ES2256556T3 - Sistema de proteccion catodica para tanques de compresor de aire. - Google Patents

Sistema de proteccion catodica para tanques de compresor de aire.

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ES2256556T3 ES02780620T ES02780620T ES2256556T3 ES 2256556 T3 ES2256556 T3 ES 2256556T3 ES 02780620 T ES02780620 T ES 02780620T ES 02780620 T ES02780620 T ES 02780620T ES 2256556 T3 ES2256556 T3 ES 2256556T3
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Abstract

Un recipiente de presión que comprende un tanque (314) que tiene una pared (26) de tanque y que incluye una abertura (350) de tanque en la pared de tanque, cuya pared de tanque define un volumen interior cerrado (30); un dispositivo (310) de protección contra la corrosión que se puede colocar de forma retirable en la abertura del tanque para cerrar herméticamente el tanque, cuyo dispositivo de protección contra la corrosión incluye un primer obturador (342) y un primer ánodo (322), estando el primer obturador acoplado al tanque en una relación de conducción eléctrica, estando el primer ánodo (322) acoplado al obturador en una relación de conducción eléctrica, de tal manera que, cuando el primer obturador está situado en la abertura (350) de tanque, el ánodo queda expuesto al volumen interior del tanque; existiendo un conducto (346) que se extiende al menos parcialmente a través del dispositivo (310) de protección contra la corrosión, cuyo conducto está en comunicación para circulación de fluido con la atmósfera exterior, estando dispuesto el primer ánodo (322) entre el conducto (346) y el volumen interior (30) para cerrar herméticamente el conducto con respecto al volumen interior, y un agujero de paso (326) practicado en el tanque; caracterizado porque un segundo obturador (330) se puede colocar de forma retirable en el agujero de paso (326) para cerrar herméticamente el tanque, cuyo segundo obturador se ha hecho de un material eléctricamente conductor; y un segundo ánodo (318) está dispuesto dentro del tanque, en el que el segundo ánodo está interconectado al segundo obturador (330) en una relación de conducción eléctrica y en el que el primer ánodo (322) está configurado para que se corroa y proporcione una abertura a través del conducto (346) al menos con la misma rapidez con la que el segundo ánodo (318) está configurado para consumirse.

Description

Sistema de protección catódica para tanques de compresor de aire.
Este invento se refiere en general a tanques de compresor, y más particularmente a sistemas de protección contra corrosión para tanques de compresor.
La corrosión constituye un problema para los tanques de compresor. Los tanques de compresor se fabrican comúnmente de metal, o de otros materiales que son susceptibles a la corrosión. El riesgo de corrosión es máximo cerca del fondo de un tanque de compresor donde se puede acumular la condensación. El condensado contenido en el tanque puede corroer la superficie interior de la pared del tanque y reducir el espesor de pared de una parte del tanque. El contenido de un tanque de compresor está sometido a presión. Si el espesor de la pared del tanque se disminuye y la pared del tanque se debilita, el tanque podría fallar.
Los tanques de compresor están dotados generalmente de una válvula de purga para drenar la humedad y el condensado, pero el gas no se drena. Se puede "escapar" cuando la válvula está abierta con respecto al tanque, pero todavía podría producirse una rotura del tanque si la válvula de purga no se usase con suficiente frecuencia. Adicionalmente, es difícil determinar la cantidad de corrosión que se ha producido en un tanque. Aún en el caso de que el condensado de drene del tanque, podría haberse producida una cantidad significativa de corrosión antes del drenaje. Una corrosión adicional podría ocasionar una rotura del tanque.
El documento EP 0 576 148, considerado como el más aproximado de la técnica anterior, describe un dispositivo de protección catódica contra la corrosión que comprende un conducto que permite la comunicación para circulación de fluido entre el interior del tanque y la atmósfera exterior en cuanto se haya consumido el ánodo, proporcionando de ese modo el aire de descarga una señal de alarma. Este tipo de dispositivo se denomina ánodo de aviso.
El documento US 5 505 826 A describe una protección catódica con un ánodo fijado dentro del recipiente y conectado eléctricamente a la pared del recipiente. Estos dos dispositivos de protección catódica contra la corrosión se pueden combinar dentro de un recipiente de presión, uno de cuyos dispositivos protegería esencialmente contra la corrosión, mientras que el otro serviría como un dispositivo de alarma, para que los recipientes de presión de mayor tamaño se pudiesen proteger durante un período más largo.
De acuerdo con el presente invento, se provee un recipiente de presión que comprende un tanque que tiene una pared de tanque e incluye una abertura de tanque en la pared del tanque, cuya pared de tanque define un volumen interior cerrado; un dispositivo de protección contra la corrosión que se puede colocar de forma retirable en la abertura del tanque para cerrar herméticamente el tanque, cuyo dispositivo de protección contra la corrosión incluye un primer obturador y un primer ánodo, estando acoplado el primer obturador al tanque en una relación de conducción eléctrica, cuyo primer ánodo está acoplado al obturador en una relación eléctricamente conductora, de tal manera que, cuando el primer obturador se coloca en la abertura de tanque el ánodo está expuesto al volumen interior del tanque; existiendo un conducto que se extiende al menos parcialmente a través del dispositivo de protección contra la corrosión, cuyo conducto está en comunicación para circulación de fluido con la atmósfera exterior, estando el primer ánodo instalado entre el conducto y el volumen interior para cerrar herméticamente el conducto con respecto al volumen interior, y un agujero de paso practicado en el tanque; caracterizado porque un segundo obturador se pude colocar de forma retirable en el agujero de paso para cerrar herméticamente el tanque, cuyo segundo obturador se fabrica de un material eléctricamente conductor; y un segundo ánodo está instalado dentro del tanque, en el que el segundo ánodo está interconectado al segundo obturador en una relación de conducción eléctrica y en el que el primer ánodo está configurado para corroerse y proveer una abertura a través del conducto al menos tan rápidamente como el segundo ánodo esté configurado para consumirse.
Para comprender mejor el invento, y para demostrar cómo se puede llevar a la práctica, a continuación se hace referencia, a título de ejemplo, a los dibujos adjuntos, en los que:
La Figura 1 es una vista en perspectiva de un tanque de compresor que incluye un dispositivo de protección contra la corrosión,
La Figura 2 es una vista en corte transversal a escala ampliada del dispositivo de protección contra la corrosión mostrado en la Figura 1 y que tiene un ánodo no consumido,
La Figura 3 es una vista en corte transversal del dispositivo de protección contra la corrosión mostrado en la Figura 2 y que tiene un ánodo consumido,
La Figura 4 es una vista en perspectiva del dispositivo de protección contra la corrosión de la Figura 2,
La Figura 5 es una vista similar a la Figura 2 y que muestra una segunda realización de un dispositivo de protección contra la corrosión y que tiene un ánodo no consumido,
La Figura 6 es una vista en corte transversal del dispositivo de protección contra la corrosión de la Figura 5 y que tiene un ánodo consumido,
La Figura 7 es una vista en perspectiva del dispositivo de protección contra la corrosión de la Figura 5,
La Figura 8 es una vista en corte transversal del tanque de compresor que muestra una tercera realización de un dispositivo de protección contra la corrosión,
La Figura 9 es una vista a escala ampliada del dispositivo de protección contra la corrosión de la Figura 8,
La Figura 10 es una vista en corte transversal de un tanque de compresor que muestra una cuarta realización de un dispositivo de protección contra la corrosión,
La Figura 11 es una vista a escala ampliada del dispositivo de protección contra la corrosión de la Figura 10,
La Figura 12 es una vista a escala ampliada del ánodo de aviso de la Figura 10,
La Figura 12A es una vista en corte transversal de un tanque de compresor que muestra una realización alternativa de un dispositivo de protección contra la corrosión,
La Figura 12B es una vista a escala ampliada del dispositivo de protección contra la corrosión de la Figura 12A,
La Figura 12C es una vista a escala ampliada del dispositivo de protección contra la corrosión de la Figura 12A,
La Figura 13 es una vista en perspectiva de un tanque de compresor que muestra una quinta realización de un dispositivo de protección contra la corrosión,
La Figura 14 es una vista a escala ampliada en corte transversal del tanque de la Figura 13,
La Figura 15 es una vista en corte transversal tomado a lo largo de la línea 15-15 de la Figura 14,
La Figura 16 es una vista en corte transversal que muestra otra realización de un dispositivo de protección contra la corrosión, y
La Figura 17 es una vista en corte transversal que muestra otra realización de un dispositivo de protección contra la corrosión.
Las Figuras 1 a 4 ilustran un dispositivo de protección contra la corrosión (en adelante "DPC") 10 que se ha diseñado para prevenir la corrosión de un tanque 14 de compresor. El DPC 10 ilustrado usa protección catódica contra la corrosión para inhibir al condensado que corroa la superficie interior de un tanque 14 de compresor. El DPC 10 incluye un obturador 18 y un ánodo de sacrificio 22.
