presente invenção éfornecido um tanque de filtração com um eixo vertical central quecompreende: uma primeira câmara, uma segunda câmara e no mínimo umelemento de filtro; a primeira câmara tendo uma primeira entrada através daqual fluido a ser filtrado penetra no tanque; a segunda câmara tendo umasegunda entrada em comunicação direta com a primeira câmara, e uma saídaatravés da qual fluido filtrado deixa o tanque; a primeira entrada e/ou aprimeira câmara sendo projetadas de modo a assegurar que forças centrífugassão induzidas no fluido, com relação ao eixo vertical central quando e/oudepois da entrada do fluido na primeira câmara, o elemento de filtro sendocolocado, no mínimo parcialmente, dentro da segunda câmara.

A primeira entrada e/ou a forma da primeira câmara pode serprojetada de modo a orientar o trajeto de escoamento de fluido em sua entradapara a primeira câmara de maneira substancialmente tangencial à periferia daprimeira câmara. Isto pode ser conseguido, por exemplo, por meio deorientação tangencial da primeira entrada, a qual pode ser particularmenteeficiente em combinação com uma forma substancialmente cilíndrica daprimeira câmara. Tal projeto pode aumentar turbulência na primeira câmara,induzindo forças centrífugas com relação ao eixo central, fazendo com queimpurezas precipitem e afundem para o piso da primeira câmara. Em umtanque de filtração onde a primeira entrada está a uma altura diferente dasegunda entrada, o trajeto de escoamento resultante pode ser substancialmentehelicoidal.

A primeira câmara pode ainda compreender uma câmara deacumulação de impureza, cuja extremidade a mais inferior é colocada maisbaixo do que a primeira entrada para acomodação das impurezas precipitadasmencionadas acima.

O tanque de filtração, de acordo com um segundo aspecto dainvenção, pode compreender elementos de filtro capazes de ondulação livresimilar aos elementos de filtro no tanque de filtração de acordo com oprimeiro aspecto da invenção. Em casos onde existe um trajeto de escoamentode fluido substancialmente helicoidal na primeira câmara, turbulênciaadicional na segunda câmara pode ser provocada pelo fato de o trajeto deescoamento helicoidal ainda aumentar a ondulação livre de tais elementos defiltro e aumentar com isto a precipitação e efetividade de filtração.

Um tanque de filtração de qualquer dos dois aspectos acima dapresente invenção, pode ainda compreender um dispositivo gerador deturbulência colocado, por exemplo, no trajeto do escoamento de fluido entre aprimeira entrada e a extremidade a mais superior do elemento de filtro. Taldispositivo gerador de turbulência pode ser uma forma de uma palhetaestática ou palhetas de qualquer forma apropriada.

De acordo com um terceiro aspecto da invenção, é fornecidoum sistema de filtração que compreende um tanque de filtração que pode terqualquer combinação dos aspectos descritos acima, e um mecanismo decontrole capaz de variar a taxa de escoamento de fluido para o interior de ditaprimeira entrada, de tal modo que uma faixa de pressão regulada pode sermantida para escoamento de fluido através do tanque de filtração.

O mecanismo de controle pode ter um tubo de entrada emconexão direta com a primeira entrada, uma válvula montada no tubo deentrada e um sensor de controle de pressão capaz de detectar mudanças depressão de fluido no tanque e ativar a válvula. A ativação da válvula podeprovocar uma restrição do escoamento de fluido para o interior da primeiraentrada, com isto:

permitindo a utilização de elementos de filtro flexíveis notanque de filtração que poderiam normalmente não ser capazes de seremutilizados devido à sua incapacidade de suportar intactos tais condições depressão elevada; ou

permitir a utilização de tais elementos de filtro que podemsuportar condições de pressão elevada sem medo que impurezas sejamextrusadas através dos elementos de filtro.

Em uma configuração, o mecanismo de controle aindacompreende uma coluna de carga de pressão fixa que tem uma porçãosuperior aberta para a atmosfera montada sobre, e em comunicação diretacom, o tubo de entrada colocado entre a válvula e a primeira entrada. O sensorde controle de pressão pode ser na forma de um sensor flutuante colocado nacoluna e adaptado para sensorear a mudanças de altura de fluido na coluna.Pode haver no mínimo um primeiro tubo de descarga que tem umaextremidade inserida na porção superior da coluna e uma segundaextremidade em comunicação direta com a primeira câmara ou segundacâmara.

A altura de fluido na coluna pode subir devido a umescoamento de entrada de fluido a partir doa no mínimo um primeiro tubo dedescarga provocado por pressão de fluido em excesso em uma ou ambas dascâmaras. Deveria ser apreciado que a inserção do no mínimo primeiro tubo dedescarga para o interior da porção superior da coluna que é aberta para aatmosfera e essencialmente impede que o elemento de filtro seja submetido apressão mais elevada do que a altura da coluna de fluido. Uma outra funçãoda coluna pode ser vista em circunstâncias onde ocorre uma interrupção nãointencional de escoamento de fluido para o interior do sistema de tubo queprecede a coluna que faz com que fluido no sistema seja aspirado de volta emuma direção de escoamento reverso. O escoamento reverso pode trazer sujeirapara o interior do sistema de tubo através de, por exemplo, emissoresutilizados em um sistema de irrigação por gota associado poluindo com isto ofluido no sistema de tubo. Esta poluição pode ser especialmente perigosa separte do sistema de tubo é utilizada para finalidades diferentes de agricultura,por exemplo, fornecer água potável. Em tal caso a coluna fornece ar para osistema de tubo através da porção superior aberta, eliminandoconseqüentemente a aspiração de sujeira para o interior do sistema de tubo.

