BR102015001623A2

BR102015001623A2 - Sistema e equipamento de fornecimento de gás a alta pressão com o uso de óleo hidráulico especial, em caminhão trator com uso de cilindros verticais ou horizontais

Info

Publication number: BR102015001623A2
Application number: BRBR102015001623-9A
Authority: BR
Inventors: Carlos Pereira De Gouvêa
Original assignee: Neogas Do Brasil Gás Natural Comprimido S A
Priority date: 2015-01-23
Filing date: 2015-01-23
Publication date: 2015-06-30
Also published as: MX2016001008A; US20160215796A1

Abstract

Sistema e equipamento de fornecimento de gás a alta pressão com o uso de óleo hidráulico especial, em caminhão trator com uso de cilindros verticais ou horizontais. A presente invenção refere-se a um sistema e equipamento de fornecimento de gás a alta pressão com uso de óleo hidráulico especial que compreende uma unidade de pressurização hidráulica móvel também conhecido como "hpu" (flydraulic pressurization unit), montada em um caminhão que é conectada a um semirreboque compreendendo cilindros de gás pressurizado (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 e 8), em que uma bomba (6), que aciona a unidade de pressurização hidráulica móvel é acoplada por meio do acoplamento (5) ao próprio motor (4) do caminhão, e em que os cilindros de gás pressurizado (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 e 8) de extremidades inferior e superior abertas, compreendendo uma única válvula (23f) disposta na extremidade superior dos cilindros (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 e 8), que envia o gás pressurizado para um cliente, uma única válvula (23a) disposta na extremidade inferior dos cilindros (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 e 8) que tanto enviam óleo hidráulico para os cilindros a partir de um reservatório de óleo (1), quanto retornam o óleo hidráulico para o reservatório de óleo hidráulico (1) a partir dos cilindros (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 e 8).

Description

“SISTEMA E EQUIPAMENTO DE FORNECIMENTO DE GÁS A ALTA PRESSÃO COM O USO DE ÓLEO HIDRÁULICO ESPECIAL, EM CAMINHÃO TRATOR COM USO DE CILINDROS VERTICAIS OU HORIZONTAIS”.

Campo da Invenção [001] A invenção é relativa a um sistema e equipamento que permite a movimentação e entrega de gás natural em uma estação ou outro local que não tem acesso a gás natural por gasoduto, por meio de caminhão trator. Isso é possível pela combinação de um sistema de armazenagem e de pressurização de um óleo hidráulico especial que permite a transferência de até 95% do gás armazenado em cilindros para o cliente, mantendo até o final do serviço a pressão constante de enchimento.