El tanque 14 de compresor sirve para almacenar aire presurizado de un compresor de aire. El contenido del tanque 14 está generalmente sometido a presión, y el tanque 14 tiene unas paredes 26 de tanque de resistencia mecánica suficiente para retener el aire comprimido. Los tanques de compresor comúnmente se fabrican de acero o de materiales similares. En la Figura 1, el tanque 14 tiene una envuelta cilíndrica alargada 27 y unos extremos redondeados 28. Los extremos redondeados 28 generalmente están soldados a la envuelta cilíndrica 27. El tanque 14 generalmente define un volumen interior 30 dentro del tanque 14 que está separado de la atmósfera exterior. El tanque 14 se podría colocar horizontalmente, como se muestra en la Figura 1, o verticalmente, como se muestra en la Figura 13. El DPC 10 se podría usar en un tanque horizontal y en un tanque vertical.
La humedad y la condensación se pueden acumular dentro del tanque 14, y el condensado generalmente se acumula cerca del punto más bajo del tanque 14. El condensado corroe el acero mediante el proceso electroquímico de oxidación, o herrumbre, en el que los electrones circulan desde las partículas de hierro contenidas en el acero hasta las partículas de hidrógeno contenidas en el agua condensada. La pérdida de electrones altera la composición del hierro y podría reducir el espesor de la pared 26 del tanque, lo cual debilita la pared 26 del tanque y aumenta la posibilidad de un fallo del tanque.
En la Figura 1, el DPC 10 generalmente está situado cerca de la parte más baja del tanque 14 donde se acumula el condensado. En un tanque horizontal, el DPC 10 podría interconectarse a la envuelta cilíndrica 27. En un tanque vertical, el DPC 10 podría interconectarse a un extremo redondeado 28.
El DPC 10 puede inhibir la corrosión del tanque de acero 14 mediante la provisión de un circuito galvánico contra la corrosión entre el tanque 14, el DPC 10 y el condensado líquido. Según se ha ilustrado en las Figuras 2 a 4, el tanque 14 y el DPC 10 están acoplados en una relación de conducción eléctrica, y el líquido condensado actúa como un electrólito para completar la conexión eléctrica para un circuito galvánico. Un circuito galvánico se forma cuando dos metales diferentes forman una conexión de circuito eléctrico. Generalmente, el metal más activo del circuito constituye el ánodo y se corroe, y el metal menos activo constituye el cátodo y está protegido. El ánodo es en general el sitio donde se produce la oxidación o pérdida de electrones. El DPC 10 usa protección catódica contra la corrosión para ayudar a prevenir la corrosión del tanque 14 mediante la concentración de la corrosión en el ánodo de sacrificio 22 y suprimiendo la corrosión en el tanque de acero 14.
El ánodo de sacrificio 22 se ha fabricado de un material que es más activo y más susceptible a la oxidación que el hierro o el acero. Un valor del potencial de reducción-oxidación para un material representa el potencial para la reacción del material. La escala de potenciales de reducción-oxidación se basa en una reactividad de los materiales con respecto al hidrógeno, de tal manera que el hidrógeno tiene un potencial de reducción-oxidación de 0,00. Un potencial de reducción-oxidación menor que 0,00 significa que el material es más reactivo que el hidrógeno, y un potencial de reducción-oxidación mayor que 0,00 significa que el material es menos reactivo que el hidrógeno. Un material que tenga un valor negativo más bajo para un potencial de reducción-oxidación es más activo, y tiene más posibilidades de perder electrones, que un material con un potencial de reducción-oxidación más alto. El ánodo de sacrificio 22 debe tener un potencial de reducción-oxidación que sea menor que el potencial de reducción-oxidación del tanque de acero 14, que generalmente contiene hierro. Por tanto, el ánodo de sacrificio 22 tiene más posibilidades de perder electrones que el tanque de acero 14. La Tabla 1 ilustra el potencial de reducción-oxidación (en voltios) de algunos materiales comunes:
TABLA 1
\hskip0.5cm Material Potencial de reducción-oxidación
Magnesio (Mg) -2,38
Aluminio (Al) -1,66
Cinc (Zn) -0,76
Hierro (Fe) -0,44
Níquel (Ni) -0,23
Hidrógeno (H) 0,00
Cobre (Cu) +0,34
Plata (Ag) +0,80
Oro (Au) +1,42
Según se ha ilustrado en la Tabla 1, el magnesio tiene un potencial de reducción-oxidación (-2,38) menor que el hierro (-0,44) por lo que el magnesio es más susceptible de corroerse y de perder electrones que el hierro. En la realización ilustrada, el ánodo de sacrificio 22 se podría fabricar de magnesio para proporcionar protección catódica contra la corrosión al tanque de acero 14. Si el condensado líquido se acumula en el fondo del tanque 14, el ánodo de sacrificio 22 de magnesio tiene más posibilidades que el tanque de acero 14 de perder electrones y corroerse en el circuito galvánico. Como el ánodo 22 es más susceptible de corroerse, el tanque de acero 14 podría conservar sus electrones y mantener una composición química y un espesor 26 de paredes sustancialmente constantes. El ánodo de sacrificio 22 aporta dos funciones vitales. La primera, que el ánodo 22 concentra la corrosión en el ánodo 22 y no en la pared 26 del tanque, y la segunda, que el ánodo 22 indica cuándo se ha llegado a agotar con el fin de que se pueda sustituir para una protección futura del tanque.
Algunos factores que podrían afectar a la efectividad del DPC 10 son el tamaño y el área de superficie del ánodo 22. Un ánodo 22 de mayores dimensiones, ofrece más electrones para la oxidación y en general dura más que un ánodo 22 más pequeño. La capacidad de reacción del ánodo 22 está limitada también por su área de superficie. Solamente puede tener lugar una reacción cuando el condensado está en contacto con el ánodo 22. Por tanto, un ánodo 22 con un área de superficie mayor es capaz de reaccionar con más cantidad de condensado. Un ánodo 22 mayor generalmente tiene un área de superficie mayor. Adicionalmente, la superficie lisa del ánodo 22 podría interrumpirse mediante acanaladuras laminadas o mecanizadas, moleteado, u otras técnicas diseñadas para aumentar el área de superficie del ánodo 22.
Un factor adicional es que el potencial de reducción-oxidación de algunos materiales podría variar dependiendo de algunas condiciones, como la temperatura. Por ejemplo,el cinc y el hierro pueden conmutar sus posiciones a temperaturas más altas, y el potencial de reducción-oxidación del cinc podría realmente estar por encima del potencial de reducción-oxidación del hierro. El potencial de reducción-oxidación del cinc podría variar en aproximadamente 65,5ºC (150º Fahrenheit). Por tanto, el cinc podría no ser un material efectivo para el ánodo 22 si el DPC se expusiese a temperaturas elevadas. Las temperaturas en el interior de un tanque de compresor de aire podrían alcanzar 204ºC (400º Fahrenheit).
Otro factor que choca contra la efectividad del DPC10 es el tamaño del tanque 14. El DPC10 solamente podría proteger al tanque contra la corrosión en un área limitada cerca del DPC10. Se podría usar un ánodo 22 de mayor tamaño en un tanque mayor 14 con más condensación y un área de superficie mayor cerca del fondo del tanque 14. Según se describe más adelante, se podrían usar varias configuraciones y realizaciones del DPC10 para tanques de tamaños y disposiciones diversos.
En la realización de las Figuras 2 a 4, el DPC 10 comprende el obturador 18 y el ánodo 22. El obturador 18 podría introducirse en una abertura 34 de tanque para cerrar herméticamente el tanque 14. El obturador 18 tiene una forma sustancialmente cilíndrica o tubular, y tiene una superficie exterior 38 y una superficie interior 42. Ambas superficies exterior 38 e interior 42 son roscadas, y la superficie exterior está acoplada por rosca con la abertura 34 del tanque. El obturador 18 se ha fabricado de un material eléctricamente conductor, y está acoplado al tanque 14 en una relación de conducción eléctrica. El obturador 18 se fabrica preferiblemente de latón, cobre, o un metal similar eléctricamente conductor que tenga un potencial de reducción-oxidación mayor que el ánodo 22.
En la realización ilustrada, la superficie exterior 38 tiene un roscado a izquierdas para impedir que el obturador 18 se pueda sustituir fácilmente, perderse, por un obturador, perno u otro miembro roscado convencionales con roscado a derechas. La abertura 34 de tanque tiene también un roscado a izquierdas para alojar al obturador 18. El roscado a izquierdas disminuye la probabilidad de que un obturador o perno convencional con roscado a derechas se introduzca intencionada o accidentalmente en la abertura 34 del tanque, en lugar del DPC 10.