Em uma outra configuração o tanque é colocado em umaposição elevada em relação ao terreno, por exemplo, montando dito tanquesobre uma plataforma, e dito sensor de controle de pressão é colocado naprimeira câmara para detectar pressão de fluido em excesso no tanque.

O mecanismo de controle pode também compreender ummedidor de irrigação para detectar e/ou apresentar mudanças de pressão defluido no tubo de entrada ou em um tubo de saída em comunicação direta coma saída.

De acordo com outros aspecto da invenção, são fornecidossistemas de filtração para utilização com tanques de filtração de acordo comos primeiro e segundo aspectos da invenção.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

Para entender a invenção e ver como ela pode ser realizada naprática, configurações serão descritas agora a guisa de exemplos nãolimitativos, apenas com referência aos desenhos que acompanham, nos quais:

A figura 1 é uma vista em planta esquemática de um tanque defiltração de acordo com uma primeira configuração de um aspecto da presenteinvenção;

A figura 2A é uma vista lateral interna esquemática do tanquede filtração mostrado na figura 1;

A figura 2B é uma vista lateral interna esquemática de umtanque de filtração de acordo com uma segunda configuração do aspectoacima da presente invenção;

A figura 2C é uma vista lateral interna esquemática de umtanque de filtração de acordo com uma terceira configuração do aspectoacima da invenção;

A figura 3 é uma vista esquemática de um sistema de filtraçãode acordo com uma configuração de um segundo aspecto da invenção;

A figura 4 é uma vista esquemática de um sistema de filtraçãode acordo com uma segunda configuração do segundo aspecto da invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DE CONFIGURAÇÕES TOMADAS COMOEXEMPLO

As figuras 1 até 2C ilustram tanques de filtração tomadoscomo exemplo de acordo com diferentes aspectos da presente invenção, e asfiguras 3 e 4 ilustram exemplos de um sistema de filtração de acordo comainda outros aspectos da invenção, em cujos sistemas o tanque de filtraçãomostrado nas figuras 1 e 2 são utilizados. Os tanques de filtração e ossistemas de filtração são projetados para utilização em um sistema deirrigação por gota, normalmente incluindo um distribuidor de linha gotejadorae linhas de irrigação que podem incluir emissores de gota. Tais emissores degota normalmente têm uma pressão mínima na qual eles são operáveis.

Com referência às figuras 1 e 2A, um tanque de filtração 10compreende uma carcaça substancialmente cilíndrica 12 com um eixo verticalcentral X que tem uma superfície superior 14 que compreende um alçapãovedável 15, uma superfície inferior 16 e uma superfície lateral 18, todasdefinindo entre elas um interior do tanque 10. A superfície lateral 18 dacarcaça 11 é formada com uma primeira entrada 20 através da qual fluido aser filtrado (não mostrado) penetra no tanque 10, e uma saída 22 em um ladodiametralmente oposto do tanque 10, a saída 22 sendo localizada maispróximo da superfície inferior 16 da carcaça 12 do que a primeira entrada 20.Como mostrado na figura 1 a primeira entrada 20 é orientada tangencialmenteà superfície lateral 18 da carcaça 12.

O tanque 10 ainda compreende uma parede divisória 24 queinclui uma porção central circular 26, uma porção periférica anelar 28 e umaporção periférica cilíndrica 30 que tem uma extremidade superior 32 que sefunde com a porção central 26 e uma extremidade inferior 34 que se fundecom uma porção anelar 28. A parede divisória 24 pode ser na forma de umapeça formada de maneira integrada com a carcaça 12 ou somente uma partedela pode ser formada de maneira integrada com a carcaça 12, enquanto orestante pode ser ligável de maneira destacável a ela. Por exemplo, a porçãocentral circular 26 pode ser na forma de uma placa ligável de maneiradestacável à porção periférica cilíndrica 30.

A porção periférica anelar 28 tem uma superfície superior 36voltada para o topo da carcaça 14 e uma superfície inferior 38 voltada para ofundo da carcaça 16. A porção anelar 28 se funde com a superfície lateral dacarcaça 18 de modo que a sua superfície superior 36 é colocada abaixo daprimeira entrada 20 e a sua superfície inferior 38 é colocada acima da saída22. A porção anelar 28 ainda compreende uma depressão 40 que inclui umaextremidade a mais inferior 42 colocada mais baixo do que a primeira entrada20, uma primeira parede lateral 44, uma segunda parede lateral 46. Adepressão 40 na porção anelar periférica 28 se funde com a porção periféricacilíndrica 30 e a superfície lateral 18 para definir entre elas um interior deuma câmara de acumulação de impureza 48.