Descrição da Técnica Anterior [002] O transporte de gás natural é possível através de várias técnicas e de várias formas. O gás natural tem uma característica de que mesmo com pressões elevadas o gás não liquefaz. Portanto se for usado apenas a compressão, o seu transporte será em fase gasosa. Devido a isso os parâmetros pressão e sua relação com a quantidade transportada são um tema fundamental para que seja possível economicamente esse transporte e serviço. Todo o material é para alta pressão e para área classificada eletricamente. [003] Outra técnica de transporte é por criogenia. Resfria-se o gás natural a temperatura muito baixa, de cerca de -161 QC e com pressão baixa de menos de 10 bar, temos o gás em estado líquido. Isso facilita enormemente o transporte do gás, tendo em vista que o tanque criogênico levará um volume bem maior do que em comparação ao mesmo volume de cilindros de alta pressão. O problema nesta técnica não está, nem no transporte, nem na revaporização e compressão no cliente e sim na produção do GNL (gás natural liquefeito). O processo de liquefação é bastante crítico. Seu processo apesar ser completamente dominado em relação à técnica de projeto e de construção, exige o emprego de materiais específicos e com custo mais elevado, devido às duras condições de temperatura do processo. Isto encarece muito o processo. Outro ponto importante é o fator de escala. Plantas de geração de GNL são muito caras em valores proporcionais a quantidade de GNL produzido. Dessa forma quanto menor a produção de uma planta de GNL maior será seu investimento de US$/ m3 produzido. Isso afeta muito a aplicabilidade dessa técnica para atendimento de quantidades reduzidas. Neste ponto, nossa patente tem larga vantagem por ter viabilidade econômica em quantidades pequenas. Isto amplia de maneira significativa sua possibilidade de aplicação. [004] Outra técnica é o uso de material de adsorção com uso combinado com pressão. Ela se compõe do uso de cilindro ou vaso de pressão com enchimento de material adsorvente. Segundo os autores Sidney Oliveira de Souza, Engenheiro Químico, M. Sc., UFPE, Nelson Medeiros de Lima Filho Engenheiro Químico, D. Sc., Docente, UFPE e Cesar Augusto Moraes de Abreu Engenheiro Químico, D. Sc., Docente, UFPE no trabalho Avaliação Experimental do Processo de Carga para o Armazenamento de Gás Natural por Adsorção temos que na última década a tecnologia de Gás Natural Adsorvido (GNA) vem surgindo como uma alternativa promissora para a estocagem de gás natural, oferecendo vários benefícios com relação ao processo de GNC (Gás Natural Comprimido). A adsorção de gás natural em materiais porosos a pressões relativamente moderadas (60 a 80 bar) traz várias vantagens, como maior flexibilidade para o projeto, conformação e arranjo do tanque de armazenamento, aumento da segurança e redução dos custos comparativamente ao processo de GNC. Apesar de promissor a técnica não está comprovada em escala comercial, sendo ainda alvo de constantes trabalhos de pesquisa. [005] Por fim a técnica mais comum é a compressão do gás natural, seu transporte em estado gasoso comprimido em alta pressão e o abastecimento no cliente. Existe uma quantidade muito grande de possibilidades de fazer este serviço. Listo abaixo várias formas que pode ser feita. [006] Uma forma de transporte de gás comprimido é o transporte em paletes de cilindros que são movimentados palete a palete. Eles são abastecidos na base de compressão de maneira individual e trocados nos clientes na medida em que cada palete é consumido. As patentes da Galileu números PI 0201043 e PI 0601501 tem essa proposta. A ideia é interessante só que o risco de movimentação de paletes é muito grande principalmente pelo seu peso. [007] A patente da Gastron Comprimido S.A. número PI 0604520 sobre estrutura rígida de transporte de cilindros de fluidos na carroceria de caminhões acoplável a um sistema de içamento também descreve o uso do palete. [008] O abastecimento fracionado por paletes também causa dificuldades operacionais na base de compressão. O uso desse sistema ainda diminui a quantidade de cilindro transportado, diminuindo o volume, fazendo o custo por m3 transportado ser maior. [009] A Neogas Inc tem desenvolvido novas tecnologias, sobre compressão de transporte e transferência de gás, tal que os cilindros utilizados têm internamente parte móvel, que evita que o óleo hidráulico de composição especial misture o óleo com o gás. [0010] O pedido de patente PI 0208143-1 (WO 02075204; prioridade 16/03/2001) de Igor Krasnov, refere-se a um sistema de gás natural comprimido, o qual é composto por uma seção de controle, uma seção de transferência, e uma seção de reabastecimento. A seção de controle possui um painel de controle e um reservatório de fluido hidráulico, o qual contém fluido hidráulico (óleo hidráulico de hidrocarboneto-sintético). A seção de transferência é composta por bancos de cilindros de armazenagem de alta pressão, onde cada banco contém um número igual de cilindros, os quais são idênticos no tamanho. As portas de fluido hidráulico de cada cilindro no banco de cilindros são acopladas em paralelo a um manifold de fluido, onde cada manifold de fluido possui uma válvula de fechamento manual. Os cilindros são constituídos na sua forma por uma primeira extremidade e uma segunda extremidade, sendo a segunda extremidade fechada. A primeira extremidade possuindo uma abertura na qual passa uma adaptação, que contêm uma porta de fluído hidráulico e uma porta de gás. Um elemento de rastreamento é posicionado no interior da câmara do cilindro entre o GNC e o fluído hidráulico, esse disco de rastreamento teria um investimento muito alto, além da "quase impossível" manutenção do disco no interior do cilindro, tornando assim inviável. [0011] Tal disposição possui ainda outras desvantagens, as quais serão descritas a seguir. Os cilindros usados além de serem de difícil manutenção ao usar a adaptação acarretam no aumento da formação de emulsão, ou seja, o