El obturador 18 podría incluir también una válvula de purga 46 que esté acoplada por rosca con la superficie interior 42. La válvula de purga 46 debería abrirse periódicamente para descargar la humedad acumulada del tanque 14. La corrosión del tanque 14 podría minimizarse descargando regularmente la válvula de purga 46. El DPC 10 está destinado a aportar protección adicional en el caso de que la válvula de purga 46 no se utilice con suficiente frecuencia.
Como se ha mostrado en las Figuras 2 y 3, la válvula de purga 46 tiene un vástago cilíndrico alargado 50 que está instalado al menos en parte dentro del obturador 18. El vástago 50 está roscado y se acopla a la superficie interior 42 del obturador 18. El vástago 50 tiene un extremo interior 54 dispuesto dentro del volumen interior 30 del tanque 14, y un extremo exterior 58 dispuesto en el extremo del vástago 50 en el lado contrario al extremo interior 54. Una empuñadura 62 está acoplada al extremo exterior 58 del vástago 50. La válvula de purga 46 se puede mover girando la empuñadura 62 para roscar hacia dentro el vástago 50 hacia el volumen interior 30, o hacia fuera alejándose del volumen interior 30.
Un conducto 66 de alivio se extiende a través del vástago 50 cerca del eje longitudinal del vástago 50. Un agujero de paso 70 para purga está en comunicación de circulación de fluido con el conducto de alivio 66, y se extiende hacia fuera desde el conducto de alivio 66 a través del vástago 50 en una dirección sustancialmente transversal al conducto de alivio 66. Una junta 74 de purga está dispuesta alrededor del vástago 50 cerca de la intersección del vástago 50 y el obturador 18, adyacente al volumen interior 30. El agujero de paso de purga 70 está descentrado con respecto a la junta 74 de purga, cerca del lado de la junta 74 de purga más próximo al extremo exterior 58 del vástago 50.
La válvula de purga 46 se puede desplazar entre una posición abierta y una posición cerrada. La Figura 2 ilustra la válvula de purga 46 en la posición cerrada. Cuando la válvula de purga 46 está en la posición cerrada, la junta 74 de purga está en contacto con el obturador 18 para crear un cierre hermético entre el vástago 50 y el obturador 18, y el agujero de paso de purga 70 no está expuesto al volumen interior 30. La válvula de purga 46 se puede desplazar hasta la posición abierta girando la empuñadura 62 y roscando el vástago 50 hacia dentro hacia el volumen interior 30, separando de ese modo la junta 74 de purga del obturador 18.
La válvula 46 de purga está en la posición abierta cuando el vástago 50 se ha roscado hacia dentro lo suficiente para exponer el agujero de paso 70 de purga al volumen interior 30. Cuando la válvula 46 de purga está en la posición abierta, el condensado acumulado dentro del tanque 14 se puede descargar del volumen interior 30 a la atmósfera exterior a través del agujero de paso 70 de purga y del conducto de alivio 66. Como el contenido del tanque 14 usualmente está a presión, la presión del interior del tanque 14 fuerza al condensado y a la humedad a salir por la válvula de purga 46 y a la atmósfera. Una vez que se ha descargado el condensado, se puede volver a llevar a la válvula de purga 46 la posición cerrada para volver a cerrar herméticamente el tanque 14.
Como se muestra en la Figura 2, el extremo interior 54 del vástago 50 se extiende hacia volumen el interior 30. Un orificio de alivio 78 es una abertura del conducto de alivio 66 cerca del extremo interior 54. El ánodo 22 está acoplado al vástago 50 cerca del extremo interior 54, y cierra herméticamente el orificio de alivio 78. El ánodo 22 es generalmente cilíndrico y tiene un taladro interior 82 que se extiende en el ánodo 22, pero no atraviesa por completo el ánodo 22. Como se ha ilustrado en la Figura 2, la superficie del taladro interior 82 está roscada, y el ánodo 22 está interconectado al vástago 50 cerca del extremo interior 54. Se puede colocar una junta tórica o arandela 86 entre el ánodo 22 y el extremo interior 54 para mejorar el cierre hermético entre el ánodo 22 y el vástago 50.
El acoplamiento roscado entre el vástago 50 y el ánodo 22 permite que el ánodo 22 se retire y reemplace fácilmente. Como se describe más adelante, se puede retirar un ánodo consumido 22 del vástago 50 y sustituirse por un ánodo nuevo 22. Como se ha ilustrado en las Figuras 2 y 4, el diámetro del ánodo nuevo 22 es menor que el diámetro del obturador 18 para permitir que el ánodo 22 se introduzca en el volumen interior 30 cuando el obturador 18 se rosque en el interior de la abertura 34 de tanque.
Alternativamente, el ánodo 22 podría cerrarse herméticamente con respecto al vástago 50 por otros medios, tales como un producto de cierre hermético, un adhesivo, o resina epoxídica. En esta realización alternativa, el ánodo 22 está todavía en una relación de conducción eléctrica con el vástago 50, y el ánodo 22 cierra herméticamente el orificio de alivio 78. El ánodo 22 funciona similarmente a la realización anteriormente descrita ilustrada en las Figuras 2 a 4, y se corroe antes de que lo haga el tanque 14 para descubrir el orificio de alivio 78 una vez que se haya acumulado suficiente condensado.
Como se ha descrito anteriormente, el ánodo 22 se podría fabricar de un material que tenga un potencial de reducción-oxidación menor que el potencial de reducción-oxidación del hierro, y el ánodo 22 preferiblemente se hace de magnesio. El DPC 10 preferiblemente se instala cerca del fondo del tanque 14 donde generalmente se acumula la humedad. El tanque 14 podría inclinarse para asegurar que el condensado se acumula cerca del DPC 10 y entra en contacto con el ánodo 22 para formar un circuito galvánico.
El ánodo 22 proporciona electrones con menos resistencia que el tanque 14, vástago 50 u obturador 18, porque el ánodo 22 es más activo y tiene un potencial de reducción-oxidación menor que el del tanque 14, vástago 50 u obturador 18. Por tanto, el ánodo 22 puede perder electrones y corroerse más deprisa de lo que el tanque 14 pierde electrones y se corroe. Si el ánodo 22 continúa corroyéndose y perdiendo electrones, eventualmente llega a consumirse, o a corroerse hasta el punto en que el orificio de alivio 78 quede expuesto al volumen interior 30. Una vez se ha consumido el ánodo 22, el conducto 66 de alivio está en comunicación para circulación de fluido con el volumen interior 30. La Figura 2 ilustra el DPC 10 con un ánodo 22 nuevo o fresco, y la Figura 3 ilustra el DPC 10 con un ánodo consumido 22.
Como se ha ilustrado en la Figura 3, una vez que se ha consumido el ánodo 22, el condensado confinado dentro del tanque 14 se podría descargar del tanque 14 a través del conducto 66 de alivio. Las flechas de la Figura 3 representan el camino de circulación del condensado desde el volumen interior 30 a la atmósfera exterior. Similarmente a la válvula de purga 46, la presión del interior del tanque 14 fuerza a la humedad y al condensado a atravesar el conducto 66 de alivio y a salir del tanque 14. El ánodo 22 y el conducto 66 de alivio funcionan similarmente a la válvula de purga 46, excepto que el ánodo 22 y el conducto 66 de alivio alivian automáticamente la presión y liberan la humedad y el condensado una vez que se haya acumulado condensado suficiente para consumir el ánodo 22.
Una vez que se ha consumido el ánodo 22, el condensado y el aire que se descargan a través del conducto 66 de alivio producen un ruido audible que puede identificar una persona. El ruido generado por esta descarga de aire indica que el compresor debería pararse, porque se está descargando la presión y el tanque 14 del compresor ya no funcionará eficazmente. Luego se puede retirar el obturador 18 de la abertura 34 del tanque y el ánodo consumido 22 se puede desacoplar del vástago 50. Se puede colocar un ánodo nuevo 22 sobre el vástago 50 antes de que el obturador 18 se vuelva a introducir en la abertura 34 del tanque para volver a cerrar herméticamente el tanque 14.
Como se ha mencionado anteriormente, una característica del DPC 10 es prevenir las roturas del tanque causadas por la corrosión de las paredes 28 del tanque mientras el contenido de éste se encuentra a presión. Como el ánodo 22 puede consumirse antes de que se corroa el tanque, el DPC 10 descarga el condensado y la presión dentro del tanque 14 antes de que el tanque 14 pueda corroerse lo suficiente para causar una rotura. Por tanto, la presión en el interior del tanque 14 se libera a través del conducto 66 de alivio y el tanque 14 no se podría romper después que el ánodo 22 se haya consumido lo suficiente para dejar al descubierto el conducto 66 de alivio.