A porção anelar 28 divide a superfície lateral 18 da carcaça 12em uma porção superior 50 que inclui a primeira entrada 20, e umaextremidade inferior 52 que inclui a saída 22. Conseqüentemente, a parededivisória 24 divide a carcaça 12 em uma primeira câmara 54 e uma segundacâmara 56 que são coaxiais e são colocadas de modo que a primeira câmara54 circunda a porção da segunda câmara 56 colocada dentro da porçãosuperior 50 da superfície lateral 18 da carcaça 12.

A primeira câmara 54 é assim definida entre a parede divisória24, a superfície superior 14 da carcaça 12 e a porção superior 50 da superfícielateral 18 da carcaça 12 que inclui a primeira entrada 20, a superfície superior36 da porção anelar 28 que constituem o fundo da primeira câmara 54. Com aporção anelar 28 que compreende uma depressão 40 como explicado acima, aextremidade a mais inferior 42 que constitui a região a mais inferior daprimeira câmara 54. A primeira câmara 54 é neste caso dotada de umaportinhola de limpeza 58 formada na vizinhança da câmara de acumulação deimpureza 48, de modo a facilitar a remoção de impurezas acumuladas naregião a mais inferior da porção anelar 28.

Deveria ser mencionado que a primeira entrada 20 não temnecessariamente que ser localizada em um lado diametralmente oposto dotanque 10 a partir da saída 22 ou em proximidade junto à porção anelar 28como mostrado na figura 2A, mas pode ser espaçada dela (não mostrado) epode ser localizada em qualquer parte da porção superior 50 da superfícielateral 18 da carcaça 12 e pode se estender para qualquer espaço entre aporção anelar 28 e a porção central 26 da parede divisória 24, estandopreferível mente mais próximo da primeira do que da última.

A segunda câmara 56 é definida entre a parede divisória 24,isto é, a porção central 26 e a porção anelar 28 que constitui a superfíciesuperior da segunda câmara 56, a superfície inferior 16 da carcaça 12 e aextremidade inferior 52 da superfície lateral 18 da carcaça 12 que inclui asaída 20. Deveria ser mencionado que a saída 22 não tem necessariamenteque estar localizada na vizinhança imediata da depressão 40 da porção anelar28 como mostrado na figura 2A, mas pode ser espaçada dela (não mostrado),por exemplo, no sentido da superfície inferior 16 da carcaça 12, isto é, ofundo da segunda câmara 56.

A segunda câmara 56 tem uma segunda entrada designadagenericamente como 60 formada na porção central circular 26 da parededivisória 24 que é associada com um arranjo de filtro genericamentedesignado com 62. A segunda entrada 60 é uma forma de uma pluralidade deaberturas 64 e o arranjo de filtro 62 é na forma de uma pluralidade deelementos de filtro 66. Cada abertura estando associada com um elemento defiltro correspondente 66.

Cada elemento de filtro 66 neste caso é na forma de um bolsoalongado 68 feito de material flexível, por exemplo, feito de um filamento depolímero inerte capaz de coletar impurezas esperadas no fluido a ser filtrado epassando através dele fluido filtrado. Além disto, produtos químicos algicidaspodem ser incorporados no filamento para aumentar ainda mais o tempo parabloqueio do bolso 68.

O bolso 68 tem uma extremidade aberta 70 fixada à porçãocentral circular 26 ao redor da abertura correspondente 64 de modo a serestacionário em relação ao escoamento de fluido (não mostrado), e um corpotubular 72 com uma extremidade fechada 74 que pende para baixo a partir daextremidade aberta 70 para o interior da segunda câmara 56, de modo queuma porção do bolso 68 é espaçada da extremidade aberta 70 e capaz demovimento livre em relação à extremidade aberta 70. Um exemplo dedimensões do bolso 68 é aproximadamente 7 polegadas (17,8 cm) emdiâmetro com um comprimento axial de 30 polegadas (76,2 cm) e com adistância a partir da segunda entrada 60 até a saída 22 sendoaproximadamente 42 polegadas (106,7 cm).

A primeira câmara 54 tem uma primeira saída de descarga 76 ea segunda câmara 56 tem uma segunda saída de descarga 78 formadas emsuas superfícies superiores constituídas respectivamente pela superfíciesuperior 14 da carcaça 12 e da porção central circular 26 da parede divisória24.

Em operação, fluido a ser filtrado (não mostrado) que segueum trajeto (ilustrado pelas setas) penetra no tanque 10 e, particularmente, aprimeira câmara 54 por meio da primeira entrada 20 e segue um trajetosubstancialmente helicoidal induzido por uma combinação da orientaçãotangencial da primeira entrada 20, forma cilíndrica da primeira câmara 54 eda diferença vertical em altura entre a primeira entrada 20 e a segunda entrada60. O fluido que atravessa o trajeto helicoidal está submetido a forçascentrífugas fazendo com que o fluido se choque de maneira adversa naprimeira periferia da câmara 54 resultando em sua precipitação ao longo doeixo X. A disposição da segunda entrada 60, mais elevada do que a primeiraentrada 20, pode ser selecionada de modo a aumentar o comprimento dotrajeto helicoidal permitindo com isto que impurezas (não mostrado) quetenham sido separadas do fluido em dita precipitação afundem até a superfíciesuperior da porção periférica anelar 36. Tais impurezas precipitadas (nãomostrado) localizadas na superfície superior da porção anelar 36 podemcontinuar a mover ao longo de dita superfície superior 36 devido a forçasaplicadas a elas por meio do movimento do fluido no qual elas estãocolocadas, e em seguida descerem para a câmara de acumulação de impureza 48.