atrito entre o óleo e o gás e, a vazão decorrente desta adaptação é menor, ou seja, dispensando um maior tempo no reabastecimento. O sistema de pressurização ao usar uma válvula de alívio para manter uma pressão de 24,8 MPa, impede o uso de qualquer tipo de cilindro e em qualquer posto, limitando assim a sua pressão, o que hoje limitaria o uso do sistema. [0012] Outra técnica anterior é descrita pelo documento PI0006389-4 (28/11/2000) depositado por Joseph Perry Conrad, o qual descreve um sistema em cascata para abastecimento de gás natural. O sistema reivindicado é composto por uma seção de controle, uma seção de transferência e uma seção de reabastecimento. A seção de controle é composta por um painel de controle computadorizado e um reservatório de fluído hidráulico. A seção de transferência é composta por dois bancos de cilindros de armazenagem de alta pressão, onde cada banco contém um número igual de cilindros, os quais são idênticos no tamanho. Cada cilindro contém um pistão de movimento axial, duas entradas em uma das extremidades e uma saída na outra extremidade. Os pistões separam o gás natural comprimido do fluído hidráulico. As entradas dos cilindros em cada um dos bancos estão dispostas em paralelo por tubos de entrada. [0013] Na técnica de compressão, uma das formas é o uso do sistema de booster para maior retirada de gás dos containers, reduzindo os custos de logística. Um ponto relevante dessa aplicação é o consumo de energia necessário para o trabalho. O booster trabalha com pressões mais baixas e comprime a pressões em torno de 220 bar. O sistema desenvolvido pela Neogás mantém a pressão que vem com o Container, não necessitando o trabalho de elevação de pressão e também melhora o tempo de abastecimento dos clientes. Um ponto muito importante para o cliente é que a temperatura de abastecimento do gás que em nosso sistema é mais baixa do que no booster porque no nosso caso não é necessário comprimir, e sim manter o gás comprimido, ficando o gás na mesma temperatura, diferente da situação do booster que eleva a pressão e com isso elevando a temperatura. Portanto se abastece mais gás com nosso sistema do que com booster. [0014] Os sistemas de abastecimento de gás natural conhecidos no estado da técnica consistem em equipar os postos de abastecimento com unidades de pressurização hidráulica (HPU). Isto requer que pelo menos uma unidade de pressurização hidráulica (HPU) seja instalada em cada posto de abastecimento. Deste modo, o transporte e abastecimento de gás ficam limitados aos postos que possuem pelo menos uma unidade de força hidráulica. [0015] Uma solução para o problema de transporte e abastecimento acima é ensinado pela Neogás do Brasil, no documento de patente PI0603748-8, que descreve um trator equipado com um equipamento de pressurização hidráulico HPU a qual pode ser incorporado a um semirreboque veicular composto por um conjunto de cilindros verticais e/ou a um semirreboque veicular composto por uma carreta de cilindros horizontais (tubulão). O sistema descrito nessa patente supera as deficiências encontradas no estado da técnica, apresentando um equipamento de pressurização hidráulica capaz de atender os veículos motorizados, de forma eficiente e manter sempre o mesmo nível de pressão. Entretanto, o sistema apresenta o inconveniente de compreender um sistema de acionamento de válvulas de execução complexa e alto custo. [0016] Portanto, há no estado da técnica uma necessidade em buscar um sistema e equipamento de fornecimento de gás mais simples e consequentemente, de menor custo que possa ser transportado em um caminhão trator. [0017] Assim, de modo a superar o problema do estado da técnica acima mencionado, é aqui proposto um aprimoramento do controle do sistema de válvulas pela modificação do sistema de válvulas e tubulações. A modificação proposta aperfeiçoa o acionamento das válvulas atuadas pneumaticamente com ação mais rápida e principalmente sincronizada, a qual pode ser mais facilmente transportada em um caminhão trator. O sistema aqui revelado também vantajosamente evita fornecer um motor no equipamento de pressurização hidráulica móvel, uma vez que o motor do próprio caminhão é utilizado para acionar a bomba do sistema de pressurização hidráulica. Foi incluída a opção para uso de cilindros extras leves tipo IV. Retirado o sistema de bloco de retorno. [0018] Antes de entrar nos detalhes da invenção é importante mostrar a abrangência do uso do sistema. Tanto o gás natural como o biogás e biometano tratado pode ser usado no sistema. Para um melhor entendimento segue a definição de ambos. [0019] O gás natural é um combustível fóssil formado quando camadas de animais e vegetais soterrados ficam expostas a intenso calor e pressão ao longo de milhares de anos. A energia que as plantas naturalmente absorvem da luz do Sol é armazenada em forma de carbono em gás natural. É uma mistura de hidrocarbonetos leves encontrada no subsolo, na qual o metano tem uma participação superior a 70 % em volume. A composição do gás natural pode variar bastante dependendo de fatores relativos ao campo em que o gás é produzido, processo de produção, condicionamento, processamento, e transporte. O gás natural é um combustível fóssil e uma fonte de energia não renovável. [0020] O biogás é o nome comum dado a qualquer gás que foi produzido pela quebra biológica da matéria orgânica na ausência de oxigênio. Normalmente consiste em uma mistura gasosa composta principalmente de gás metano (CH4) e gás carbônico (CO2), com pequenas quantidades de gás sulfídrico (H2S) e umidade. O biometano é o biogás processado com a retirada dos elementos que não agregam valor para seu uso como o gás carbônico (C02), gás sulfídrico (H2S) e umidade. [0021] A produção de biogás ocorre naturalmente em qualquer local submerso em que o oxigênio atmosférico não consiga penetrar, como em pântanos, no fundo de corpos d'água, intestino de animais, ou de forma antrópica como em aterros sanitários e usinas de biogás.