Una característica de cualquier realización del DPC 10 es que el espesor de pared de las paredes 26 del tanque protegido se puede reducir comparado con el espesor de las paredes de los tanques convencionales, debido a que el DPC 10 inhibe la corrosión de la pared 26 del tanque. Las paredes 26 del tanque se deben fabricar lo suficientemente gruesas para proporcionar una resistencia mecánica suficiente para retener la presión del tanque. Las paredes de los tanques convencionales también se deben hacer lo suficientemente gruesas para compensar por los efectos de la corrosión que reducen el espesor de pared y debilitan al tanque 14. Por tanto, con el fin de impedir una rotura del tanque, las paredes de los tanques convencionales deben ser generalmente más gruesas de lo que es necesario para retener el contenido de alta presión, porque se debe tener en cuenta la corrosión del tanque 14 cuando se calcule el espesor de las paredes.
Como el DPC 10 inhibe la corrosión del tanque 14, un tanque 14 con un DPC 10 puede tener un espesor de pared 26 de tanque que es menor que el espesor de pared de un tanque convencional comparable sin un DPC 10. La reducción del espesor de las paredes 26 del tanque 14 puede aportar varios ahorros de costes, incluyendo menos material y menores costes de fabricación. El DPC 10 ha permitido que el espesor de las paredes 26 del tanque se reduzca hasta un 30% con respecto a los tanques convencionales anteriores. Adicionalmente, como el DPC 10 inhibe la corrosión del tanque 14 en lugar de indicar simplemente cuándo se ha producido la corrosión, el tanque 14 se podría volver a usar una vez que se haya reemplazado un ánodo consumido 22 en el DPC 10.
Las Figuras 5 a 7 ilustran una segunda realización que incluye un DPC 110 que tiene un obturador 118 y un ánodo 122. El obturador 118 se puede introducir en la abertura 34 del tanque para cerrar herméticamente el tanque 14. El obturador 118 tiene una forma sustancialmente cilíndrica, y una superficie exterior roscada que se acopla con la abertura 34 del tanque. El obturador se ha fabricado de un material eléctricamente conductor, y preferiblemente se hace de latón, cobre o un material metálico eléctricamente conductor que tenga un potencial de reducción-oxidación mayor que el ánodo 22. Análogamente a la primera realización, el obturador 118 de la segunda realización tiene un roscado a izquierdas en la superficie exterior 138 para ayudar a impedir que el obturador 118 se pudiese reemplazar accidental o intencionadamente, por un obturador, perno u otro miembro roscado del tipo convencional con roscado a derechas.
El obturador 118 mostrado en las Figuras 5 a 7 tiene un extremo interior 142 que mira al volumen interior 30, y un extremo exterior 144 que mira a la atmósfera exterior, en una dirección contraria al extremo interior 142. El obturador 118 tiene una válvula de purga 146 que incluye un conducto 150 de purga que se extiende a través del obturador 118, y un miembro 154 de válvula al menos parcialmente dispuesto dentro del conducto 150 de purga. El conducto 150 de purga tiene una parte roscada 158 cerca del extremo exterior 144 y una cámara 162 cerca de la parte central del conducto 150 de purga. El miembro 154 de válvula puede tener una forma similar a un perno, y puede ser roscado para acoplarse a la parte roscada 158 del conducto 150 de purga. Una junta 166 de válvula está situada en el extremo del miembro 154 de válvula instalada dentro del conducto 150 de purga.
Un taladro 170 de válvula se extiende en el interior del miembro 154 de válvula cerca del eje longitudinal del miembro 154 de válvula, pero el agujero de paso taladrado 170 de válvula no se extiende por completo a través de la junta 166 de válvula. Un conducto auxiliar 174 está en comunicación para circulación de fluido con el taladro 170 de válvula, y se extiende a través del miembro 154 de válvula en una dirección sustancialmente transversal al taladro 170 de válvula. El conducto auxiliar 174 está también en comunicación para circulación de fluido con la cámara 162. Como se ha ilustrado en las Figuras 5 y 6, la superficie de la cámara 162 está separada de la parte adyacente del miembro 154 de válvula para permitir que el gas o el fluido circulen a través de la cámara 162 y en el interior del conducto auxiliar 174.
La válvula de purga 146 se puede desplazar entre una posición abierta y una posición cerrada. Las Figuras 5 y 6 ilustran la válvula de purga 146 en la posición cerrada. Cuando la válvula de purga 146 está en la posición cerrada, la junta 166 de válvula está en contacto con una superficie 178 de extremo de la cámara 162 para cerrar herméticamente el conducto de purga 150. Para mover la válvula de purga 146 a la posición abierta, el miembro 154 de válvula se puede roscar hacia fuera, o a alejarse del volumen interior 30.
Cuando la válvula de purga 146 está en la posición abierta, la junta 166 de válvula está separada de la superficie 178 de extremo. El condensado acumulado dentro del tanque se puede descargar del volumen interior 30 y a la atmósfera exterior a través de la válvula de purga 146. El condensado y la humedad atraviesan el conducto de purga 150, entran en la cámara 162, atraviesan el conducto auxiliar 174, y salen por el taladro 170 de válvula hasta llegar a la atmósfera exterior. Como el contenido del tanque 14 usualmente está a presión, la presión del interior del tanque 14 fuerza a la humedad y al condensado a atravesar la válvula de purga 146 y salir a la atmósfera. Una vez que se ha descargado el condensado, se puede volver a desplazar a la válvula de purga 146 a la posición cerrada para volver a cerrar herméticamente el tanque 14.
Como se ha mostrado en las Figuras 5 y 6, el obturador 118 tiene un conducto 182 de alivio que está separado de la válvula 146 de purga. El conducto 182 de alivio se extiende a través del obturador 118 desde el extremo interior 142 hasta el extremo exterior 144. El conducto 182 de alivio tiene un contra-taladro 186 cerca del extremo interior 142, y el diámetro del contra-taladro 186 puede ser mayor que el diámetro de la parte restante del conducto 182 de alivio. El ánodo 122 se puede introducir en el contra-taladro 186 para crear un cierre hermético entre el ánodo 122 y el obturador 118. En las Figuras 5 a 7, el ánodo 122 está al menos parcialmente instalado dentro del contra-taladro 186, y sobresale del extremo interior 142 del obturador 118 al volumen interior 30. Un taladro 190 de ánodo se extiende en el interior del ánodo 122 desde el extremo del ánodo 122 cerca del obturador 118, y el taladro 190 de ánodo puede alinearse con el conducto de alivio 182.
El DPC 110 de la segunda realización, ilustrado en las Figuras 5 a 7, funciona de un modo muy similar al DPC 10 de la primera realización, ilustrado en las Figuras 1 a 4. Estas realizaciones usan el ánodo 22, 122 y la protección catódica contra la corrosión para liberar el condensado acumulado e inhibir la corrosión del tanque 14. La principal diferencia entre estas realizaciones, así como de otras realizaciones, es la configuración del obturador 18, 118 y del ánodo 22, 122. El proceso electroquímico involucrado con el ánodo 22, 122 y el tanque 14 será similar en cualquiera de las realizaciones.
Como se ha descrito anteriormente e ilustrado en las Figuras 5 a 7, el ánodo 122 se ha hecho de un material que tiene un potencial de reducción-oxidación menor que el potencial de reducción-oxidación del hierro, y el ánodo 122 se hace preferiblemente de magnesio. Similarmente a la primera realización, el DPC 110 está instalado cerca del fondo del tanque 14 donde generalmente se acumula el condensado, y el tanque 14 se podría inclinar para asegurar que el condensado se acumule cerca del DPC 110. Cuando el condensado se acumula y entra en contacto con el ánodo 122, se forma un circuito galvánico, y los electrones se transfieren desde el ánodo 122 al hidrógeno contenido en el condensado de agua. Como el ánodo 122, el obturador 118, y el tanque 14 están todos acoplados en relación de conducción eléctrica, el agua capta primero los electrones de la fuente que los suministra con la mínima resis-
tencia.
El ánodo 122 suministra electrones con menos resistencia que el tanque 14 o el obturador 118, porque el ánodo 122 es más activo y tiene un potencial de reducción-oxidación menor que el del tanque 14 o el obturador 118. Por tanto, el ánodo 122 puede suministrar electrones y corroerse antes de que el tanque comience a perder electrones y a corroerse. Si el ánodo 122 continúa corroyéndose y perdiendo electrones, eventualmente llegará a consumirse, o a corroerse hasta el punto en que el taladro 190 de ánodo esté expuesto al volumen interior 30, y el taladro 190 del ánodo esté en comunicación para circulación de fluido con el volumen interior 30. La Figura 5 ilustra el DPC 110 con un nuevo ánodo 122 sin consumir, y la Figura 6 ilustra el DPC 110 con un ánodo consumido 122.