A câmara de acumulação 48 pode ser limpa, preferivelmenteem um momento quando não há fluido no tanque, por meio da abertura daportinhola de limpeza 58 de remoção de impurezas encontradas na câmara deacumulação 48.

O trajeto helicoidal de fluido na primeira câmara 54 terminaquando o fluido alcança a altura da segunda entrada 60 da segunda câmara 56,em particular as aberturas 64 da segunda entrada 60, através da qual elepenetra na extremidade aberta 70 de cada bolso 68 em um pré-escoamento emredemoinho (não mostrado). O fluido que passa através de cada bolso 68,conseqüentemente penetra na segunda câmara 56 como fluido filtrado (nãomostrado) e deixa impurezas (não mostrado) alojadas na periferia do bolso 68.

Devido ao bolso 68 ser capaz de movimento livre em relação à suaextremidade aberta 70, as impurezas alojadas são agitadas livres por meio deondulações livres provocadas pelo escoamento em redemoinho do fluido quepenetra nas aberturas 64 e por mudanças na direção de escoamento de fluidocircundante. As impurezas liberadas afundam em seguida devido a forças dagravidade e são coletadas na extremidade fechada 74 do bolso 68. O fluidofiltrado sai da segunda câmara 56 e do tanque 10 através da saída 22. Asimpurezas permanecem na extremidade fechada 74 até que elas sejam limpasmanualmente por exemplo, através da remoção da portinhola vedável 15,preferivelmente em um momento quando não há fluido no tanque para ganharacesso aos bolsos 68.

A disposição da segunda entrada 60 da segunda câmara 56,mais elevada do que a primeira entrada 20 da primeira câmara 54, asseguraque uma pressão de fluido mínima projetada é alcançada antes que o fluido apartir da primeira entrada 20 possa acessar a segunda entrada 60, e assim asegunda câmara 56. Se a pressão mínima não é fornecida pelo sistema aofluido, então ele não irá acessar a segunda câmara 56 e em seguida a saída 22.

A disposição da segunda entrada 60 da segunda câmara 56,mais elevada do que a saída 22, assegura uma pressão mínima requerida defluido que sai através da saída 22 para impedir que fluido alcance emissoresde gota (não mostrado) em níveis indesejáveis de pressão baixa.

As saídas de descarga 76 e 78 podem ser conectadas a umsistema de controle de pressão como será descrito em mais detalhe abaixocom referência à figura 3, ou podem ser utilizadas para fluido ser capaz desair das respectivas primeira e a segunda câmaras se pressão nelas exceder àpressão operacional máxima. Além disto, as saídas de descarga 76 e 78podem ser úteis na liberação de bolhas de ar que são genericamenteprovocadas em sistemas hidráulicos que têm escoamento de fluido nelessubmetidas a níveis de pressão variáveis.

A figura 2B ilustra um tanque de filtração 80 cujos elementoscomuns com aqueles do tanque 10 recebem os mesmos numerais dereferência. O tanque 80 tem a mesma construção de suas primeira e segundacâmaras e 54 e 56 como a do tanque 10 porém difere do tanque 10 em que eleainda compreende um arranjo de coleta para receber impurezas (nãomostrado) a partir dos bolsos 68 através de tubos tubulares 82 conectados àsextremidades fechadas 74 dos bolsos 68. Os tubos tubulares 82 são alongadose flexíveis de modo a, por um lado, não restringir a ondulação livre dos bolsos68 e, por outro lado, serem capazes eles mesmos de ondulação livre parafacilitar o movimento de impurezas ao longo deles. O arranjo de coleta é naforma de uma câmara de coleta 84 integrada com o tanque 80 quecompreende nele um tubo de despejo 86 adaptado para receber impurezas apartir dos bolsos 68 e distribuí-las para o exterior do tanque 80.

A câmara de coleta 84 é separada da segunda câmara 56 poruma parede de separação 88 formada com aberturas 90 através das quais ostubos 82 passam para o interior da câmara de coleta 84. A câmara de coleta 84é formada ainda com uma saída de despejo 92 e o tubo de despejo 86 sesalienta do tanque de filtração 80 através da saída de despejo 92.

Adicionalmente o tubo de despejo 86 pode ter uma válvula 94 montada sobreela, cuja operação pode ser controlada de maneira automática ou de maneiramanual. Uma portinhola de fundo 96 pode ser fornecida na câmara de coleta84 para facilitar a limpeza e manutenção interna do tanque de filtração 80.