Resumo da Invenção [0022] A presente invenção refere-se a um sistema completo de transporte e de compressão através de uma HPU (Hydraulic Pressurization Unit), que está montada em cima de um caminhão e que devidamente conectado com o Container de gás, SRV (semirreboque veicular) que pode ser com cilindros verticais ou horizontais adaptados ao uso da tecnologia empregada de manter a pressão do semirreboque constante durante sua operação de abastecimento. A invenção consta de uma simplificação do sistema e equipamento de pressurização hidráulica. A mudança do sistema de envio e retorno de óleo e a diminuição de válvulas acionadas pneumaticamente, torna o controle do sistema mais fácil, rápido e sincronizando o acionamento das mesmas, faz com que o desempenho do sistema seja melhor, com respostas mais precisas. A redução dos sistemas de controle também diminuem os problemas de manutenção. [0023] No sistema de pressurização de gás já conhecido, o envio e retorno do óleo da HPU para a SRV era feito através de duas linhas, sendo uma para envio e outra para retorno do óleo, conforme ensinado no documento PI0603748-8A. Cada palete, que é um conjunto de cilindros interligados por tubulação, necessitava de uma válvula de bloqueio manual e duas válvulas de acionamento por ar comprimido. O sistema, portanto compreende várias válvulas e necessita de um espaço considerável para acomodar todas as válvulas, tomando lugar onde cilindros poderíam ser montados, diminuindo, a capacidade transportada de gás. [0024] O equipamento que aqui será descrito é formado por uma HPU montada no caminhão composto de um sistema de acoplamento com o motor do caminhão e a bomba hidráulica, reservatório hidráulico e óleo hidráulico especial, bloco de envio e sistema de retorno do óleo e paletes de cilindros. [0025] Os paletes do Container são formados por um cilindro ou por um conjunto de cilindros, sendo que, cada cilindro possui dois gargalos para conexão com o sistema. Na extremidade de saída se encontra uma válvula de esfera conectada à linha de saída do gás natural, e na extremidade de entrada se encontra apenas uma válvula de esfera, onde uma das extremidades da válvula é interligada em paralelo, sendo que as outras extremidades, uma é conectada na linha de envio e a outra na linha de retorno. O fluído hidráulico de composição especial é bombeado pela linha de envio do reservatório até a extremidade de entrada dos cilindros, para manter uma pressão de 220 a 250 Bar nos cilindros, enquanto o GNC está sendo fornecido ao consumidor. [0026] O processo de fornecimento se inicia com o enchimento do Container dos paletes em um posto de abastecimento de gás natural. Os cilindros são abastecidos na pressão de enchimento compatível com o projeto dos cilindros. O transporte é realizado pelo semirreboque veicular, que tem instalada uma HPU móvel, até o posto de abastecimento de gás natural. [0027] O elemento motriz é a bomba de óleo e o óleo hidráulico de composição especial que é o que faz a energia dessa bomba ser transferida para o gás e proporcionar uma pressão constante de 200 a 250 bar. O óleo vai para dentro dos cilindros e mantém constante a pressão, compensando a pressão que cairia com a saída do gás. Quando não tem mais gás suficiente para que se continue o fornecimento neste palete, o óleo é mandado de volta para o reservatório de óleo. Importante notar que a mesma tubulação que envia o óleo, é a tubulação de retorno. Esse retorno do óleo é feito com a pressão do próprio gás que empurra o óleo de volta, restando apenas uma pressão residual. [0028] Simultaneamente, o PLC (programmable logic controller) da HPU Móvel comanda o envio de fluído hidráulico para o segundo palete de cilindros. [0029] O fim de cada ciclo ocorre quando o volume de gás enviado chega a 95% do volume total do palete. Neste momento a válvula de saída do gás é fechada, o óleo começa a retornar, forçado pela pressão do gás, e vai para o reservatório de óleo. Todo o controle do volume enviado e de retorno do óleo é feito por uma régua instalada no tanque de óleo. Essas informações são processadas no PLC que monitora todos os eventos que ocorrem no equipamento, controlando as operações tornando automática sua operação mantendo uma opção manual.