Como se ha ilustrado en la Figura 6, una vez que se ha consumido el ánodo 122, el condensado contenido en el tanque 14 se puede forzar a salir del tanque 14 a través del taladro 190 de ánodo y del conducto de alivio 182. Las flechas de la Figura 6 representan el camino de circulación de la humedad y del condensado desde el volumen interior 30 hasta la atmósfera exterior después de que se ha consumido el ánodo 122. Similarmente al caso de la válvula de purga 146, la presión del interior del tanque fuerza a la humedad y al condensado a atravesar el conducto de alivio 182 y a salir del tanque 14. El ánodo 122 y el conducto de alivio 182 funcionan de forma similar a la válvula de purga 146, excepto que el ánodo 122 y el conducto de alivio 182 liberan automáticamente el condensado una vez que se ha acumulado una cantidad suficiente de condensado para consumir el ánodo 122.
Una vez que se ha consumido el ánodo 122, el condensado y el aire que se están descargando por el conducto 182 de alivio crean un ruido de aviso que puede identificar una persona. El ruido de aviso indica que se debe parar la máquina porque el tanque 14 de compresor ya no funcionará con eficacia al liberarse la presión. Entonces se puede retirar el obturador 118 de la abertura 34 del tanque, y extraerse el ánodo consumido 122 del obturador 118. Luego se puede instalar un ánodo nuevo 122 en el obturador 118 antes de volver a introducir el obturador 118 en la abertura 34 del tanque para volver a cerrar herméticamente el tanque 14.
Según se ha mencionado anteriormente, una característica del DPC 10 es prevenir los fallos del tanque causados por la corrosión de las paredes 26 del tanque mientras el contenido de éste está sometido a presión. Como el ánodo 122 se puede consumir antes de que se corroa el tanque, el condensado y la presión se descargan a través del conducto 182 de alivio antes de que el tanque 14 se corroa lo suficiente para causar una rotura. Por tanto, la presión del interior del tanque se libera a través del conducto 182 de alivio y el tanque 14 no se rompe después que el ánodo 122 se haya consumido para dejar al descubierto al taladro 190 de ánodo.
En las figuras 8 y 9 se ha ilustrado una tercera realización. La Figura 8 ilustra un DPC 10 en un tanque 214 de compresor de aire colocado horizontalmente. El DPC 210 incluye un obturador 218 y un ánodo alargado 222. El tanque 214 tiene un agujero de paso 226 dispuesto en el extremo del tanque 14, cerca del fondo del tanque 214. El ánodo 222 se ha introducido a través del agujero de paso 226, y el obturador 218 se acopla por rosca al agujero de paso 226 para cerrar herméticamente el tanque 214. El tanque 214 define en general un volumen interior 228 encerrado dentro del tanque 214.
Como se ha mencionado anteriormente, el tamaño del tanque 214 afecta al diseño del DPC 210. Un tanque 214 de mayor tamaño tiene más condensación, y una mayor superficie interior de acero expuesta a la humedad. Para prevenir la corrosión en un tanque 214 de mayor tamaño se necesita un ánodo 222 de mayores dimensiones que los anteriormente descritos. El ánodo 222 puede generalmente resistir la corrosión del tanque de acero 214 hasta una distancia de aproximadamente 15,24 a 20, 32 cm (seis a ocho pulgadas) del ánodo 222. Por tanto, un tanque 214 de mayor tamaño requiere un ánodo 222 mayor para resistir la corrosión del tanque 214 cerca de la parte del fondo del tanque 214, donde en general se acumula la condensación.
Como se ha ilustrado en la Figura 8, el ánodo 222 se podría extender casi por la totalidad de la longitud del tanque 214. El ánodo 222 es una varilla rígida y se extiende cerca del fondo del tanque 214 para establecer contacto con el condensado acumulado cerca del fondo del tanque 214. En la realización ilustrada, el ánodo 222 no hace contacto directamente con el fondo del tanque 214. Este espacio intermedio impide que las corrientes eléctricas cortocircuiten al tanque 214.
Similarmente a las realizaciones anteriores, el ánodo 222 se ha hecho de magnesio, o de un metal análogo que tenga un potencial de reducción-oxidación menor que el hierro. El ánodo 222 podría tener un núcleo que se extienda a través del centro axial del ánodo 222. El núcleo podría hacerse de un material eléctricamente conductor tal como el acero, que es rígido y tiene un potencial de reducción-oxidación mayor que el ánodo 222, o el magnesio. El núcleo permite la conductividad de los electrones a lo largo de la longitud del ánodo 222 y ayuda a segurar que el ánodo 222 se consuma uniformemente a lo largo de la longitud del ánodo 222. Si el ánodo 222 se consume uniformemente, el ánodo 222 ayuda también a prevenir la corrosión del tanque 214 uniformemente a lo largo de la longitud del ánodo 222.
Como se muestra en la Figura 9, el DPC 210 tiene un taladro 230 de ánodo que se extiende. en el interior del ánodo 222 en una dirección generalmente axial. El taladro 230 de ánodo se extiende más allá de la parte roscada del obturador 218 en el interior del ánodo 222, y el taladro 230 de ánodo está expuesto a la atmósfera exterior. Después que se ha consumido el ánodo 222, el taladro 230 de ánodo queda expuesto al volumen interior 228 del tanque 214. Como se ha descrito anteriormente, el condensado y el aire presurizado contenidos en el tanque 214 pueden entonces salir del tanque 214 a través del taladro 230 de ánodo.
El DPC 210 de la tercera realización, ilustrado en las Figuras 8 y 9, funciona de un modo muy similar a las realizaciones anteriormente descritas. Estas realizaciones usan el ánodo 222 y la protección catódica contra la corrosión para liberar el condensado acumulado e inhibir la corrosión del tanque 214. El proceso electroquímico que involucra al ánodo 222 y al tanque 214 en esta realización será similar al de las otras realizaciones anteriormente descritas.
El ánodo 222 se ha hecho de un material que tiene un potencial de reducción-oxidación menor que el potencial de reducción-oxidación del hierro, y el ánodo 222 se fabrica preferiblemente de magnesio. Similarmente a la la primera realización, el DPC 210 está instalado cerca del fondo del tanque 214 donde generalmente se acumula la humedad. Cuando el condensado se acumula y entra en contacto con el tanque 314 y el ánodo 222, se forma un circuito galvánico, y los electrones se transfieren desde el ánodo 222 al hidrógeno contenido en el agua. Puesto que el ánodo 222, el obturador 218 y el tanque 214 están todos acoplados en una relación eléctricamente conductora, el agua capta primero los electrones de la fuente que los proporcione con la mínima resistencia.
El ánodo 222 suministra electrones con menos resistencia que el tanque 214 o que el obturador 218, porque el ánodo 222 es más activo y tiene un potencial de reducción-oxidación menor que el tanque 214 o que el obturador 218. Por tanto, el ánodo 222 puede suministrar electrones y corroerse antes de que el tanque 214 empiece a perder electrones y a corroerse. Si el ánodo 222 continúa corroyéndose y perdiendo electrones, eventualmente llegará a consumirse, o a corroerse hasta el punto en que el taladro 230 de ánodo quede expuesto al volumen interior del tanque 214, y el taladro 230 de ánodo esté en comunicación para circulación de fluido con el volumen interior 228. Las Figuras 8 y 9 ilustran al DPC 210 con un ánodo fresco no consumido.
Una vez que se ha consumido el ánodo 222, la humedad y el condensado contenidos en el tanque 214 se pueden ver forzados a salir del tanque 214 a través del taladro 230 de ánodo. Como se ha descrito anteriormente, la presión del interior del tanque 214 obliga a la humedad y al condensado a atravesar el taladro 230 de ánodo y salir del tanque 214. El ánodo 222 y el taladro 230 de ánodo descargan automáticamente la humedad después que se haya acumulado una cantidad suficiente de condensado para consumir el ánodo 222. El condensado y el aire descargados a través del taladro 230 de ánodo crearán un ruido de aviso que puede identificar una persona. El ruido de aviso indica que se debe parar la máquina porque el tanque 214 de compresor ya no funcionará con eficacia al liberarse la presión. Entonces se puede retirar el obturador 218 de la abertura 226 del tanque, y extraerse del tanque 214 el DPC 210 con el ánodo consumido 222. Luego se puede instalar un DPC 210 con un ánodo fresco 222 en el tanque 214 cuando el obturador 218 se vuelve a introducir en la abertura 226 del tanque para volver a cerrar herméticamente el tanque 214.
Según se ha mencionado anteriormente, una característica del DPC 210 es prevenir los fallos del tanque causados por la corrosión de las paredes del tanque mientras el contenido de éste está sometido a presión. Como el ánodo 222 se puede consumir antes de que se corroa el tanque, el condensado y la presión se descargan a través del taladro 230 de ánodo antes de que el tanque 214 pueda corroerse lo suficiente para causar una rotura. Por tanto, la presión del interior del tanque 214 se libera a través del taladro 230 de ánodo y el tanque 214 no se no se podría romper después que el ánodo 222 se haya consumido para dejar al descubierto al taladro 230 de ánodo.