Em operação o tanque de filtração 80 filtra o fluido da mesmamaneira como descrito para o tanque de filtração 10. Contudo, as impurezas(não mostrado) na extremidade fechada 74 do bolso 68 irão descer através dostubos tubulares 82 para o interior do tubo de despejo 86 onde elas são lavadaspor meio da abertura da válvula 94. A pressão de fluido a partir da segundacâmara 56 pode facilitar a ação de lavagem. Depois de um tempopredeterminado a válvula 94 pode ser fechada interrompendo o escoamentode fluido através do tubo de despejo 86. A operação de lavagem pode serautomatizada em períodos de tempo ajustados.

A figura 2C ilustra um tanque de filtração 100 cujos elementoscomuns com aqueles dos tanques 10 e 80 recebem os mesmos numerais dereferência. O tanque 100 difere dos tanques de filtração descritosanteriormente 10 e 80 em que ao invés dos bolsos de filtro 68, luvas filtro 102são utilizadas, e por a câmara de coleta 84 não ter tubos tubulares 82 dentrodela mas, ao invés disso ter aberturas de despejo 104 na parede de separação88 e um tubo de despejo 106 com a válvula 94 ligado à saída de despejo 92.

Cada luva 102 tem uma extremidade superior aberta 108 e uma extremidadeinferior aberta 110 e se estende ao longo de toda a altura da segunda câmara56 a partir de uma abertura 64 na porção central 26 da parede divisória 24,que é circundada pela extremidade superior 108 da luva 102 até uma aberturade despejo 104 na parede que é circundada pela extremidade inferior 110 daluva 102. A luva 102 pode ser feita do mesmo material que o bolso 68 e podeser montada na segunda câmara 56 de modo que uma porção da luva 102 éespaçada da extremidade superior 108 e espaçada da extremidade inferior 110capaz de ondular livremente por meio de forças exercidas pelo escoamento defluido.

Em operação, fluido (não mostrado) acessa a segunda câmara56 através das aberturas 64 e da extremidade superior 108 das luvas 102. Ofluido passa através da periferia da luva 102 penetrado na segunda câmara 56como fluido filtrado (não mostrado) deixando impurezas (não mostrado)alojadas na periferia da luva 102. As impurezas alojadas na luva 102 podemser agitadas livres por meio das ondulações livres provocadas na luva 102 pormeio de mudanças na direção de escoamento de fluido circundante. Asimpurezas liberadas em seguida afundam, devido a forças da gravidade e sãocoletadas na câmara de coleta 84. O fluido filtrado deixa a segunda câmara 56através da saída 22. A câmara de coleta 84 pode ser lavada periodicamente deseu conteúdo por meio da abertura da válvula 94. A pressão de fluido a partirda segunda câmara 56 é capaz de provocar a ação de lavagem. Depois de umtempo predeterminado a válvula 94 pode ser fechada interrompendo oescoamento de fluido através do tubo de despejo 106.

A figura 3 ilustra um sistema de filtração de controle de coluna120 incluído no qual esta o tanque 10 descrito acima, um tubo de entrada 122em conexão direta com a primeira entrada 20 do tanque IOe um tubo de saída124 em comunicação direta com a saída 22 do tanque 10. Deveria serindicado que qualquer tanque similar ao tanque 10 ou tanques 60 e 80descritos acima pode ser utilizado no sistema de controle 120.

O sistema de filtração 120 inclui um mecanismo de controle decoluna 126 para o controle de pressão máxima no tanque. O mecanismo decontrole 126 compreende uma válvula 128 montada no tubo de entrada 122para controle de escoamento de fluido desde um sistema de tubo (nãomostrado); uma coluna de alta pressão fixa 130 colocada entre a válvula 128 ea primeira entrada 20, montada sobre ela e em comunicação direta com o tubode entrada 122; um sensor de controle de pressão 132 na coluna de pressão130, capaz de ativar a válvula 128; e primeiro e segundo tubos de descarga134 e 136. A coluna de pressão 130 tem uma porção superior 138 aberta paraa atmosfera e o sensor de controle de pressão 132 é na forma de um sensorflutuante adaptado para sensorear mudanças de altura de fluido na coluna 130.

O primeiro tubo de descarga 134 e o segundo tubo de descarga136, cada um tem uma extremidade conectada às respectivas saídas dedescarga 76 e 78 do tanque 10, e cujas outras extremidades estão emcomunicação direta com a porção superior 138 da coluna de pressão 130.

O tubo de entrada 122 compreende um dosador de irrigação140 para detectar mudanças de pressão de fluido no tubo 122 ao qual ele estáconectado. Isto pode ser útil para alertar fazendeiros em casos onde a pressãode fluido no tubo de entrada 122 cai abaixo de um nível desejado. O alertapode ser apresentado localmente ou pode ser transmitido para um computador(não mostrado). Alternativamente, o dosador de irrigação 140 pode sercolocado no tubo de saída 124.