Breve Descrição das Figuras [0030] Figura 1 - ilustra o diagrama esquemático do sistema HPU Móvel e SRV de acordo com a invenção; [0031] Figura 2 - ilustra o diagrama esquemático da HPU Móvel; [0032] Figura 3 - ilustra o diagrama esquemático do SRV, que é acoplado ao caminhão trator; [0033] Figura 4A - ilustra o detalhe interno de entrada do gás, localizado na parte superior do cilindro do tipo vertical; [0034] Figura 4B - ilustra o detalhe interno de entrada/saída do fluxo, localizado na parte inferior do cilindro do tipo vertical; [0035] Figura 4C - ilustra o cilindro montado apresentando as adaptações das Figuras 4A e 4B; [0036] Figura 5A - ilustra o detalhe interno de entrada do gás, localizado na parte superior do cilindro do tipo horizontal (tubulão); [0037] Figura 5B - ilustra o detalhe interno de entrada/saída do fluxo, localizado na parte inferior do cilindro do tipo horizontal (tubulão);

Descrição Detalhada da Invenção [0038] A invenção será agora descrita com referência às Figuras 1 a 5, conforme segue abaixo. [0039] HPU Móvel é um módulo de geração de alta pressão de óleo hidráulico de composição especial que é interligado com um Container composto de cilindros verticais ou horizontais, onde está o gás natural que vai abastecer o cliente. [0040] Todo o sistema tem uma série de dispositivos de segurança e em alguns casos, com redundância. Todos os cilindros tem dispositivo de excesso de pressão e de temperatura. A linha de alta pressão de óleo tem válvula de alívio de pressão. [0041] Todo o projeto é feito de acordo com critérios rigorosos de segurança. As linhas de sucção e de descarga do óleo são projetadas para 350 bar, embora operem com uma pressão bem mais baixa. [0042] A tecnologia permite a transferência de até 95 % do gás que é armazenado com pressão constante de 200 até 250 bar. [0043] A Figura 1 apresenta uma FIPU Móvel (unidade de pressurização hidráulica) conectada a um SRV (semirreboque veicular), em que, no funcionamento do sistema, o óleo hidráulico do reservatório de óleo hidráulico 1 da HPU é comprimido e direcionado para cilindros 1A, 2A, 3A, 4A, 5A, 6A, 7A e 8A do SRV através da linha de alimentação de fluido hidráulico 37. [0044] A Figura 2 mostra a HPU Móvel que compreende todo o sistema hidráulico, incluindo reservatório de óleo 1, o motor do caminhão 4 com acoplamento 5 da bomba hidráulica 6, bloco de envio de óleo 13, sistema de retorno de óleo 20. Todo o sistema é controlado por um painel elétrico comando por um PLC (não mostrado). [0045] A Figura 3 mostra a SRV, que compreende o conjunto de paletes de cilindros, aqui representados pelos paletes 1A, 2A, 3A, 4A, 5A, 6A, 7A e 8A. Entretanto, deve-se compreender que cada palete pode compreender um tubulão ou um conjunto de cilindros. Conforme mostrado nas figuras 1 e 3, cada cilindro de gás compreende uma única válvula 23A instalada em uma das extremidades abertas do cilindro que permitirá tanto a entrada de óleo hidráulico proveniente do reservatório de óleo hidráulico 1 nos cilindros, quanto o retorno deste óleo para o reservatório. [0046] O funcionamento do equipamento é baseado na compressão do óleo hidráulico de composição especial. Esse óleo fica armazenado no reservatório de óleo 1 de 3.000 litros. O óleo passa pela válvula de bloqueio 2 e pelo filtro 3 até chegar no conjunto bomba 6 e o próprio motor do caminhão 4 aciona a bomba 6 da HPU Móvel. Eles são interligados por um acoplamento 5 