Como se muestra en la Figura 8, esta realización tiene un DPC 210 y una válvula de purga 234 separados. La válvula de purga 234 podría ser cualquier válvula de purga,. válvula de alivio o válvula de extracción de fondo del tipo convencional, y se abre periódicamente para drenar la humedad del tanque 214. En la realización ilustrada, la válvula de purga 234 es similar a la válvula de purga 146 mostrada en las Figuras 5 y 6. Sin embargo, en la Figura 8, la válvula de purga 234 está separada del ánodo 222, y el ánodo 222 está interconectado al tanque 214 con un obturador separado 218.
Como se ha mostrado en las Figuras 8 y 9, el tanque 214 tiene una parte de envuelta 238 cilíndrica y alargada y dos partes curvas de extremo 242. El área donde los extremos 242 se unen a la parte de envuelta cilíndrica 238 se denomina el "nudillo" 244, y en general es la parte con mayores tensiones del tanque 214. En la realización ilustrada, el agujero de paso 226 está practicado cerca del nudillo 244. Para ayudar a aliviar la concentración de tensiones en el nudillo 244, una placa de refuerzo 250 rodea al agujero de paso 226, y está interconectada al tanque 214 y al agujero de paso 226. La placa de refuerzo 250 pude estar soldada al tanque 214 desde el interior del tanque 214 para ayudar a prevenir la acumulación de condensación y de corrosión potencial entre la placa de refuerzo 250, el tanque 214 y el agujero de paso 226.
Las Figuras 10 a 12 ilustran una cuarta realización que tiene un DPC 310 para prevenir la corrosión de un tanque 314 de compresor de aire . Como se muestra en la Figura 10, el DPC 310 tiene un ánodo de varilla 318 y un ánodo de aviso 322 más pequeño y separado. La función principal del ánodo de varilla 318 es prevenir la corrosión del tanque 314. La función principal del ánodo de aviso 322 es corroerse aproximadamente a la misma velocidad que el ánodo de varilla de 318 y liberar la presión de aire del tanque cuando se ha consumido el ánodo 322 en el ánodo de aviso.
El tanque 314 tiene un agujero de paso 326 situado cerca del centro de un extremo del tanque 314. Un obturador 330 está introducido en el agujero de paso 326 para cerrar herméticamente el tanque 314. El obturador 330 se fabrica preferiblemente de latón, o de un material similar eléctricamente conductor, y está acoplado al tanque 314 en una relación de conducción eléctrica. El ánodo de varilla 318 está interconectado al obturador 330 en una relación de conducción eléctrica por medio de un hilo 334. En la realización ilustrada, el hilo 334 es un muelle de acero inoxidable que está interconectado tanto al obturador 330 como al ánodo de varilla 318. Alternativamente, el hilo 334 podría ser un cable convencional, o cualquier otro miembro flexible similar eléctricamente conductor.
El ánodo de varilla 318 se extiende a lo largo del fondo del tanque 314 para prevenir la corrosión del tanque 314. El ánodo de varilla 318 se ha hecho de un material que tenga un potencial de reducción-oxidación menor que el hierro, y preferiblemente se hace de magnesio. como se ha descrito anteriormente, cuando el condensado se acumula cerca del fondo del tanque 314 y entra en contacto con el ánodo de varilla 318 y el tanque 314, el ánodo de varilla 318 de magnesio perderá electrones antes de que los pierda el tanque de acero 314. Similarmente a la realización anterior, el ánodo de varilla 318 de esta realización podría tener un núcleo que se extienda axialmente a través del centro del ánodo de varilla 318. El núcleo podría ser de acero, o de un material similar eléctricamente conductor. El núcleo permite la distribución uniforme de los electrones, y asegura que el ánodo de varilla 318 se consuma uniformemente a lo largo de la longitud del tanque 314.
Como se muestra en las Figuras 10 y 11, una malla 338 de material de plástico rodea al ánodo de varilla 318. La malla 338 impide que el ánodo de varilla 318 establezca un contacto directo con el tanque 314 para que las corrientes eléctricas no cortocircuiten al tanque 314, sino que circulen a través del hilo 334 entre el ánodo de varilla 318 y la conexión eléctrica al agujero de paso 326. La malla de plástico 338 está hecha de un material de plástico flexible que no es eléctricamente conductor y puede soportar temperaturas relativamente elevadas. Las temperaturas en el interior de un tanque de compresor de aire podrían llegar a valores tan altos como 204ºC (400 grados Fahrenheit). La malla 338 aísla al ánodo de varilla 318 del contacto directo con el tanque 314, pero permite que el condensado entre en contacto con el ánodo de varilla 318 y cree un circuito galvánico entre la humedad, el ánodo de varilla 318 y el tanque 314. Alternativamente, se podrían usar anillos de nailon para rodear el ánodo de varilla 318 y separar el ánodo de varilla 318 del tanque 314.
Como se ha descrito anteriormente, el DPC 310 en esta realización tiene el ánodo de aviso 322 separado y el ánodo de varilla 318 separado. El ánodo de varilla 318 previene la corrosión del tanque 314, y es significativamente mayor que el ánodo de aviso 322. Como se muestra en la Figura 12, el ánodo de aviso está dispuesto dentro de un obturador 342 de aviso. El obturador de aviso 342 tiene un conducto de alivio 346 que está expuesto a la atmósfera exterior. El obturador de aviso 342 está hecho de latón, o de un material similar eléctricamente conductor. El tanque 314 tiene un agujero de paso 350 de aviso cerca del fondo del tanque 314. El obturador de aviso 342 se ha introducido en el agujero de paso 350 de aviso para cerrar herméticamente el tanque 314.
El ánodo de aviso 322 está situado cerca del fondo del tanque 314 donde se acumula el condensado. Cuando se acumula el condensado y establece contacto con el ánodo 322 de aviso y con el ánodo de varilla 318, se forma un circuito galvánico, y los electrones se transfieren desde los ánodos 318, 322 al hidrógeno contenido en el agua. Como los ánodos 318, 322 y el tanque 314 están todos acoplados en una relación de conducción eléctrica, el agua capta primero los electrones de la fuente que los suministre con la mínima resistencia.
Los ánodos 318, 322 proporcionan electrones con menos resistencia que el tanque 314, porque los ánodos 318, 322 son más activos y tienen un potencial de reducción-oxidación menor que el tanque 314. Por tanto, los ánodos 318, 322 pueden perder electrones y corroerse antes de que el tanque 314 empiece a perder electrones y a corroerse. Los ánodos 318, 322 usan protección catódica contra la corrosión para ayudar a prevenir que el tanque 314 se corroa. Si los ánodos 318, 322 continúan corroyéndose y perdiendo electrones, el ánodo de aviso 322 eventualmente llegará a consumirse, o a corroerse hasta el punto en que el conducto de alivio 346 quede al descubierto y en comunicación para circulación de fluido con el volumen interior del tanque 314.
Una vez que el ánodo de aviso 322 se haya consumido y el conducto de alivio 346 haya quedado al descubierto, el condensado contenido en el tanque 314 se puede ver obligado a salir del tanque 314 a través del conducto de alivio 346. Como se ha descrito anteriormente, la presión del interior del tanque 314 fuerza al condensado a atravesar el conducto de alivio 346 y a salir del tanque 314. El ánodo de aviso 322 y el conducto de alivio 346 liberan automáticamente el condensado después que se haya acumulado suficiente condensado para consumir el ánodo de aviso 322.
El condensado y el aire que se descargan a través del conducto de alivio 346 crean un ruido de aviso que puede identificar una persona. El ruido de aviso indica que se debe parar la máquina porque el tanque 214 de compresor ya no funcionará con eficacia al liberarse la presión. Entonces se pueden retirar del agujero de paso 350 de aviso el obturador de aviso 342 y el ánodo consumido de aviso 322. El ánodo de varilla 318 se retira también del tanque 314. Entonces se pueden instalar ánodos 318, 322 frescos en el tanque 314, y volver a introducirse los obturadores 330, 342 en los agujero de paso respectivos 326, 350 para volver a cerrar herméticamente el tanque 214.
En la realización ilustrada, el ánodo de varilla 318 y el ánodo de aviso 322 se han calibrado para que se consuman, o se corroan por completo después de un período de tiempo similar. Generalmente, cuando se haya consumido el ánodo de aviso 322, querrá decir que el ánodo de varilla 318 se ha consumido. Como el ánodo de aviso 322 es más pequeño que el ánodo de varilla 318, se debe disminuir la velocidad de consumo del ánodo de aviso 322 para que dure aproximadamente tanto como el ánodo de varilla 318. En la realización ilustrada, ambos ánodos 318, 322 son de magnesio. Se puede intercalar un material compuesto, tal como un producto adhesivo de cierre hermético RTV entre el ánodo de magnesio de aviso 322 y el obturador 342 de aviso de latón. El material compuesto puede retardar la velocidad de corrosión y la pérdida de electrones del ánodo de aviso 322, y alargar la vida del ánodo de aviso 322 para aproximarla a la vida del ánodo de varilla 318.
