BRPI0715122A2

BRPI0715122A2 - aparelho de limpeza de poÇo

Info

Publication number: BRPI0715122A2
Application number: BRPI0715122-5A
Authority: BR
Inventors: Paul Robert Hatten
Original assignee: Paul Robert Hatten
Priority date: 2006-08-04
Filing date: 2007-08-03
Publication date: 2013-06-04
Also published as: IL196842A; JP5313139B2; IL196842A0; AU2007281033B2; US20090308595A1; EP2054559A4; WO2008014559A1; JP2009545426A; US8911564B2; AU2007281033A1; EP2054559A1; MX2009001266A; CA2659430A1; CN101501281A; SG174023A1; NZ574639A; CA2659430C

Abstract

APARELHO DE LIMPEZA DE POÇO. Um aparelho de limpeza de poço compreende jatos de água rodando em um conduto de alimentação vertical, o qual é montado de forma rotativa no topo do poço e alimentado por uma corrente de fluido bombeada a partir do poço por uma bomba submersível. O aparelho tem um alojamento afixado acima do tubo de entrada para manter um atomizador, o qual permite que um vapor desodorizante seja aspirado para o conduto pela corrente de alimentação. Os jatos de água têm defletores montados na extremidade dos jatos para direcionamento do efluente sendo bombeado através deles.

Description

APARELHO DE LIMPEZA DE POÇO

CAMPO DA INVENÇÃO

Esta invenção se refere a um dispositivo para a limpeza de poços, incluindo fossas, caixas de retenção de detritos, armadilhas de graxa e caixas de esgoto. ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

Os sistemas de esgoto são de uso difundido para remoção de resíduo líquido a partir de casas, fábricas e locais agrícolas. 0 esgoto líquido flui através de tubos para poços intermediários e, finalmente, em plantas de tratamento ou aterros sanitários. Bombas elétricas usualmente são usadas para manutenção do fluxo e para manterem os poços abaixo da capacidade máxima. Estas bombas são configuradas para operarem quando o nível nos poços atingir um limite pré-regulado indicando que o fluxo precisa de bombeamento.

Quando o nível do poço cai abaixo de um nível mínimo, a bomba é comutada para desligada e este nível pode ser mantido por algum tempo, deixando um resíduo de biofilme

2 0 nas paredes do poço entre os níveis máximo e mínimo. Este

resíduo tende a endurecer e se acumular, desse modo reduzindo a capacidade do poço, e aumentando a freqüência da operação de bombeamento.

Os sistemas de coleta e tratamento de águas servidas são uma fonte de maus odores, o mais prevalecente vindo de sulfeto de hidrogênio, um gás tóxico e corrosivo com um odor de ovo podre característico. Isto é um processo mediado por bactéria que ocorre na porção submersa de sistemas de esgoto sanitário. Ele começa com o

3 0 estabelecimento de uma camada de lodo abaixo do nível de t 2/9

água, composta por bactérias e outros sólidos inertes mantidos em conjunto por uma "cola" de proteína secretada biologicamente ou um biofilme denominado zoogléia. Quando este biofilme se torna espesso o bastante para impedir a difusão de oxigênio dissolvido, uma zona anóxica se desenvolve sob a superfície.

Sulfeto de hidrogênio também é um precursor da formação de ácido sulfúrico, o que causa a destruição de substratos de metal e de concreto e dependências em instalações de água servida e estações de coleta. 0 efeito de corrosão de sulfeto biogênico e a formação de uma solução de ácido sulfúrico a 7% em superfícies de concreto expostas a um ambiente de esgoto são devastadores. As estações de bomba inteiras e as bocas de lobo e seções grandes de interceptores de coleta entraram em colapso devido à perda de integridade estrutural no concreto.

Assim sendo, o resíduo deve ser limpo das paredes de poço e removido da superfície da água efluente de esgoto periodicamente, para material não tecido do sistema em boa

2 0 ordem de trabalho, bem como para proteção das estruturas de

concreto contra a corrosão de sulfeto biogênico em sistemas de coleta e de tratamento de águas servidas, de modo a se adequar à vida de projeto antecipada da estrutura, bem como para proteção da infra-estrutura e do ambiente de nível de solo circundante.

