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BRPI0816109B1 - Separador de líquido - Google Patents

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BRPI0816109B1
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BRPI0816109-7A
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Kristof Adrien Laura Martens
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Atlas Copco Airpower, Naamloze Vennootschap
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Abstract

separador de líquido separador de líquido o qual é provido com um separador centrífugo (2) e um separador de partículas miúdas ( 10) através dos quais pode fluir um gás a ser purificado, pelo que o separador centrífugo (2) consiste em um alojamento cilíndrico (3) com uma entrada tangencial (6) e uma saída axial (7), caracterizado em que o separador de partículas miúdas (10) compreende um alojamento (11) definindo um espaço (12) que é isolado do espaço interno (8) do separador centrífugo ( 2) por intermédio de uma válvula de retenção (13).

Description

A presente invenção se refere a um separador de liquido, particularmente a um separador de líquido que pode ser provido na linha de ar comprimido de um compressor de óleo injetado para separar o óleo do ar comprimido.
Separadores de líquido do tipo conhecido são providos com um separador centrífugo e um separador de partículas miúdas com um elemento de fluxo direto através do qual pode fluir o gás a ser purificado, pelo que o separador centrífugo consiste em um alojamento cilíndrico que tem uma entrada tangencial e uma saída axial, cujo alojamento define um espaço interno no qual foi ou não provida uma tela para guiar o fluxo em direção à saída.
No separador de líquido conhecido, o separador de partículas miúdas mencionado acima é formado integralmente do elemento de fluxo direto, e esse elemento de fluxo direto, por exemplo, na forma de um filtro de coalescência, é provido no espaço interno do alojamento cilíndrico do separador centrífugo, e o elemento de fluxo direto é erguido de tal modo que, se a tela mencionada acima estiver presente, a tela se estende em torno do elemento de fluxo direto para cuja finalidade a tela foi feita no formato de um tubo cilíndrico.
Ao se utilizar um separador de líquido conhecido, uma mistura de gás e líquido é fornecida por intermédio da entrada tangencial mencionada acima, por exemplo, na forma de ar comprimido proveniente de um compressor de óleo inj etado.
Como a entrada mencionada acima é colocada tangencialmente no alojamento cilíndrico, a mistura de gás
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2/10 e liquido de chegada, como se sabe, é submetida a um movimento de turbilhão, pelo que ocorre uma pré-separação uma vez que devido ao efeito centrífugo, as partículas de líquido, relativamente pesadas, são lançadas contra o lado interno da parede cilíndrica e carregadas ao longo da parede para o fundo do separador de líquido devido à força gravitacional, onde o líquido separado pode ser descarregado se exigido, por exemplo, por intermédio de uma saída de líquido provida com aquela finalidade.
O gás a partir do qual as partículas de líquido, relativamente pesadas, foram subsequentemente separadas flui, como se sabe, por intermédio do espaço entre a tela e o elemento de fluxo direto se uma tela estiver presente, ou por intermédio do espaço entre o alojamento do separador centrífugo e o elemento de fluxo direto, através do elemento de fluxo direto para separar as partículas menores de líquido as quais ainda estão presentes no fluxo de gás.
Finalmente, o fluxo de gás purificado sai do separador de líquido por intermédio da saída de gás, de modo a ser subsequentemente usado, por exemplo, para aplicações adicionais.
Uma desvantagem dos separadores de líquido conhecidos é que, devido à presença do elemento de fluxo direto mencionado acima no alojamento do separador centrífugo, eles são relativamente grandes e dispendiosos.
Outra desvantagem dos separadores de líquido conhecidos é que, devido às suas dimensões relativamente grandes, eles são enquadrados em uma categoria de inspeção rigorosa, o que é desvantajoso no que diz respeito ao custo da inspeção.
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3/10
Quando tais separadores de liquido conhecidos são aplicados à linha de ar comprimido de um compressor de óleo injetado, quando o compressor muda de uma condição carregada para uma condição descarregada, o volume de gás é descarregado como um todo a partir do espaço no alojamento do separador centrífugo através do separador de partículas miúdas até que seja alcançada a pressão de equilíbrio para a condição de trabalho descarregada.
O volume de ar relativamente grande tem que ser descarregado rapidamente de modo a não restringir muito o número de ciclos carregado/descarregado.
Uma desvantagem é que, quando o descarregamento é feito rapidamente, o óleo espumará vigorosamente. A espuma progressiva e a contaminação que é dissolvida dessa maneira deterioram a operação do separador de partículas miúdas, resultam em um consumo de óleo excessivo e também reduz a vida útil do separador de partículas miúdas.