Como se ha ilustrado en la Figura 10, el tanque 314 tiene una válvula de purga 234 que podría ser cualquier tipo convencional de válvula de purga, válvula de alivio o válvula de extracción de fondo. La válvula de purga 234 se abre periódicamente para drenar condensado del tanque 314. La válvula de purga 234 es similar a la válvula de purga 234 descrita anteriormente e ilustrada en la Figura 8.
Para tanques muy grandes de 61 a 76 cm (24 a 30 pulgadas) de diámetro, podría ser necesario disponer de ánodos secundarios 354 en estos tanques para proporcionar protección contra la corrosión. Como se ha mostrado en la Figura 12A, estos ánodos secundarios 354 se usarían cuando el nivel de condensado fuese suficientemente alto para sumergirlos en el condensado. Estos ánodos secundarios se pueden instalar durante la fabricación del tanque 314, y colocarse en paralelo aproximadamente a 15,2-20,3 cm (6 a 8 pulgadas) del ánodo primario 318. En la Figura 12C, estos ánodos secundarios están recubiertos también con una malla de plástico 338, y se pueden conectar eléctricamente al tanque 314 mediante la soldadura del núcleo de los ánodos 354 al tanque de acero 314. Como se muestra en la Figura 12B, un método alternativo de fijación es soldar primero una orejeta terminal 358 a la pared del tanque y luego roscar el núcleo del ánodo secundario 254 a la orejeta 358. La ventaja de la fijación mostrada en la Figura 12B es que se elimina la operación de soldar muy cerca del magnesio combustible.
Las Figuras 13 a 15 ilustran una cuarta realización que tiene un DPC 410 para prevenir la corrosión de un tanque 414 de compresor de aire. Como se muestra en la Figura 13, el DPC 410 tiene un ánodo cilíndrico 418, un ánodo semianular 422 , y un ánodo separado 426 de aviso. El ánodo cilíndrico 418 y el ánodo semianular 422 ayudan a prevenir la corrosión en el tanque 414. El ánodo de aviso 426 indica cuándo se ha acumulado una cantidad excesiva de condensado dentro del tanque 414, y libera el condensado y la presión a la atmósfera exterior después que se ha consumido el ánodo de aviso 426.
En la realización ilustrada, el ánodo cilíndrico 418 está interconectado a un obturador 430 en una relación de conducción eléctrica. De un modo similar a los ánodos descritos anteriormente, el ánodo cilíndrico 418 se ha hecho de un material que tenga un potencial de reducción-oxidación menor que el hierro, tal como el magnesio. Como se ve en la Figura 14, el tanque 414 tiene un agujero de paso 434 cerca del fondo del tanque 414. El ánodo cilíndrico 418 se ha introducido a través del agujero de paso 434, y el obturador 430 se acopla por rosca al agujero de paso 434 para cerrar herméticamente el tanque 414. El obturador 430 se ha hecho de un material eléctricamente conductor, tal como el latón.
Según se ha descrito anteriormente, el ánodo cilíndrico 418 puede prevenir la corrosión del tanque de acero 414 dentro de un área limitada que rodea al ánodo cilíndrico 418. Si el tanque 414 es relativamente pequeño, el ánodo cilíndrico 418 podría ser suficiente para proteger eficazmente al tanque 414 contra la corrosión. Si el tanque 414 es relativamente grande, para prevenir la corrosión podrían requerirse unos ánodos adicionales espaciados a lo largo del fondo del tanque. Como se muestra en las Figuras 13 a 15, el ánodo semianular 422 es un miembro rígido, alargado y de forma semicircular, y se ha hecho de un material que tenga un potencial de reducción-oxidación menor que el hierro, como el magnesio. Como se ha descrito anteriormente, el ánodo semianular 422 puede tener un núcleo hecho de un material eléctricamente conductor para distribuir uniformemente los electrones y asegurar un consumo uniforme del ánodo semianular 422.
El tanque 414 tiene un agujero de paso principal 438 situado en la parte de envuelta cilíndrica lateral del tanque 414. El agujero de paso principal 438 es un orificio practicado en el tanque 414, y el ánodo semianular 422 se puede introducir en el tanque 413 a través del agujero de paso principal 438. En la realización ilustrada, el ánodo semianular 422 no es un círculo completo para permitir que el ánodo semianular 422 de se introduzca a través del agujero de paso principal 438.
Un obturador principal 442 está introducido en el agujero de paso principal 438 para cerrar herméticamente el tanque 414.El obturador principal 442 se ha hecho de un material eléctricamente conductor, tal como el latón, y está acoplado por rosca al agujero de paso principal 438 en una relación de conducción eléctrica. Análogamente a la realización antes descrita, el ánodo semianular 422 está interconectado al obturador principal 442 en una relación de conducción eléctrica por medio de un hilo 446. En la realización ilustrada, el hilo 446 es un muelle de acero inoxidable, pero, como se ha expuesto anteriormente, el hilo 446 podría ser también un hilo convencional, u otro miembro flexible similar eléctricamente conductor.
Como se muestra en las Figuras 13 a 17, una malla 450 de material de plástico rodea al ánodo semianular 418, de forma similar a la realización anteriormente descrita. La malla 450 aísla al ánodo semianular 422 del contacto directo con el tanque 414, pero permite que el condensado establezca contacto con el ánodo semianular 422 y cree un circuito galvánico entre el condensado, el ánodo semianular 422 y el tanque 414. La malla 450 está hecha de un material que no sea eléctricamente conductor, y puede soportar temperaturas relativamente altas. Alternativamente, se podrían usar aros de nailon alrededor del ánodo semianular 422 y separar así el ánodo semianular 422 del tanque 414.
Según se ha descrito anteriormente, el ánodo cilíndrico 418 se ha introducido en el tanque 414 a través del agujero de paso 434, y está interconectado al obturador 430. En esta disposición, para reemplazar el ánodo cilíndrico 418 hace falta tener acceso al fondo del tanque 414. Para tener acceso al fondo del tanque 414, a menudo es necesario colocar al tanque 414 hacia abajo sobre un costado, y luego volverlo a poner derecho. Esta operación podría requerir la desconexión de las líneas eléctricas y tuberías neumáticas y volver a lubricar el compresor antes de volver a ponerlo en servicio. Como se muestra en las Figuras 13 y 14, el tanque 414 puede tener unas patas 454 que prolongan más el tanque verticalmente y proporcionan un espacio intermedio adicional para el acceso al fondo del tanque
414.
Alternativamente, el ánodo cilíndrico 418 podría introducirse en el tanque 413 a través del agujero de paso principal 438. Esto elimina la necesidad de tener acceso al agujero de paso 434 del fondo. En esta configuración, el ánodo cilíndrico 418 podría estar recubierto con una malla para separar el ánodo cilíndrico del tanque 414. El ánodo cilíndrico 418 puede interconectarse eléctricamente al obturador principal 422 a través del hilo 466, como se muestra en las Figuras 13 a 15. Esta conexión eléctrica completa el circuito galvánico.
Como se ha mostrado en las Figuras 13 a 15, el tanque 414 tiene el ánodo de aviso 426 situado cerca del fondo del tanque 414. Similarmente a la realización anterior, el ánodo cilíndrico 418 y el ánodo semianular 422 ayudan a prevenir la corrosión del tanque 414, y el ánodo de aviso 426 indica cuándo se han consumido los ánodos 418 y 422. El ánodo de aviso 426 ilustrado en las Figuras 13 a 15 es similar al ánodo de aviso 322 ilustrado en la Figura 12, y descrito anteriormente. El ánodo de aviso 426 se calibra para que se consuma después de aproximadamente el mismo período de tiempo que el ánodo cilíndrico 418 y el ánodo semianular 422. Como el ánodo de aviso 426 es más pequeño que el ánodo cilíndrico 418 y que el ánodo semianular 422, la velocidad de corrosión del ánodo de aviso 426 debe disminuirse para que los ánodos 418, 422 y 426 se consuman todos después de aproximadamente el mismo período de tiempo.