Uma limpeza manual de poços é um trabalho que consome tempo, é dispendioso e sujo e vários dispositivos foram desenvolvidos para a automação e a redução do custo de limpeza. Por exemplo, a Patente U.S. N0 4.431.232 ensina um

3 0 aparelho com um cabeçote de aspersão compreendendo braços de aspersão os quais são rodados em torno de um eixo geométrico vertical por um eixo acionado por um motor e são rodados em torno de ume gerenciador horizontal. Assim como uma transmissão complexa para o cabeçote de aspersão, o aparelho também requer uma corrente de alimentação de água pré-aquecida e um líquido de limpeza de produto químico. Como o aparelho ainda tem que ser operado manualmente no poço, é uma solução dispendiosa para o problema de limpeza de poços de esgoto. Um outro aparelho é mostrado no WO 01/58605, o qual é

montado permanentemente no poço em um braço de suporte e conectado a um suprimento de líquido de limpeza, o qual é ligado e desligado por válvulas de controle de líquido operadas por sensores de nível no poço. Contudo, este aparelho ainda requer um suprimento de líquido de limpeza em separado e usa um grande volume de água, o qual deve ser suprido a partir de fontes freqüentemente escassas de água potável.

A Patente U.S. N° 6.868.857 ensina um aparelho 2 0 precursor da presente invenção, o qual também é montado permanentemente no poço. Ele tem várias modificações com o objetivo de tornar a ação de limpeza de parede mais efetiva, e também tem uma função de desodorização. Contudo, o aparelho ainda não é completamente efetivo, e uma limpeza 2 5 manual periódica das paredes de poço, e a manutenção do aparelho requer uma desmontagem e uma montagem que consomem tempo. 0 aparelho ainda requer, também, um volume grande de água a partir de um suprimento externo de água potável freqüentemente escassa. Será notado que a Patente U.S. N0 6.868.857 também ensina o uso do esgoto no poço para alimentação do aparelho de limpeza. Contudo, o último sistema emprega filtros para remoção de sólidos do esgoto, o qual é aspirado para a bomba submersível para bombeamento para o vapor de alimentação. Mas estes filtros rapidamente se tornam entupidos, e a bomba se torna ineficaz e o aparelho reverte para o uso do suprimento de água externo. Ainda, este método de uso de efluente filtrado não é efetivo no corte em pedaços e na remoção da construção de biofilme.

OBJETIVO DA INVENÇÃO

Portanto, é um objetivo da presente invenção prover um aparelho o qual vence ou pelo menos reduz significativamente os problemas relacionados à limpeza de poços pelos sistemas da técnica anterior. Em particular, a

presente invenção emprega bocais de aspersão e um sistema de bombeamento submerso o qual permite que o aparelho use o esgoto no poço para limpeza das paredes, causando uma aeração do efluente introduzido, hidratação da graxa, óleos, gorduras, que contribuem para um biofilme, de modo

2 0 que possa ser facilmente transportado, através do sistema

de esgoto, para uma planta de tratamento para tratamento. Isto requer um sistema o qual usa uma corrente de liquido contendo materiais sólidos, os quais o aparelho da técnica anterior não obteve. Um objetivo adicional é prover um

aparelho em aberturas de poço, removendo a necessidade de uma entrada em espaço confinado, o que pode ser facilmente reposicionado a partir do ponto de entrada de poço para se permitir um acesso ao poço para facilitação da manutenção. DECLARAÇÃO DA INVENÇÃO

3 0 De acordo com a presente invenção, é provido um aparelho de limpeza de poço compreendendo jatos de água rodando em um conduto de alimentação vertical, o qual é montado de forma rotativa no topo do poço e alimentado por uma corrente de fluido.

Preferencialmente, o conduto de alimentação vertical é deslocado para se estender para longe da parede para o centro do poço.

Preferencialmente, o dispositivo é alimentado por um efluente bombeado a partir do poço por uma bomba submersivel em um tubo de entrada no conduto de alimentação acima do deslocamento.

Preferencialmente, o conduto de alimentação tem uma extensão telescópica na seção abaixo do deslocamento.

Preferencialmente, o conduto de alimentação tem um alojamento afixado acima do tubo de entrada para manutenção de um desodorizante ou formulações tais como enzimas, os quais permitem que o vapor de desodorizante seja aspirado para o conduto pela corrente de alimentação, desse modo se obtendo uma mistura com o efluente entrando e removendo-se uma sedimentação na base do poço.

Preferencialmente, os jatos de água rodam em torno de um mancai ou de uma união rotativa montado na base do conduto de alimentação vertical.

Preferencialmente, os jatos de água têm defletores livres suspensos montados na extremidade dos jatos para direcionamento do efluente sendo bombeado através deles.