Uma desvantagem adicional dos separadores de óleo conhecidos é que o elemento de fluxo direto, como resultado do escapamento de pressão e das elevadas velocidades de gás, associadas, é mecanicamente carregado enquanto um volume de gás está sendo descarregado durante a transição a partir de uma condição carregada para uma condição descarregada do compressor, o que é desvantajoso em relação à durabilidade do elemento de fluxo direto.
A presente invenção tem como objetivo remediar uma ou várias das desvantagens mencionadas acima, e outras.
Com essa finalidade, a presente invenção se refere a um separador de líquido que é provido com um separador centrífugo e um separador de partículas miúdas
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4/10 através do qual pode fluir o gás a ser purificado, pelo que o separador centrífugo é formado de um alojamento cilíndrico com uma entrada tangencial e uma saída axial, pelo que o separador de partículas miúdas compreende um alojamento definindo um espaço que é isolado do espaço interno do separador centrífugo por intermédio de uma válvula de retenção.
Uma vantagem do separador de líquido de acordo com a invenção é que, quando o elemento de fluxo direto não mais é provido no espaço interno do separador centrífugo, o separador centrífugo pode ser feito consideravelmente menor e mais barato.
Outra vantagem dos separadores de líquido de acordo com a invenção é que seus separadores centrífugos e separadores de partículas miúdas, devido às dimensões menores e volumes separados, ficam sob uma categoria de inspeção menos rigorosa do que os separadores de líquido convencionais, o que é economicamente vantajoso.
Quando um separador de líquido de acordo com a invenção é aplicado à linha de ar comprimido de um compressor de óleo injetado, apenas o volume de gás será descarregado a partir do espaço no alojamento do separador centrífugo durante a transição de uma condição carregada para uma condição descarregada do compressor, enquanto que o espaço no separador de partículas miúdas permanece sob pressão durante todo o tempo.
Isso é vantajoso em que o elemento de fluxo direto não é mecanicamente carregado por um súbito escape de pressão e velocidades elevadas do ar, como resultado do que a durabilidade aumenta em comparação com os separadores
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5/10 de liquido conhecidos.
Outra vantagem do mesmo é que, como o volume de gás a ser descarregado é relativamente pequeno, o descarregamento pode ser feito de forma mais lenta do que com os separadores de líquido convencionais, como resultado do que o risco de espuma ser formada é fortemente reduzido em comparação com os separadores de líquido conhecidos.
Como os espaços no separador centrífugo e no separador de partículas miúdas são separados, o volume descarregado será menor em um separador de líquido, de acordo com a invenção do que nos separadores de líquido convencionais, como resultado do que haverá menos perda devido ao descarregamento, uma vez que menos energia de pressão é contida no gás descarregado que pode escapar para a atmosfera.
Para explicar melhor as características da invenção, a modalidade preferida seguinte de um separador de líquido de acordo com a invenção é descrita apenas como exemplo sem ser limitadora de qualquer forma, com referência aos desenhos anexos, nos quais:
A Figura 1 representa esquematicamente um separador de líquido de acordo com a invenção em perspectiva;
A Figura 2 mostra uma seção de acordo com a linha II-II na Figura 1;
A Figura 3 mostra a parte indicada por F3 na Figura 2 em uma escala maior.
As Figuras, 1 a 3 mostram um separador de líquido 1 de acordo com a invenção o qual é provido com um separador centrífugo 2 formado de um alojamento cilíndrico
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6/10 com uma parede superior 4 e uma parede inferior e com uma entrada tangencial 6 e uma saída axial
7, cujo alojamento 3 define um espaço interno 8.
saída mencionada acima provida preferivelmente centralmente na parede superior 4 do alojamento 3.
O separador centrífugo nesse caso compreende também um orifício de descarga 9 para líquido separado, cujo orifício de descarga 9 está situado preferivelmente no fundo do separador centrífugo 2 quando esse separador centrífugo 2 está em uma posição montada, isto é, na ou próximo da parede inferior 5 mencionado acima.
O separador de líquido 1 de acordo com a invenção também é provido com um separador de partículas miúdas 10 compreendendo um alojamento 11 que define um espaço 12 o qual é isolado do espaço interno 8 do separador centrífugo por intermédio de uma válvula de retenção 13 proporcionando um fluxo a partir do separador centrífugo 2 até o espaço 12 no separador de partículas miúdas 10.
