BRPI1005237A2 - mÉtodo e aparato para limpeza À vÁcuo de tubulaÇÕes - Google Patents

Abstract

MÉTODO E APARATO PARA LIMPEZA À VÁCUO DE TUBULAÇÕES. Método e aparato simples, portátil, ergonômico que utiliza uma bomba para criar pressão negativa dentro de um acumulador de vácuo ligado a um recinto (recipiente, tubulação, caixa d'água, entre outros) sujo ou obstruído. Por meio da diferença de pressão entre o acumulador e o recipiente obstruído ou sujo ocorre uma forte sucção realizando a limpeza imediata do referido recipiente.

Description

"MÉTODO E APARATO PARA LIMPEZA À VÁCUO DE TUBULAÇÕES"

O presente documento refere-se a um dispositivo para desobstrução de tubulações em hidrelétricas ou ambientes de difícil acesso composto por uma bomba de vácuo, um cilindro de armazenagem, um manômetro, válvulas e mangueiras.

Uma tubulação hidráulica pode, eventualmente, entupir por diversos motivos como falta de manutenção, efeitos do tempo, vazamentos e infiltrações. Mas, o mais comum é pelo descarte incorreto de materiais, que causam inúmeros transtornos.

Os encanamentos precisam periodicamente de manutenção. O efeito do tempo, assim como o uso de materiais sem qualidade nas tubulações, podem ser nocivos para as instalações hidráulicas, ocasionando vazamentos.

O uso inadequado dessas instalações como o descarte de óleos, comida, sacolas plásticas, utensílios domésticos, roupas íntimas, entre outros, podem se acumular nos encanamentos e causar o entupimento.

A prevenção é sempre o melhor método para a saúde das tubulações hidráulicas. Cuidados como evitar jogar quaisquer materiais pelas tubulações para não ocorrer entupimentos nas residências, indústrias ou estabelecimentos comercias, assim como fazer a revisão periódica é fundamental para evitar problemas com o encanamento.

Especificamente na Usina Hidrelétrica de Coaracy Nunes, localizada no município de Ferreira Gomes, Amapá, a Eletrobrás Eletronorte que opera e mantém a referida usina vivenciava cotidianamente o problema de obstrução e sujeira nas tubulações que refrigeram o selo de vedação devido ao alto desgaste do tempo uma vez que a usina possui 35 anos de existência.

Como o selo de vedação e suas tubulações anexas ficam no poço da turbina, para se ter acesso ao poço sem colocar o mantenedor em grande risco, era necessária a parada total da máquina hidrogeradora. Assim, após o dreno da água de toda a tubulação, o mantenedor entrava no poço e realizava o insalubre trabalho de limpeza e desobstrução da sujeira manualmente, apenas com o auxílio de água com ar comprimido e escova de náilon.

Já são conhecidos vários dispositivos capazes de limpar e desobstruir tubulações, desde os primários desentupidores manuais de borracha até a utilização de equipamentos de sucção ultrapotentes. Combinações de instrumentos também são utilizados, podendo-se citar o método anteriormente feito na usina, utilizando uma mangueira de água com ar comprimido e escova arrendondada.

Outro equipamento utilizado em tubulações de grande vazão é a utilização de sistemas de sucção utilizando bombas a vácuo acopladas a tanques de armazenamento dispostos em caminhões como os utilizados pela empresa TEC Hydro e Vácuo.

Além disso, existem outros dispositivos que utilizam alguns itens físicos para desobstrução como o TubeMaster® que utiliza mangueira de alta pressão movimentada por mecanismos pneumáticos, ou a Pistola ECO Top Drill® que utiliza a própria água em alta pressão, ou o LanceMaster® que utiliza uma lança controlável, todos fornecidos pela empresa Woma®.

Outras empresas também fornecem aparatos que utilizam materiais para desobstrução como a empresa Hidropig que utiliza um dispositivo chamado de PIG que consiste numa espécie de cápsula a qual percorre toda a tubulação limpando a referida tubulação. A empresa Hidrovac que emprega ferramentas que também percorrem as tubulações, mas são mais robustas, mais elaboradas, em formato de lanças e similares com a finalidade de serem utilizadas em tubulações de maior porte e com alto grau de compactação da sujeira, diferentemente da empresa anterior.

Também já foram depositadas diversas patentes versando sobre dispositivos para desobstrução de tubulações. As classificações internacionais de patentes para invenções que tratam de aparatos especialmente desenvolvidos para limpeza de objetos ocos por métodos ou aparelhos essencialmente adaptados aos mesmos é B08B 9/00. Como melhor ramificação para patentes ligadas ao objeto da presente patente está a classificação B08B 9/27: Limpeza de superfícies internas; Remoção de obstruções. Como derivação ainda mais específica temos o código B08B 9/035 que traz a limpeza de superfícies internas de objetos ocos por meio do vácuo.