Pressão de fluido no sistema de filtração 120 é regulada comoa seguir: se a pressão de fluido na primeira câmara 54 é mais elevada do que apressão de fluido no primeiro tubo de descarga 134 na porção superior 138, ofluido (não mostrado) irá escoar através do primeiro tubo de descarga 134para o interior da coluna 130, aumentando assim a altura do fluido na coluna130, pelo que, ativando o sensor 132 que irá no mínimo parcialmente fechar aválvula 128 restringindo o escoamento de fluido para o interior da primeiracâmara 54 e com isto reduzindo a pressão de fluido no tanque 10. Tambémpode ser observado que o fluido a partir do tanque 10 que escoa para ointerior da coluna 130 pode não ser desperdiçado, mas, ao invés disto, podeentrar novamente no tanque 10 através do tubo de entrada 122 durante operíodo em que a válvula 128 restringir o escoamento através de toda ela.Quando a pressão de fluido no tanque 10 diminui com o escoamento de fluidoa partir do tanque 10 para o interior da coluna 30 através do tubo de descarga134 eventualmente cessa permitindo que o fluido na coluna 130 drene para otanque 10 através do tubo de entrada 122 diminuindo a altura do fluido para onível precedente/desejado. Uma vez que a altura do fluido tenha diminuídopara o nível precedente, o sensor flutuante 132 pode ativar a válvula 128fazendo com que ela abra novamente para o ajuste no qual ela estavaanteriormente. De maneira similar, se a pressão na segunda câmara 56 é maiselevada do que a pressão de fluido no segundo tubo de descarga 136 naporção superior 138, fluido irá escoar através do segundo tubo de descarga136 para o interior da coluna 130 mudando a altura do fluido na coluna 130 eem uma maneira similar àquela descrita acima, resultando na redução depressão de fluido no tanque 10.

No caso de uma interrupção não intencional de escoamento defluido no sistema de tubo que precede a coluna 130 de tal modo que fluido nosistema é feito ser aspirado de volta em uma direção de escoamento reverso, acoluna 130 funciona para impedir que a sujeira penetre no sistema de tuboatravés do tanque 10. O escoamento reverso produz um efeito de aspiração notubo de entrada 122 que está em comunicação direta com a primeira entrada20 do tanque 10 e a coluna 130. O fluido e ar contidos na coluna 130 sãoaspirados para o interior do tubo de entrada 122 e em seguida para o sistemade tubo. Enquanto o escoamento reverso permanece o ar na coluna 130continua a escoar rapidamente para o interior do sistema de tubo através daporção superior aberta 138, eliminando o efeito de aspiração na primeiraentrada 20 do tanque 10.

A figura 4 ilustra um sistema de filtração de controle deplataforma 150 no qual elementos comuns com aqueles no sistema defiltração controlado por coluna 120 recebem os mesmos numerais dereferência.No sistema da figura 4 o tanque 10 é montado em umaplataforma 152 que é uma distância vertical selecionada acima do nível doterreno 154. O tubo de entrada 122 tem uma primeira seção vertical estendida156 que o possibilita alcançar a nova altura agora elevada da primeira entrada20. De maneira similar o tubo de saída 124 tem uma segunda seção verticalestendida 158 que o possibilita alcançar o nível do terreno 154 a partir daagora altura elevada da saída 22.

Nesta configuração o sensor de controle de pressão 132 é umsensor flutuante colocado na primeira câmara 54 e adaptado para controlar aválvula 128. O tanque 10 tem um primeiro tubo de descarga curto 160, que seestende verticalmente a partir da primeira saída de descarga 76 da primeiracâmara 54, e um segundo tubo de descarga curto 162 que se estendeverticalmente a partir da segunda saída de descarga 78 da segunda câmara 56.Diferentemente dos tubos de descarga da figura 3, estes tubos de descarga sãocurtos e rígidos e são projetados de forma primária para descarregar bolsos dear criados por flutuações de pressão de fluido no tanque.

Em operação, o fluido (não mostrado) fornecido para o tubo deentrada 122 irá escoar através de um dosador de irrigação 140 e da válvula128, atravessando uma primeira seção vertical 156 do tubo de entrada 122onde em seguida ele penetra no tanque 10 através da primeira entrada 20 edeixa o tanque 10 através da saída 22.

Se a pressão de fluido no tubo de entrada 122 é insuficientepara fazer com que o fluido atravesse a primeira seção vertical 156 e alcance aaltura da segunda entrada 60, fluido não irá penetrar na segunda câmara 56 edaí na saída 22. Portanto, uma certa pressão de fluido mínima requerida quedepende da altura da plataforma 152 e da distância da primeira entrada 20 atéa segunda entrada 60, que pode fazer com que o fluido alcance a segundaentrada 60 da segunda câmara 56 do tanque 10, é necessária para que osistema opere.Se a pressão de fluido na primeira câmara 54 é tão elevada demodo a aumentar a altura do nível de fluido na primeira câmara 54 parareceber um nível predeterminado, então o sensor 132 irá no mínimoparcialmente fechar a válvula 128 restringindo o escoamento de fluido para aprimeira câmara 54, e com isto reduzindo a pressão de fluido no tanque 10.Quando a pressão de fluido no tanque 10 diminui e o fluido na primeiracâmara 54 retorna para o nível desejado, o sensor flutuante 132 ativa a válvula128, fazendo com que ela abra novamente para seu ajuste precedente.

Aqueles versados na técnica à qual esta invenção pertence irãoapreciar facilmente que inúmeras mudanças, variações e modificações, podemser feitas sem se afastar do escopo da invenção "mutatis mutandis".

