BRPI0713490A2

BRPI0713490A2 - orifìcio variável para bocal de licor negro

Info

Publication number: BRPI0713490A2
Application number: BRPI0713490-8A
Authority: BR
Inventors: Mohomed Jameel; Daniel R Higgins
Original assignee: Clyde Bergemann Inc
Priority date: 2006-06-21
Filing date: 2007-06-20
Publication date: 2012-01-24
Also published as: WO2007149950A2; JP5280354B2; JP2009541703A; CA2657447A1; CA2657447C; WO2007149950A3; FI126305B; US20080006725A1; SE0950006L; FI20080669L; US7926747B2; SE534983C2

Abstract

ORIFìCIO VARIáVEL PARA BOCAL DE LICOR NEGRO. A presente invenção refere-se a um bocal para a pulverização de licor negro em um boiler de recuperação tem encaixes do orifício de descarga que podem ser removidos e substituidos com outros encaixes, para fornecer padrões de jato variáveis, através da mudança do tamanho e/ou conformação do orifício do bocal, sem requerer substituição de todo o corpo do bocal, para possibilitar um ajuste fino da atomização do jato.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "ORIFÍCIO VARIÁVEL PARA BOCAL DE LICOR NEGRO".

CAMPO DA INVENÇÃO

A presente invenção refere-se a bocais usados para a injeção e atomização de licor negro que é queimado em um boiler de recuperação química.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

O licor negro é um fluido que é o subproduto do processo de polpação. Esse fluido contém tanto material orgânico quanto material inor- gânico resultando a partir da polpação da madeira. O licor negro é queimado em um boiler especial onde o calor da matéria orgânica é usado para gerar vapor e a matéria inorgânica é reduzida para extrair os materiais químicos de polpação que são então retornados para o processo de polpação. De modo a assegurar a combustão apropriada e recuperação química o licor tem que ser atomizado para um tamanho ótimo. Isso depende da geometria do boiler bem como dos parâmetros de operação de tal fluxo de ar de com- bustão, vazão de licor, pressão e temperatura da injeção.

De acordo com a técnica anterior, o licor negro é pulverizado no boiler através de bocais dedicados. A figura 1 é um esquemático do bocal mais amplamente usado, a placa de respingo 10. Outros tipos de bocais que têm sido usados são o V-jet 20, mostrado na figura 2 e mais recentemente o bocal de lata de cerveja 30 mostrado na figura 3. O último acontece como um resultado de novos desenvolvimentos na combustão do boiler.

No caso do bocal de placa de respingo o licor negro é distribuído através do tubo 14 que é montado ao orifício de entrada 11 no corpo do bo- cal 13. O fluido deixa o bocal através do orifício de descarga 12. Tanto o ori- fício de entrada quanto o de descarga 11 e orifício de descarga 12 são uma parte integral do corpo do bocal 13. O fluido que deixa o orifício impacta na placa de respingo 15, onde se expande para formar uma lâmina que eventu- almente se fragmenta em gotículas que carbonizam.

Para o bocal V-jet 20 o fluido é distribuído através do tubo 24 que é montado ao orifício de entrada 21 encontrado no corpo do bocal 23. O fluido deixa o bocal através do orifício de descarga 22. Tanto o orifício de entrada quanto o de descarga 21 e 22 são uma parte integral do corpo do bocal 23. O fluido que viaja através do orifício de descarga se contrai e ex- pande como uma ventoinha formando uma lâmina delgada que eventual- mente se dispersa em gotículas que carbonizam.

Para o bocal lata de cerveja 30 o fluido é distribuído através do tubo 34 que é montado ao orifício de entrada 31 encontrado no corpo do bo- cal 33. O fluido deixa o bocal através do orifício de descarga 32. Tanto o ori- fício de entrada quanto o de descarga 31 e 32 são uma parte integral do corpo do bocal 33. O fluido que viaja através do orifício de entrada 31 viaja para baixo de um pequeno canal de transição 35 e entra na cavidade interna 36 do corpo do bocal 33 em um ponto tangencial à parede de cavidade. O fluido gira em torno da cavidade e eventualmente deixa o corpo do bocal 33 através do orifício de descarga 32 encontrado no fundo do corpo do bocal. O fluido que deixa o orifício de descarga expande como um cone que eventu- almente se dispersa em gotículas que carbonizam.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

De acordo com a invenção, é fornecido um bocal para pulverizar o licor negro em um boiler de recuperação, onde o orifício de descarga do bocal pode facilmente ser variado sem ter que mudar todo o bocal. Isso pos- sibilita a alguém regular a fino a atomização para o ajuste de combustão es- pecífico nesse tempo e lugar.