Para a limpeza específica utilizando os PIGs, foram encontradas 49 patentes depositadas no Instituto Nacional da Propriedade Industrial - INPI, no entanto, conforme já aventado, esse tipo de tecnologia não é viável, pois exige a parada da máquina para inserção da cápsula no sistema e o conseqüente prejuízo com a indisponibilidade de uma máquina de geração de energia elétrica.

A patente MU 8100601 trata da limpeza e desobstrução de tubulações por meio da aplicação de ultra-som, utilizando transdutores em freqüências de a 50 kHz dependo da sujeira a ser dispersa, dispensando o uso de químicas abrasivas.

Outra patente, Pl 0702711, trata de um conjunto de peças onde se destacam dois pistões, uma alavanca e um copo para introduzir água, que fazem compressão e descompressão em ralos, tubulações de esgoto, vasos sanitários para realização do desentupimento destas unidades. Já a patente CN2109270 descreve um sistema de transporte de

resíduos alimentado por um acumulador de vácuo ligado a uma bomba. O equipamento descrito nessa patente prevê a utilização de um acumulador de vácuo para facilitar o transporte de resíduos, já que muitas vezes esse transporte requer a aplicação de altas pressões por períodos prolongados de tempo. Por isso, geralmente são necessários equipamentos pesados e com alto consumo de energia. Para diminuir esses requisitos pode se utilizar um acumulador de pressão. Esse acumulador ligado entre a bomba e o dispositivo de transporte acumula o vácuo criado pela bomba quando este excede o necessário nesse dispositivo. Essa reserva, regulada pela potência da bomba e pela capacidade do acumulador, pode ser utilizada quando a necessidade de pressão for maior que a fornecida instantaneamente pela bomba. As soluções existentes no mercado não atendem totalmente as necessidades aventadas. Os desentupidores manuais não podem ser usados, pois sua sucção é baixa, não podendo ser aplicado neste caso. Por outro lado a solução apresentada pela empresa TEC Hydro e Vácuo apesar de possuir sucção adequada através da utilização da bomba de vácuo, não pode ser utilizada pelo fato do local ser de difícil acesso não permitindo a acomodação de um caminhão ou estrutura similar no dado recinto.

Já as outras soluções comerciais anteriormente citadas se utilizam de elementos de desobstrução seja ele uma cápsula, uma flecha ou até mesmo a água em alta pressão, entre outros, não são adequados, pois necessitam da parada total da máquina, da mesma maneira que o método anteriormente adotado na Eletrobrás Eletronorte, o qual motivou a construção do aparato objeto da presente patente.

Na patente MU 8100601 a aplicação de ultra-som na tubulação, não pode ser realizada em tubulações dentro de estruturas de concreto rígidas, como é o caso das estruturas das hidrelétricas, pois a utilização de freqüências sonoras nessas freqüências podem ocasionar vibração nessas estruturas e o seu posterior rompimento.

A patente Pl 0702711, assim como os desentupidores comuns, não possui sucção suficiente para o que é proposto. Para ser utilizado em rede de tubulação ampla e complexa como a de uma hidrelétrica, por exemplo, seriam necessários pistões de tamanhos inimagináveis.

Já a patente CN2109270, o equipamento possui aplicação diferente da proposta, pois este é utilizado para fornecer a pressão necessária para o funcionamento de outra máquina, e não para sucção e limpeza direta de um recipiente.

A presente invenção tem como objetivo notadamente evitar os inconvenientes das ferramentas supracitadas apresentando um aparato simples, portátil, ergonômico e que não necessita da parada da máquina para o seu funcionamento. O objeto da presente patente utiliza uma bomba para criar pressão negativa dentro de um reservatório. Esse reservatório é ligado ao recipiente ou tubulação cuja limpeza é desejada. Quando esse vácuo acumulado é encontrado, ocorra uma forte sucção realizando a limpeza imediata do recipiente, por meio da diferença de pressão entre a tubulação obstruída ou suja e o acumulador de vácuo.

A descrição que se segue e as figuras associadas, tudo dado a título de exemplo não limitativo, farão compreender bem a invenção.

A figura 01 apresenta uma vista geral do aparato, em estado de funcionamento, evidenciando suas partes principais.

Conforme apresentado na figura 01, a invenção é formada por uma bomba de vácuo 1 conectada por meio de uma mangueira 2 a um acumulador 4 que também é conectado por uma mangueira 8 a um recipiente 9.