Claims (27)

1. Tanque de filtração com um eixo vertical centralcaracterizado pelo fato de compreender: uma primeira câmara, uma segundacâmara e no mínimo um elemento de filtro; a primeira câmara tendo umaprimeira entrada através da qual fluido a ser filtrado penetra no tanque, que éprojetada de modo a fornecer um escoamento em redemoinho de dito fluidopara a segunda câmara; a segunda câmara tendo uma segunda entrada emcomunicação direta com a primeira câmara e uma saída através da qual fluidofiltrado deixa o tanque, a saída sendo colocada mais baixo do que a segundaentrada; o primeiro elemento de filtro sendo colocado na segunda câmara etendo uma porção capaz de ondulação livre devido a movimento do fluido noqual ele está colocado, provocado no mínimo em parte por dito redemoinho.

2. Tanque de filtração de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de dita segunda entrada ser na forma de umapluralidade de aberturas.

3. Tanque de filtração de acordo com a reivindicação 2,caracterizado pelo fato de incluir uma pluralidade de elementos de filtro, cadaum associado com uma de ditas aberturas.

4. Tanque de filtração de acordo com qualquer uma dasreivindicações 1-3, caracterizado pelo fato de dito elemento de filtro ter umaforma alongada e ter uma extremidade superior que é estacionária em relaçãoao escoamento de fluido, uma extremidade inferior e uma porção de corpoentre elas, no mínimo parte de dita porção de corpo sendo capaz de ditaondulação.

5. Tanque de filtração de acordo com a reivindicação 4,caracterizado pelo fato de dita extremidade inferior do elemento de filtroconstituir uma parte de dita porção capaz de ondulação.

6. Tanque de filtração de acordo com a reivindicação 4,caracterizado pelo fato de dita extremidade inferior ser essencialmente fixa edita porção de corpo ser capaz de dita ondulação no mínimo em uma sua áreaespaçada das extremidades superior e inferior dos elementos de filtro.

7. Tanque de filtração de acordo com qualquer uma dasreivindicações 4-6, caracterizado pelo fato de ainda compreender: umacâmara de coleta em comunicação direta com a extremidade inferior doelemento de filtro para receber impurezas a partir dele, e uma saída de despejoatravés da qual impurezas podem deixar a câmara de coleta.

8. Tanque de filtração de acordo com qualquer uma dasreivindicações 1-7, caracterizado pelo fato de dito comprimento axial doelemento de filtro aproximar uma distância vertical entre a segunda entrada ea saída.

9. Tanque de filtração de acordo com qualquer uma dasreivindicações 1-8, caracterizado pelo fato de dito elemento de filtro ser feitode um material flexível.

10. Tanque de filtração de acordo com qualquer uma dasreivindicações 1-9, caracterizado pelo fato de dito material ser um filamentode polímero inerte.

11. Tanque de filtração de acordo com qualquer uma dasreivindicações 1-10, caracterizado pelo fato de dita primeira câmara aindacompreender um fundo cuja porção a mais inferior é colocada mais baixo doque a primeira entrada para acumulação de impurezas.

12. Tanque de filtração de acordo com qualquer uma dasreivindicações 1-11, caracterizado pelo fato de dita segunda entrada sercolocada mais elevada do que a primeira entrada.

13. Tanque de filtração de acordo com qualquer uma dasreivindicações 1-12, caracterizado pelo fato de no mínimo dita primeiraentrada ser projetada de modo a induzir forças centrífugas no fluido comrelação ao eixo vertical central e no mínimo uma porção de um trajeto deescoamento de fluido dentro do tanque precedendo dita segunda entrada.

14. Tanque de filtração de acordo com qualquer uma dasreivindicações 1-13, caracterizado pelo fato de dita primeira entrada serorientada de maneira tangencial à periferia da primeira câmara.

15. Tanque de filtração de acordo com qualquer uma dasreivindicações 1-13, caracterizado pelo fato de dita primeira câmara e/ousegunda câmara ser substancialmente cilíndrica, a primeira câmaracircundando a segunda câmara, a segunda entrada sendo colocada axialmentemais elevada do que a primeira entrada.

16. Tanque de filtração com um eixo vertical central,caracterizado pelo fato de compreender: uma primeira câmara, uma segundacâmara e um elemento de filtro; a primeira câmara tendo uma primeiraentrada através da qual fluido a ser filtrado penetra no tanque; a segundacâmara tendo uma segunda entrada em comunicação direta com a primeiracâmara e uma saída através da qual fluido filtrado deixa o tanque; o elementode filtro sendo colocado na segunda câmara, no mínimo dita primeira entradaou dita primeira câmara sendo projetada de modo a induzir forças centrífugasno fluido em relação ao eixo vertical central, em no mínimo uma porção deum trajeto de escoamento de fluido dentro do tanque precedendo dita segundaentrada.

17. Tanque de filtração de acordo com a reivindicação 16,caracterizado pelo fato de dita primeira entrada ser orientada tangencialmenteà periferia da primeira câmara.

18. Tanque de filtração de acordo com qualquer uma dasreivindicações 16 ou 17, caracterizado pelo fato de dita primeira câmara e/ousegunda câmara ser substancialmente cilíndrica, a primeira câmaracircundando a segunda câmara, a segunda entrada sendo colocada axialmentemais elevada do que a primeira entrada.