O alojamento mencionado acima 11 está nesse caso conectado na parte inferior à parede superior 4 do separador centrífugo 2, por exemplo, por intermédio de cavilhas 14.
Na parte superior, o alojamento 11 do separador de partículas miúdas 10 é vedado por intermédio de uma tampa 15 na qual foi provida centralmente uma abertura de saída 16 para o gás purificado, cuja abertura de saída é vedada por intermédio de uma válvula de pressão mínima 17 formando uma conexão entre o espaço 12 e um ponto de partida para o gás purificado.
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7/10
De acordo com a invenção, um elemento de fluxo direto 18 é provido no espaço interno mencionado acima 12 do separador de partículas miúdas 10, por exemplo, na forma de um filtro de coalescência ou outro tipo de filtro de partículas finas ou, em outras palavras, um filtro possibilitando a remoção de gotas remanescentes de líquido a partir do fluxo de gás.
Nesse caso, o elemento de fluxo direto mencionado acima 18 é feito cilíndrico com paredes que são permeáveis ao gás e o elemento de fluxo direto 18 é vedado em um lado, no arranjo como representado no lado inferior, por intermédio de uma parede de vedação 19.
O lado superior do elemento de fluxo direto mencionado acima 18 é fixado na tampa 15 e é posicionado de tal modo que esse elemento de fluxo direto 18 se estende completamente em torno da abertura mencionada acima 16 e desse modo em torno da válvula de pressão mínima 17.
Conforme representado em mais detalhe na Figura
3, a válvula de retenção mencionada acima 13 nesse caso é feita como um corpo de válvula no formato de disco 2 0 provido com um pino de guia 21, 22 respectivamente em qualquer um dos lados e que se apoia sobre um assentamento formado pela parede superior 4 do separador centrífugo 2.
O pino de guia 21 dirigido ao separador centrífugo 2 pode ser deslocado axialmente no meio de guia
23, que nesse caso é formado de um corpo predominantemente cônico 24, o qual é fixado ao alojamento 3 e o qual está voltado na direção contrária ao fluxo do gás com uma extremidade distante pontuda 25, em outras palavras na direção do espaço 8, e pelo que um canal de guia 2 6 é
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8/10 provido no corpo 2 4 no qual o pino de guia 21 pode se deslocar.
O corpo cônico mencionado acima 24 é colocado de tal modo na parede superior 4 do separador centrifugo 2 e projetado de tal modo que o fluxo a partir do espaço 8 para a válvula de retenção 13, sobre a válvula de retenção 13 e para o elemento de fluxo direto 18, ocorre com perdas de fluxo que são tão pequenas quanto possível.
O pino 22 dirigido para o separador de partículas
miúdas 10 nesse caso pode se deslocar em um pequeno canal
de guia 27 se estendendo na parede de vedação 19 do
elemento de fluxo direto 18.
0 funcionamento do separador de líquido 1 de
acordo com a invenção é muito simples e conforme a seguir.
Uma mistura de gás comprimido e líquido, tal como uma mistura de ar comprimido e gotas de óleo provenientes de um elemento compressor de líquido injetado, entra no espaço 8 por intermédio da entrada 6.
Graças à implementação tangencial da entrada 6 no alojamento cilíndrico 3, a mistura de gás e líquido que chega é submetida a um movimento de redemoinho.
Uma separação centrífuga ocorre por meio disso, quando as relativamente pesadas partículas de líquido são lançadas contra a parede cilíndrica do separador centrífugo 2 sob a influência das forças centrífugas.
Sob a influência da força gravitacional, o líquido separado escorre sobre a parede cilíndrica para o lado inferior do separador centrífugo 2, onde esse líquido é descarregado por intermédio da saída 9.
O gás saindo do separador centrífugo 2 flui por
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9/10 intermédio da válvula de retenção mencionada acima 13 para dentro do espaço 12 do separador de partículas miúdas 10 para fluir subsequentemente através da parede cilíndrica do elemento de fluxo direto 18 devido à separação das gotas miúdas de liquido que ainda estão presentes no fluxo de gás.
Graças à presença do corpo cônico 24 na saída 7, um componente radial é provido para o fluxo de gás, tornando mais fácil o influxo do separador de partículas miúdas 10 e restringindo as perdas de fluxo.
Após sua passagem através da parede do elemento de fluxo direto 18, o gás purificado flui através da válvula de pressão mínima 17 para ser retirado por um usuário.