Preferencialmente, os defletores são rotativos a 360 graus controlados manualmente ou por sensores de pressão os quais controlam a velocidade de rotação e a direção de aspersão, dependendo da pressão e do fluxo. Preferencialmente, a montagem do aparelho no topo do poço é próxima do acesso ao poço e contém um mecanismo oscilante, o qual permite uma rotação do aparelho a partir de um lado para o outro, para facilitar o acesso a outros componentes no poço.

Preferencialmente, jatos de atomização são providos, os quais enviam vapor atomizado baseado em oxidação à temperatura ambiente em vários gph (1 gph = 3,785 l/h), os quais neutralizam a atividade de gás sulfeto de hidrogênio

no espaço aéreo acima da linha de água em tubos de água servida e estruturas, e são programados para se ativarem em vários horários de pico. BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

Várias modalidades da invenção são descritas, agora, a

título de exemplo apenas, com referência aos desenhos associados, nos quais:

a Fig. 1 é uma vista em perspectiva olhando-se para baixo para um poço com um aparelho de limpeza montado no topo da parede;

2 0 a Fig. 2 é uma vista em elevação de um dispositivo de

limpeza montado em um poço;

a Fig. 3 é uma elevação aumentada do dispositivo da Figura 2;

a Fig. 4 é uma vista detalhada de um cabeçote de jato

2 5 de aspersão; e

a Fig. 5 é uma vista detalhada de um defletor montado no cabeçote de jato de aspersão da Figura 4; e

as Fig. 6 e 7 ilustram defletores alternativos. DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

3 0 A Fig. 1 mostra um aparelho de limpeza montado no suporte 11 no topo da parede de poço. A água é alimentada a partir de uma fonte externa 1 através de uma mangueira 2 para um conduto de alimentação vertical 3. Jatos 4 são montados na face do conduto 3 olhando-se para o centro do poço. No fundo do conduto 3, um braço 5 é pivotado em torno do suporte 6. Na extremidade livre do braço 5 jatos de água rotativos 7 são montados em um mancai ou uma união rotativa de carga vertical 8 e rodam sob a pressão de água suprida por uma mangueira 9 a partir do conduto 3. Assim sendo, quando em operação, os jatos 4 e 7 aspergem as paredes do poço, a superfície da água de esgoto no poço e também o outro equipamento no poço. 0 braço 5 pode ser rodado para cima, para a esquerda ou para a direita para retração dos jatos rotativos 7 para o lado do poço, para a provisão de acesso livre para manutenção do poço.

A Fig. 2 ilustra um aparelho de limpeza alternativo montado em uma parede pelo suporte 11 fixado à borda 12 do poço. 0 conduto 13 do dispositivo é deslocado em 14, de modo que braços de jato de aspersão 15, os quais rodam em

2 0 torno da extremidade inferior 16 de conduto 13, estejam no

centro do poço. A mangueira 17 alimentando os braços de jato de aspersão se conecta ao conduto 13 na entrada 18. A mangueira 17 pode ser alimentada por uma fonte externa de água ou por um efluente bombeado a partir do poço por uma bomba submersível existente ou uma bomba submersível introduzida no caso de um sistema de fluxo baixo 19. A bomba 19, o conduto 13, o deslocamento 14 e os braços de jato 15 são projetados para permitirem a passagem de uma corrente de esgoto contendo sólidos de até 5 0 mm de

3 0 diâmetro e 90 mm de comprimento. A Fig. 3 mostra o aparelho suspenso pelo suporte 11, o qual contém um mecanismo oscilante permitindo que o aparelho seja rodado para qualquer um dos lados do poço. 0 mastro de alimentação 20 contém um atomizador, o qual é afixado a e se comunica com o conduto 13, permitindo que o vapor seja aspirado para a corrente de alimentação entrando através da entrada 18. Em um nível predeterminado, um sensor se comunica com uma válvula solenóide, a qual ativa os atomizadores para injetarem uma descarga de aspersão de mícron de água, enzima e desodorizante na corrente de alimentação, a qual captura sulfeto de hidrogênio e outros gases nocivos. 0 teor de ácido destes gases é liqüefeito, neutralizado e reciclado na corrente de alimentação.