19. Sistema de filtração, caracterizado pelo fato decompreender um tanque de filtração como definido em qualquer uma dasreivindicações 1-18, compreendendo um mecanismo de controle capaz devariar a taxa de escoamento de fluido para o interior de dita primeira entrada,de tal modo que uma faixa de pressão regulada pode ser mantida para oescoamento de fluido através do sistema de filtração; no qual dito mecanismode controle compreende:um tubo de entrada em comunicação direta com dita primeiraentrada;uma válvula montada no tubo de entrada;um tubo de saída em comunicação direta com dita saída; eum sensor de controle de pressão capaz de detectar mudançasde pressão de fluido e ativar a válvula.

20. Sistema de filtração de acordo com a reivindicação 19,caracterizado pelo fato de dito mecanismo de controle ainda compreender:uma coluna de alta pressão fixa que tem uma porção superioraberta para a atmosfera, montada sobre e em comunicação direta com ditotubo de entrada, colocado entre dita válvula e dita primeira entrada, ditosensor de controle de pressão colocado nele;uma primeira saída de descarga formada de maneira integradana porção superior da primeira câmara;uma segunda saída de descarga formada de maneira integradana porção superior da segunda câmara;um primeiro tubo de descarga ajustado à primeira saída dedescarga;um segundo tubo de descarga ajustado à segunda saída dedescarga; eno qual dito sensor de controle de pressão é um sensorflutuante e dito primeiro tubo de descarga e dito segundo tubo de descarga sãopresos à dita coluna acima da altura da primeira saída de descarga e dasegunda saída de descarga.

21. Sistema de filtração de acordo com a reivindicação 19,caracterizado pelo fato dedito tanque ser colocado em uma posição elevada em relaçãoao terreno e dito sensor de controle de pressão ser um sensor flutuantecolocado em dita primeira câmara.

22. Sistema de filtração de acordo com qualquer uma dasreivindicações 19-21, caracterizado pelo fato de ter um projeto de modo ainduzir forças centrífugas em no mínimo uma porção de dito escoamento defluido dentro do tanque em relação ao eixo vertical central.

23. Sistema de filtração, caracterizado pelo fato decompreender um tanque de filtração como definido em qualquer uma dasreivindicações 16-18, ainda compreendendo um mecanismo de controle capazde variar a taxa de um escoamento de fluido para o interior de dita primeiraentrada, de tal modo que uma faixa de pressão regulada pode ser mantida parao escoamento de fluido através do sistema de filtração; no qual ditomecanismo de controle compreende:um tubo de entrada em comunicação direta com dita primeiraentrada;uma válvula montada no tubo de entrada;um tubo de saída em comunicação direta com dita entrada;um sensor de controle de pressão capaz de detectar mudançasde pressão de fluido e ativar a válvula.

24. Sistema de filtração de acordo com a reivindicação 23,caracterizado pelo fato de ainda compreender:uma coluna de alta pressão fixa que tem uma porção superioraberta para a atmosfera montada sobre e em comunicação direta com ditotubo de entrada, colocado entre dita válvula e dita primeira entrada, ditosensor de controle de pressão colocado nele;uma primeira saída de descarga formada de maneira integradana porção superior da primeira câmara;uma segunda saída de descarga formada de maneira integradana porção superior da segunda câmara;um primeiro tubo de descarga ajustado à primeira saída dedescarga;um segundo tubo de descarga ajustado à segunda saída dedescarga, eno qual, dito sensor de controle de pressão é um sensorflutuante e dito primeiro tubo de descarga e dito segundo tubo de descarga sãopresos à dita coluna acima da altura da primeira saída de descarga e dasegunda saída de descarga.

25. Sistema de filtração de acordo com a reivindicação 23,caracterizado pelo fato dedito tanque ser colocado em uma posição elevada em relaçãoao terreno e dito sensor de controle de pressão ser um sensor flutuantecolocado em dita primeira câmara.

26. Sistema de filtração de acordo com qualquer uma dasreivindicações 23-25, caracterizado pelo fato de dito elemento de filtrocolocado na segunda câmara ter uma porção do qual é capaz de ondulaçãolivre devido a movimento do fluido no qual ele está colocado.

27. Sistema de filtração para utilização com um sistema deirrigação, caracterizado pelo fato de compreender um tanque de filtração, umacoluna de alta pressão fixa e um sistema de tubo para fornecer fluido para otanque e coluna; o tanque tendo um eixo vertical central e compreendendo:uma primeira câmara, uma segunda câmara e no mínimo um elemento defiltro; a primeira câmara tendo uma primeira entrada em comunicação diretacom dito sistema de tubo através do qual fluido a ser filtrado penetra notanque; a segunda câmara tendo uma segunda entrada em comunicação diretacom a primeira câmara, e uma saída através da qual fluido filtrado deixa otanque, a saída sendo colocada mais baixo do que a segunda entrada; a colunade alta pressão fixa tendo uma porção superior aberta para a atmosfera esendo montada sobre, e em comunicação direta com, o sistema de tubo, ditosistema de tubo para eliminar a aspiração de sujeira para o interior do sistemade tubo.