Como as dimensões do separador centrífugo 2 e do separador de partículas miúdas 10 são restritas e como o separador centrífugo 2 e o separador de partículas miúdas 10 são separados entre si por intermédio de uma válvula de retenção 13, o separador centrífugo e o separador de partículas miúdas de um separador de líquido 1 de acordo com a invenção para um valor de pressão nominal específico ficam sob uma categoria de inspeção menos rigorosa do que os separadores de líquido convencionais tendo o mesmo valor de pressão nominal, reduzindo assim os custos de inspeção.
Graças ao modelo menor, economias também podem ser feitas em relação ao material e ao espaço de armazenamento, e o separador de líquido 1 de acordo com a invenção também é mais leve do que os separadores de líquido convencionais.
Além disso, ao aplicar o separador de líquido 1
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10/10 na saída de ar comprimido de um compressor de óleo injetado, quando o compressor muda para nenhuma carga, apenas um volume restrito de gás terá que ser descarregado, uma vez que a válvula de retenção 13 está fechada, como resultado do que o descarregamento pode ser feito em um ritmo mais lento e a formação de espuma é limitada e, além disso, energia é economizada uma vez que menos energia de pressão é assim descarregada para a atmosfera.
As expressões: parede superior e parede inferior, são aqui usadas no contexto das figuras anexas 1 a 3, mas é desnecessário dizer que o separador de líquido 1 de acordo com a invenção não deve necessariamente ser erguido completamente de forma vertical, conforme representado nas figuras, mas que ele também pode ser usado em outras posições.
A presente invenção de forma alguma é limitada às modalidades descritas como exemplos e representadas nos desenhos anexos; ao contrário, tal separador de líquido 1 de acordo com a invenção pode ser feito em todos os tipos de formatos e dimensões enquanto ainda permanecendo dentro do escopo da invenção.

Claims (11)

1. Separador de liquido o qual é provido com um separador centrifugo (2) e um separador de partículas miúdas (10) através do qual pode fluir ar comprimido a ser purificado, pelo que o separador centrifugo (2) consiste em um alojamento cilíndrico (3) com uma entrada tangencial (6) e uma saida axial (7), em que o separador de partículas miúdas (10) compreende um alojamento (11) definindo um espaço (12) que é isolado do espaço interno (8) do separador centrifugo (2) por intermédio de uma válvula (13), o separador caracterizado pelo fato de que a válvula é uma válvula de retenção (13) , sendo configurada de forma a permitir um fluxo de fluido a partir do citado espaço interno (8) do separador centrifugo (2) para o espaço (12) no separador de partículas miúdas (10).
2. Separador de liquido, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o alojamento mencionado acima (11) do separador de partículas miúdas (10) é montado contra o alojamento (3) do separador centrifugo (2).
3. Separador de liquido, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que um elemento de fluxo direto (18) é colocado no separador de partículas miúdas mencionado acima.
4. Separador de liquido, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o elemento de fluxo direto (18) mencionado acima é feito como um filtro de partículas miúdas.
5. Separador de liquido, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o filtro de
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2/3 partículas miúdas mencionado acima é feito como um filtro de coalescência.
6. Separador de líquido, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que o elemento de fluxo direto (18) mencionado acima é feito como um tubo cilíndrico com paredes que são permeáveis ao gás.
7. Separador de líquido, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que o espaço mencionado acima (12) no separador de partículas miúdas (10) é conectado a um ponto de partida para o gás purificado por intermédio de uma válvula de pressão mínima (17).
8. Separador de líquido, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que a válvula de retenção mencionada acima (13) compreende um corpo de válvula (20) o qual, quando a válvula de retenção (13) está fechada, coopera com um assentamento formado por uma parede superior (4) do separador centrífugo (2) .
9. Separador de líquido, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o corpo de válvula mencionado acima (20) é provido com um pino de guia (21, 22 respectivamente) em qualquer um dos lados.
10. Separador de líquido, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que um primeiro pino, dos pinos de guia mencionados acima, está voltado para o separador centrífugo (2) e pode se deslocar no meio de guia (23) que é formado de um corpo cônico (24) o qual é fixado ao alojamento (3) do separador centrífugo (2) e o
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3/3 qual é dirigido contra a direção de fluxo do gás com uma extremidade aguda (25), em outras palavras, na direção do espaço (8) , e no qual é provido um canal de guia (26) no qual o primeiro pino de guia (21) pode se deslocar.
11. Separador de líquido, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que um segundo pino de guia (22) está voltado para o separador de partículas miúdas (10) e pode se deslocar em um pequeno canal de guia (27) que se estende em uma parede inferior (19) do elemento de fluxo direto mencionado acima (18).
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