Según se ha descrito anteriormente, el ánodo de aviso 426 se podría hacer del mismo material que el ánodo cilíndrico 418 y que el ánodo semianular 422, tal como el magnesio. Se podría intercalar un material compuesto entre el ánodo de aviso 426 y un obturador 458 de ánodo para retrasar la transferencia de electrones y disminuir la velocidad de corrosión del ánodo de aviso 426. Alternativamente, el ánodo de aviso 426 se podría hacer de un material que tuviese un potencial de reducción-oxidación comprendido entre el potencial de reducción-oxidación del magnesio y el del hierro, tal como el aluminio. Un ánodo de aviso 426 de aluminio perdería electrones y se corroería más despacio que un bloque de ánodo de magnesio 418 y un ánodo anular 422, pero más deprisa que un tanque de acero 414. El ánodo de aviso 426 podría entonces calibrarse para que se consumiese después de aproximadamente el mismo período de tiempo que el ánodo cilíndrico 418 y el ánodo semianular 422.
Como se ha ilustrado en las Figuras 13 a 15, el tanque 414 tiene también una válvula de purga 234 que podría ser cualquier válvula de purga, válvula de alivio o válvula de extracción de fondo del tipo convencional. La válvula de purga 234 se abre periódicamente para drenar el condensado del tanque 414. La válvula de purga 234 es similar a la válvula de purga 234 descrita anteriormente e ilustrada en la Figura 8.
La Figura 16 ilustra otra realización para un tanque 414 de compresor de aire colocado verticalmente. La realización ilustrada en la Figura 16 es similar a la realización ilustrada en las Figuras 13 a 15, excepto que el DPC 410 incluye un segundo ánodo semianular 462. El segundo ánodo semianular 462 se podría usar para proporcionar una protección adicional contra la corrosión para el tanque 414, o se podría usar para proteger un área de superficie mayor de un tanque más grande. Como se ha ilustrado en la Figura 16, el segundo ánodo semianular 462 es similar al ánodo semianular 422, pero tiene un diámetro diferente que el ánodo semianular 422. El ánodo semianular 422 y el segundo ánodo semianular 462 con diámetros diferentes distribuyen la protección contra la corrosión sobre un área mayor.
Alternativamente, el DPC 410 podría no tener el bloque de ánodo 418, y solamente se podrían usar el ánodo semianular 422 y el segundo ánodo semianular 462 para prevenir la corrosión del tanque 414. La disposición óptima de los ánodos dependerá del tamaño y dimensiones del tanque 414. Como se ha mencionado anteriormente, un ánodo podría ayudar a prevenir la corrosión hasta una distancia de aproximadamente 15, 2 a 20,2 cm (seis a ocho pulgadas) del ánodo. Los ánodos se espaciarían para maximizar la protección contra la corrosión.
El segundo ánodo semianular 462 tiene también una malla 450 de un material de plástico que separa el segundo ánodo 462 del tanque 414, y está interconectado al obturador principal 442 a través del hilo 446 en relación de conducción eléctrica. La Figura 16 muestra también el ánodo de aviso 426 y la válvula de purga 234, que se han descrito con más detalle anteriormente.
La Figura 17 ilustra una realización adicional de un DPC 510 para un tanque 414 de compresor instalado verticalmente. El DPC 510 incluye un ánodo en espiral 522 y un ánodo de aviso 426. El ánodo en espiral 522 es similar al ánodo semianular 422 anteriormente descrito, pero el ánodo en espiral 522 tiene una forma de espiral en lugar de una forma semicircular. Según se ha descrito anteriormente, un ánodo puede prevenir la corrosión de un tanque 414 dentro de una distancia efectiva del ánodo. La forma de espiral permite que el ánodo en espiral 522 se despliegue a lo largo del fondo del tanque 414, y cubra un área suficiente para proporcionar protección contra la corrosión para el tanque 414. La forma de espiral permite también que el ánodo en espiral 522 se introduzca en el tanque 414 a través del agujero de paso principal 438, con lo que no son necesarios un agujero adicional de paso y un acceso al fondo del tanque 414.
El ánodo en espiral 522 tiene también una malla 450 de material de plástico que separa el ánodo en espiral 5222 del tanque 414, y está interconectado al obturador principal 442 a través del hilo 446 en una relación de conducción eléctrica. La Figura 17 muestra también el ánodo de aviso 426 y la válvula de purga 234, que se han descrito con mayor detalle anteriormente.

Claims (22)

1. Un recipiente de presión que comprende un tanque (314) que tiene una pared (26) de tanque y que incluye una abertura (350) de tanque en la pared de tanque, cuya pared de tanque define un volumen interior cerrado (30); un dispositivo (310) de protección contra la corrosión que se puede colocar de forma retirable en la abertura del tanque para cerrar herméticamente el tanque, cuyo dispositivo de protección contra la corrosión incluye un primer obturador (342) y un primer ánodo (322), estando el primer obturador acoplado al tanque en una relación de conducción eléctrica, estando el primer ánodo (322) acoplado al obturador en una relación de conducción eléctrica, de tal manera que, cuando el primer obturador está situado en la abertura (350) de tanque, el ánodo queda expuesto al volumen interior del tanque; existiendo un conducto (346) que se extiende al menos parcialmente a través del dispositivo (310) de protección contra la corrosión, cuyo conducto está en comunicación para circulación de fluido con la atmósfera exterior, estando dispuesto el primer ánodo (322) entre el conducto (346) y el volumen interior (30) para cerrar herméticamente el conducto con respecto al volumen interior, y un agujero de paso (326) practicado en el tanque; caracterizado porque un segundo obturador (330) se puede colocar de forma retirable en el agujero de paso (326) para cerrar herméticamente el tanque, cuyo segundo obturador se ha hecho de un material eléctricamente conductor; y un segundo ánodo (318) está dispuesto dentro del tanque, en el que el segundo ánodo está interconectado al segundo obturador (330) en una relación de conducción eléctrica y en el que el primer ánodo (322) está configurado para que se corroa y proporcione una abertura a través del conducto (346) al menos con la misma rapidez con la que el segundo ánodo (318) está configurado para consumirse.
2. Un recipiente de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el primer obturador (342) está dispuesto cerca del fondo del tanque.
3. Un recipiente de acuerdo con las reivindicaciones 1 ó 2, en el que el primer ánodo (322) está dispuesto para corroerse a una velocidad mayor de lo que se corroe el tanque.
4. Un recipiente de acuerdo con las reivindicaciones 1, 2 ó 3, en el que los ánodos primero y segundo tienen un potencial de reducción-oxidación menor que el tanque.
5. Un recipiente de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el tanque (314) es de acero.
6. Un recipiente de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el primer ánodo y/o el segundo ánodo son de magnesio o el primer ánodo (426) es de aluminio.
7. Un recipiente de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el primer obturador (342) está roscado en la abertura (350) del tanque con una unión roscada a izquierdas.
8. Un recipiente de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, y que comprende una válvula de purga (324) que se puede desplazar entre una posición abierta y una posición cerrada para descargar la humedad y la presión del interior del tanque cuando la válvula de purga está en la posición abierta.
9. Un recipiente de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el volumen interior del tanque (314) está en comunicación para circulación de fluido con el conducto (346) después que la corrosión ha consumido una parte suficiente del primer ánodo (322) para descubrir el conducto al volumen interior del tanque.
10. Un recipiente de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el conducto (346) se extiende en el interior del primer ánodo (322).
11. Un recipiente de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el primero y/o el segundo ánodo están acoplados por rosca con el primero y/o el segundo obturador, respectivamente.
12. Un recipiente de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que se forma un circuito galvánico entre los ánodos, los obturadores, el tanque y la humedad contenida en el tanque.
13. Un recipiente de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el primer ánodo (322) es un ánodo de aviso.
14. Un recipiente de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende además un hilo (334) que interconecta eléctricamente el segundo ánodo (318) y el segundo obturador (326).
15. Un recipiente de acuerdo con la reivindicación 14, en el que el hilo (334) es un muelle de acero inoxidable.
16. Un recipiente de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que una malla (338) rodea al menos parcialmente al segundo ánodo (318), y separa el segundo ánodo del contacto directo con el tanque (314), cuya malla es de un material eléctricamente aislante.
17. Un recipiente de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el segundo ánodo (318) está destinado a corroerse más deprisa de lo que se corroe el tanque.
18. Un recipiente de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende además un tercer ánodo (426) dispuesto dentro del tanque, en el que el tercer ánodo está interconectado eléctricamente al segundo obturador.
19. Un recipiente de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el segundo ánodo (318) es mayor que el primer ánodo (322) y el segundo ánodo está destinado a corroerse a una velocidad mayor que el primer ánodo (322), de tal manera que los ánodos primero y segundo se consuman en un período de tiempo aproximadamente igual.
20. Un recipiente de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que entre el primer ánodo y el primer obturador está intercalado un material compuesto para retrasar la transferencia de electrones entre el primer ánodo y el primer obturador.
21. Un recipiente de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el segundo ánodo es una varilla alargada (318) que se extiende a lo largo de la longitud del tanque (314), o un miembro alargado (422) de forma semicircular o un miembro alargado (522) en forma de espiral.
22. Un recipiente de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el segundo ánodo (318) está instalado cerca del fondo del tanque (314).
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