O recipiente 9 é uma tubulação, um reservatório, uma caixa d'água ou outra estrutura semelhante que necessite de limpeza/desobstrução e que possua conexão de saída que permita o encaixe de uma mangueira ou elemento similar.

A bomba de vácuo 1, comumente encontrada no mercado e que possui potência de acordo com a demanda do que se deseja desobstruir/limpar. Ela gera vácuo no acumulador 4 estando a válvula 3 aberta e a válvula 7 fechada. Essas válvulas podem ser do tipo esfera, ou qualquer outra similar que permita a completa vedação quando seu registro for fechado e estas são ligadas ao acumulador 4 por qualquer elemento que permita tal fixação. Essas válvulas também podem ser situadas em qualquer lugar do acumulador 4, no entanto, preferencialmente a válvula 7 deve estar situada no ponto mais alto possível para possibilitar o máximo enchimento do acumulador 4, e a válvula 3 deve estar situada no mais baixo possível para facilitar a posterior retirada da sujeira e/ou dejetos que ficam depositadas no acumulador 4.

De modo a facilitar a ligação dos outros equipamentos, já que o aparato é constituído de vários elementos conjugados, sugere-se que as válvulas 3 e 7 situem-se diametralmente opostas uma da outra. O vácuo é controlado por meio da observação do manômetro 6, que pode ser colocado em qualquer lugar do acumulador 4, sendo, preferencialmente, colocado no topo do acumulador 4 para facilitar sua visualização. O manômetro é comumente encontrado no mercado e largamente utilizado para as mais diversas finalidades.

O acumulador 4 deve ser um recipiente hermético, possuir qualquer formato, desde que tenha resistência suficiente para receber sujeira em alta pressão. No acumulador 4 também deve ser alojado um dispositivo mostrador que permita a visualização da quantidade de sujeira alocada em seu interior após a mangueira 8 succionar toda a sujeira/obstrução do local escolhido.

Este dispositivo mostrador 5 pode ser confeccionado em vários formatos e pode ser colocado em diversos locais ao longo do acumulador 4 desde que permita a correta visualização da quantidade de sujeira no interior do acumulador 4. O dispositivo 5 pode ainda não existir caso opte-se por fazer o acumulador 4 translúcido, anulando a necessidade do dispositivo mostrador, já que a visualização do acumulador por si só será suficiente para constatar seu enchimento. O dispositivo mostrador 5 e o manômetro 6 são conectados ao acumulador por qualquer elemento que permita tal fixação.

Depois que se constata através do manômetro 6 o completo vácuo no acumulador 4, fecha-se a válvula 3 e em seguida, abre-se a válvula 7, e assim, a sujeira que se encontra no recipiente 9 será succionada pelo acumulador 4 por meio da transferência de massa gerada pela diferença de pressão entre o acumulador 4 e o recipiente 9.

As mangueiras 2 e 8 podem ser confeccionadas de qualquer material, podem ser rígidas ou flexíveis desde que possam suportar grandes variações de pressão, e podem ser idênticas ou não. Também podem assumir diferentes diâmetros, de acordo com a necessidade de vazão mássica que se deseja para limpeza/desobstrução do recipiente 9.

Desta maneira, o processo de funcionamento é: - Conecta-se uma ponta da mangueira 2 à bomba e a outra ponta à

válvula 3 que está ligada ao acumulador 4; - Fecha-se a válvula 7 e abre-se a válvula 3, respectivamente;

- Inicia-se a produção do vácuo ligando-se a bomba 1;

- Aguarda-se o trabalho da bomba 1 até o manômetro 6 indicar que o vácuo foi realizado;

- Fecha-se então a válvula 3 e abre-se a 7, respectivamente;

- A conexão da mangueira 8 entre a válvula 7 e o recipiente 9 pode ser feita inicialmente, juntamente com a conexão da mangueira 3, caso haja espaço físico adequado, ou alternativamente, pode ser feita neste momento, caso se opte por fazer o vácuo longe do recipiente 9 a ser limpo/desobstruído;

- A sujeira/obstrução será então sugada do recipiente 9 ao acumulador

por meio da mangueira 8;

- Quando a pressão no interior do acumulador 4 e do recipiente 9 se igualar, o processo de limpeza/desobstrução acaba;

- Deve-se monitorar o dispositivo mostrador 5, pois caso a pressão não tenha se igualado mas o acumulador 4 já estiver repleto de sujeira/resíduo,

deve-se parar o processo para que não ocorra o rompimento do acumulador 4, deve-se limpar o acumulador 4 e reiniciar todo o procedimento mencionado até a completa limpeza/desobstrução do recipiente 9.