0 conduto abaixo do deslocamento 14 tem uma extensão telescópica 21, a qual desliza dentro do conduto 16 e é grampeada na extensão requerida por um grampo 22. Isto pode ser ajustado manualmente, ou pode ser ativado por um sensor de nível que, em uma altura predeterminada acima do nível de superfície de esgoto ajustará sua altura para permanecer na altura introduzida regulada acima da superfície de água- O sensor de nível se comunica com o acionamento mecânico que, então, ajusta a altura para se adequar ao nível de água.

A Fig. 4 mostra o detalhe de braços de jato de aspersão 15, os quais são montados em uma extensão 21 através de um mancai / uma união rotativa de carga vertical 23 e rodam sob a força tangencial gerada pelos jatos. Os últimos são defletidos para aspersão sobre a seção requerida da parede de poço por defletores 24, cujo ângulo pode ser mudado pelo ajuste dos colares 25. Defletores alternativos no formato de cones 26 e 27 são mostrados nas Figuras 6 e 7.

0 suprimento de fluido para o dispositivo de limpeza é operado automaticamente por solenóides e comutadores sensores, os quais detectam o nível de esgoto no poço. Quando o nível cai abaixo de um mínimo pré-regulado, o suprimento é ativado e os jatos rodam, aspergindo o resíduo deixado nas paredes de poço e na superfície de água com esgoto. Quando o nível sobe para um máximo pré-regulado, o

suprimento é interrompido e as aspersões cessam. Assim sendo, as paredes de poço são automaticamente mantidas livres de resíduos. Ainda, uma vez que um efluente do poço é bombeado através do dispositivo, a limpeza é obtida sem o uso de qualquer suprimento externo de água limpa.

VARIAÇÕES

Será percebido que, embora o precedente tenha sido proporcionado a título de exemplo ilustrativo desta invenção, todas essas modificações e variações quanto a ela, e outras, conforme seria evidente para pessoas

2 0 versadas na técnica, são julgadas como caindo no escopo

amplo e no âmbito desta invenção, como se fossem estabelecidas aqui. Por exemplo, será claro que a turbina poderia ter mais de dois braços radiais e jatos de água e escovas, desde que eles fossem equilibrados. Também será

claro que o procedimento para limpeza pode ser variado.

Por toda a descrição e nas reivindicações deste relatório descritivo, a palavra "compreender" e variações dessa palavra, tais como "compreende" e "compreendendo", não são pretendidas para excluírem outros aditivos,

3 0 componentes, integrantes ou etapas.

Claims

1. Aparelho de limpeza de poço, caracterizado pelo fato de compreender jatos de água rodando em um conduto de alimentação vertical, o qual é montado de forma rotativa no topo do poço e alimentado por uma corrente de fluido.

2. Aparelho de limpeza de poço, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o conduto de alimentação vertical ser deslocado para se estender a partir da parede para o centro do poço.

3. Aparelho de limpeza de poço, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de ser alimentado por um efluente bombeado a partir do poço no conduto de alimentação acima do deslocamento.

4. Aparelho de limpeza de poço, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de o efluente ser bombeado por uma bomba submersível sem uma filtração anterior.

5. Aparelho de limpeza de poço, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de o conduto de alimentação ter uma extensão telescópica na seção abaixo do deslocamento ajustável por um acionamento mecânico operado manual ou automaticamente por um sensor de nível que lê o nível de trabalho do poço.

6. Aparelho de limpeza de poço, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de o conduto de alimentação ter um alojamento afixado acima do tubo de entrada para manutenção de um atomizador, o qual permite que um vapor de desodorização seja aspirado para o conduto pela corrente de alimentação.

7. Aparelho de limpeza de poço, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de os jatos de água rodarem em torno de um mancai montado na base do conduto de alimentação vertical.

8. Aparelho de limpeza de poço, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de os jatos de água terem defletores montados na extremidade dos jatos para direcionamento do efluente sendo bombeado através deles.

9. Aparelho de limpeza de poço, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de a montagem do aparelho no topo do poço ser próxima do acesso ao poço e conter um mecanismo oscilante o qual permite uma rotação do aparelho a partir de um lado para o outro, para facilitação do acesso.

10. Aparelho de limpeza de poço, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o suprimento de fluido ser operado automaticamente por solenóides e comutadores sensores, os quais detectam o nível de esgoto no poço, de modo que, quando o nível cair abaixo de um mínimo pré-regulado, o suprimento seja ativado e os jatos rodem aspergindo o resíduo deixado nas paredes do poço, e, quando o nível subir para um máximo pré-regulado, o suprimento seja interrompido e as aspersões cessem.