A matéria objeto da presente invenção é particularmente salien- tada e distintivamente reivindicada na porção conclusiva nesse relatório des- critivo. No entanto, tanto a organização quanto o método de operação, junto com suas vantagens e objetivos adicionais, podem ser melhor entendidos através da referência à descrição seguinte tomada em conexão com os de- senhos em anexo em que caracteres de referência similares se referem a elementos similares.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

figura 1: seção transversal do bocal da placa de respingo da técnica anterior; figura 2: seção transversal do bocal V-jet da técnica anterior;

figura 3: esquemático do bocal lata de cerveja da técnica anterior;

figura 4: seção transversal do orifício variável do bocal lata de cerveja;

figura 5A: vista de fundo da extremidade de descarga do orifício variável do bocal lata de cerveja;

figura 5B: vista detalhada de pino cilíndrico e disco do orifício da figura 5ã;

figura 6: seção transversal do orifício variável do V-jet;

figura 7: uma outra variação para o bocal V-jet;

DESCRIÇÃO DETALHADA

De modo a otimizar a combustão e redução química pode ser necessário que alguém mude o tamanho do orifício para variar a pressão de injeção ou variar a vazão. Para todos os bocais da técnica anterior acima, o orifício de descarga é uma parte integral do corpo do bocal que iria, por con- seguinte, requerer que alguém mudasse todo o corpo do bocal de modo a mudar o orifício. Em um outro caso pode ser necessário mudar o orifício de- vido ao desgaste que resulta no aumento em área de fluxo e/ou mudança na conformação. Com o arranjo do bocal de acordo com a invenção descrita aqui, alguém tem somente que mudar uma peça única que suporta a abertu- ra para o orifício de descarga de modo a mudar o tamanho do orifício.

As figuras 4 e 5 mostram o arranjo de um bocal do tipo lata de cerveja 40 de acordo com essa invenção. A figura 4 mostra a seção trans- versal através do bocal enquanto a figura 5A mostra uma vista da extremi- dade de fundo do bocal 50 com os detalhes para o orifício variável. A figura 5B dá mais detalhes de vista de uma seção do arranjo da figura 5A. No caso do bocal de lata de cerveja 40 o fluido é distribuído através de um tubo 41 que é montado ao orifício de entrada 45 encontrado no corpo do bocal 42.

De acordo com a figura 5A o fluido que entra através do tubo 41 viaja atra- vés da passagem 51 e entra no corpo no topo da cavidade interna 46 do bo- cal enquanto viaja tangente à sua parede. O fluido gira em torno da cavidade interna como ilustrado pelo percurso 52 e é finalmente ejetado através do orifício 44. O orifício é feito através da perfuração de um furo no disco de orifício 43. Ao contrário da técnica anterior 30 na figura 3, o disco não é uma parte integral do corpo do bocal 42. É um componente totalmente indepen- dente que é colocado em um recesso na extremidade de saída do bocal. Quando o bocal está em uso o disco de orifício faceia para baixo. Um anel de pressão 48 o impede de cair do corpo do bocal. De modo a alcançar o fluxo giratório dentro do bocal o orifício de descarga se aloja, de maneira giratória, no quadrante mais afastado para longe do orifício de entrada. De modo a manter essa posição a placa do orifício é mantida com segurança pelo pino 49 que tem parte da sua circunferência engatada com o disco 43 enquanto o restante engatado com o alojamento 42. Ao invés do pino uma face chata poderia ser cortada no perímetro do disco. Uma face chata cor- respondente seria cortada no corpo do bocal, também. Em qualquer caso, o pino ou face chata e o orifício são ajustados em 180° à parte e se estendem ao longo da linha 52 que está em um ângulo de 45° da linha central do orifí- cio de entrada 54. O pino é inserido em um furo no alojamento. A profun- didade do furo é selecionada de modo que o pino não se projete além da superfície do disco. É importante ter o pino em nível com a superfície exter- na do disco de modo a apropriadamente assentar o anel de pressão. Embo- ra seja possível prender o disco através do corte de uma rosca macho na borda do disco, uma corrosão e distorção da rosca devido ao calor não torna isso muito prático. De modo a possibilitar que alguém opere o bocal no am- biente de um boiler de recuperação química enquanto mantém a habilidade para mudar o diâmetro do orifício através da troca do disco do orifício, o alo- jamento do bocal é feito de diferentes materiais que têm substancialmente diferentes coeficientes de expansão térmica. O coeficiente de expansão tér- mica do disco é maior do que aquele do alojamento do bocal. O diâmetro do disco e o diâmetro do recesso no corpo do bocal são cuidadosamente con- trolados de modo que em temperatura ambiente (-20°C) uma fenda especí- fica 47 seja mantida entre os dois deles. O licor negro distribuído ao bocal está na faixa de 100-130°C. Dessa maneira, em temperaturas elevadas o disco expandiria mais do que o alojamento, em conseqüência, fechando a fenda 47 assegurando uma vedação da câmara interna 46. Quando o bocal for tirado de serviço e a temperatura abaixada para temperatura ambiente o disco irá encolher para seu tamanho original que, por sua vez, alargará a folga entre esses dois componentes possibilitando que alguém troque o dis- co, mudando dessa maneira o diâmetro do orifício.