Claims (16)

1.) "MÉTODO E APARATO PARA LIMPEZA À VÁCUO DE TUBULAÇÕES" caracterizado por limpar, desobstruir tubulações, caixas d'água ou qualquer outro espaço confinado denominado recipiente 9 por meio da diferença de pressão criada por uma bomba de vácuo 1 ligada a um acumulador 4 ligado a um recipiente 9;

2.) "MÉTODO E APARATO PARA LIMPEZA À VÁCUO DE TUBULAÇÕES", de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo vácuo ser feito no acumulador 4 por meio de uma bomba de vácuo 1 comumente encontrada no mercado ligada ao acumulador 4 por meio de uma mangueira 2;

3.) "MÉTODO E APARATO PARA LIMPEZA À VÁCUO DE TUBULAÇÕES", de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato do vácuo do acumulador 4 encontrar o recipiente 9 por meio de uma mangueira 8;

4.) "MÉTODO E APARATO PARA LIMPEZA Á VÁCUO DE TUBULAÇÕES", de acordo com as reivindicações 2 e 3, caracterizado pelo fato das mangueiras 2 e 8 serem idênticas ou não, rígidas ou flexíveis e serem constituídas de qualquer material que suporte a diferença de pressão entre o acumulador 4 e o recipiente 9;

5.) "MÉTODO E APARATO PARA LIMPEZA À VÁCUO DE TUBULAÇÕES", de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato do acumulador 4 possuir duas válvulas 3 e 7 ligadas ao acumulador 4 por qualquer elemento que permita tal fixação e situadas 30 em qualquer lugar do acumulador 4;

6.) "MÉTODO E APARATO PARA LIMPEZA À VÁCUO DE TUBULAÇÕES", de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato da válvula 7 estar preferencialmente no ponto mais alto possível para possibilitar o máximo enchimento do acumulador 4;

7.) "MÉTODO E APARATO PARA LIMPEZA À VÁCUO DE TUBULAÇÕES", de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato da válvula 3 estar preferencialmente no ponto mais baixo possível para facilitar a posterior retirada da sujeira, ou dejetos que ficam depositados no acumulador 4;

8.) "MÉTODO E APARATO PARA LIMPEZA À VÁCUO DE TUBULAÇÕES", de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato das válvulas 3 e 7 permitirem a passagem e obstrução completa do fluxo mássico gerado pela diferença de pressão no aparato e serem situadas em qualquer lugar do acumulador;

9.) "MÉTODO E APARATO PARA LIMPEZA Á VÁCUO DE TUBULAÇÕES", de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato das válvulas 3 e 7 serem válvulas do tipo esfera e situarem-se diametralmente opostas;

10.) "MÉTODO E APARATO PARA LIMPEZA À VÁCUO DE TUBULAÇÕES", de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato da válvula 3 estar aberta e a válvula 7 estar fechada quando o vácuo estiver sendo feito no acumulador 4;

11.) "MÉTODO E APARATO PARA LIMPEZA À VÁCUO DE TUBULAÇÕES", de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato da válvula 3 estar fechada e a válvula 7 estar aberta quando o vácuo estiver sendo transferido do acumulador 4 para o recipiente 9;

12.) "MÉTODO E APARATO PARA LIMPEZA À VÁCUO DE TUBULAÇÕES", de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato do acumulador 4 possuir um manômetro de controle de vácuo comumente encontrado no mercado, ligado ao acumulador 4 por qualquer elemento que permita tal fixação e situado em qualquer lugar do acumulador;

13.) "MÉTODO E APARATO PARA LIMPEZA À VÁCUO DE TUBULAÇÕES", de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato do acumulador 4 possuir um manômetro de controle de vácuo comumente encontrado no mercado, soldado ao acumulador 4 e situado no topo do acumulador;

14.) "MÉTODO E APARATO PARA LIMPEZA À VÁCUO DE TUBULAÇÕES", de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato do acumulador 4 ser um recipiente hermético, possuir qualquer formato, desde que tenha resistência suficiente para receber sujeira em alta pressão;

15.) "MÉTODO E APARATO PARA LIMPEZA Á VÁCUO DE TUBULAÇÕES", de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato do acumulador 4 possuir dispositivo mostrador 5 que permita a correta verificação da quantidade de sujeira no interior do acumulador 4;

16.) "MÉTODO E APARATO PARA LIMPEZA À VÁCUO DE TUBULAÇÕES", de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato do acumulador 4 ser translúcido e não conter o dispositivo mostrador 5.