A figura 6 mostra um bocal V-jet 60 adaptado de uma maneira de acordo com a invenção. O fluido entra no bocal através do tubo 61 que é montado no orifício de entrada 65 no corpo 62. Imprensado entre o tubo 61 e o corpo do bocal 62 está o encaixe do orifício 63. O fluido passa do tubo pa- ra a cavidade interna 66 e é então ejetado através do orifício de descarga 64. O encaixe tem um ressalto 69 que golpeia para cima contra o ressalto 68 localizado no orifício de entrada na extremidade oposta. De modo a manter a orientação específica do jato de um V-jet, o encaixe 63 está livre para girar no interior do corpo do bocal. Uma vez que a orientação do orifício 64 foi finalizada, o corpo do bocal é apertado contra o tubo através de roscas com- patíveis no tubo e corpo do bocal. Uma interface inclinada 67 entre o encaixe do orifício e o tubo assegura que o fluido não vaze do corpo do bocal.

A figura 7 ilustra uma outra variação do bocal V-jet.

Por conseguinte, de acordo com a invenção, é fornecido um ar- ranjo de bocal para possibilitar mudança de propriedades do orifício para ajustar o fluxo e padrão de jato sem requerer a substituição de todo o corpo do bocal. Isso pode fornecer operação e manutenção de custo inferior, por exemplo. Adicionalmente, as propriedades do orifício podem ser mudadas para fornecer desejados tamanhos de pingo e velocidade de gotículas no jato para uma combustão ótima no boiler recuperado.

Embora tenham sido mostradas e descritas modalidades plurais da presente invenção, será aparente para aqueles versados na técnica que muitas mudanças e modificações podem ser feitas sem se afastar da inven- ção nos seus aspectos mais amplos. As reivindicações apensas são, dessa maneira, pretendidas cobrir todas as tais mudanças e modificações que es- tão incluídas no verdadeiro espírito e escopo da invenção.

Claims

1. Bocal para pulverizar licor negro em um boiler de recu- peração capaz de operar com múltiplos tamanhos e conformações do orifí- cio, embora usando o mesmo corpo do bocal.

2. Bocal, de acordo com a reivindicação 1, compreendendo: um corpo de bocal, um orifício de entrada, e um encaixe do orifício de descarga tendo um orifício definido nele.

3. Bocal, de acordo com a reivindicação 2, compreendendo os ditos encaixes do orifício de descarga plurais, adaptados para inserção removível no corpo do bocal.

4. Bocal, de acordo com a reivindicação 3, em que uns dos ditos encaixes do orifício de descarga plurais têm diferentes configurações do orifício com relação uns aos outros dos ditos encaixes do orifício de des- carga.

5. Encaixe do orifício como definido na reivindicação 4, em que as ditas diferentes configurações do orifício compreendem diferentes conformações geométricas de modo a resultar em geração de divergentes padrões de jato através da mudança de encaixes do orifício de descarga.

6. Encaixe do orifício como definido na reivindicação 4, em que as ditas diferentes configurações do orifício compreendem diferentes tamanhos para uma conformação geométrica dada de modo a resultar na geração de diferentes padrões de jato através da mudança dos encaixes do orifício de descarga.

7. Método para fornecer um jato de licor negro ajustável, compreendo: fornecer um bocal tendo uma porção receptora de encaixe do orifício nele; e escolher e inserir um encaixe do orifício aí, tendo um orifício que fornece desejadas características de jato de licor negro.

8. Método, de acordo com a reivindicação 7, em que o dito encaixe tem propriedades de expansão térmica, por meio do que em uma temperatura de operação mais alta, o encaixe se expande para com segu- rança assentar o bocal, e em uma temperatura de não-operação inferior, o encaixe se contrai para possibilitar sua remoção e substituição.

9. Método, de acordo com a reivindicação 7, compreen- dendo adicionalmente a etapa de remover o encaixe e substituí-lo por um outro encaixe tendo um orifício de diferente configuração a partir do primeiro orifício, mudando desse modo o padrão do jato em operação.