que possibilita a transmissão da rotação do motor do caminhão 4 para a bomba de óleo 6. O óleo, já comprimido, vai para o bloco de envio 13. A regulagem de pressão é feita na válvula de alívio 14. Seu acionamento é feito através da válvula direcional 16 que tem acionamento por ar comprimido. Quando a válvula direcional 16 está sem ar, na posição passagem direta, a válvula de alívio 14 não é acionada e faz com que o óleo recircule pelo sistema sem pressão o suficiente, para vencer a força da mola da válvula de retenção 15. Quando a válvula direcional 16 está acionada, ela atua diretamente na mola da válvula de alivio 14, comandando-a, fazendo o óleo passar para adiante do sistema na pressão pré-regulada. [0047] O óleo segue e passa para a válvula de retenção 15 e após ela, a pressão é medida de maneira contínua através do transmissor de pressão 19. O óleo pressurizado segue pela linha de alimentação de fluido hidráulico 37, passando pela válvula 29 e manômetro 30, até o sistema de válvulas com atuador pneumático 23E e 23C. As válvulas 23E e 23C permitem o controle do envio de óleo hidráulico para os paletes de cilindro de gás por meio de duas linhas de entrada de óleo que se conectam a extremidade de entrada dos cilindros que compreendem apenas uma válvula 23A. [0048] Quando 95% do gás contido nos cilindros (1A, 2A, 3A, 4A, 5A, 6A, 7A e 8A) é transferido para o cliente, ou seja, quando o volume de óleo hidráulico atingir 95% da capacidade de cada cilindro de gás pressurizado, as válvulas 23B e 23D permitem o retorno do óleo hidráulico para o reservatório de óleo 1. O óleo hidráulico então retorna dos cilindros para o reservatório 1 passando pela mesma válvula 23A e tubulação condutora de óleo até chegar as válvulas 23B e 23D que permitem a passagem do óleo hidráulico para a linha de retorno 38, como mostrado nas Figuras 1,2 e 3. [0049] Nos sistemas de fornecimento de gás pressurizado anteriores, cada palete de cilindros compreende 02 válvulas conectadas a extremidade de entrada de óleo hidráulico, sendo uma válvula para a entrada do óleo no cilindro e outra para o retorno deste óleo para o reservatório de fluido hidráulico. Agora, com a presente invenção, tanto a entrada de óleo no cilindro 1A, 2A, 3A, 4A, 5A, 6A, 7A e 8A quanto o seu retorno para o reservatório de fluido hidráulico 1 são realizados por meio de uma única válvula 23A, que conecta a extremidade de entrada de cada cilindro (1 A, 2A, 3A, 4A, 5A, 6A, 7A e 8A) às tubulações condutoras de óleo. [0050] A inclusão das 4 válvulas 23 (B, C, D e E) no presente sistema de fornecimento de gás pressurizado permite que apenas uma válvula 23A seja instalada na extremidade de entrada dos cilindros. Além disso, a disposição das válvulas 23 (B, C, D, E) juntas permite que o sistema seja controlado de forma mais rápida e sincronizada. [0051] Assim, a invenção consta de tubulações e válvulas com uma lógica que diminuiu o número de válvulas, com redução de custo e de espaço no Container que possibilitará a inclusão de mais cilindros aumentando a quantidade de gás transportado, tendo em vista que o sistema de duas válvulas por palete faz com que a quantidade válvulas seja de tal ordem que seja reservado um túnel, caminho, entre os cilindros. [0052] A principal vantagem alcançada com este sistema é o melhor controle da HPU. Com menor número de válvulas e com a disposição das 4 válvulas 23 (B, C, D e E) juntas e não mais 01 par de válvulas em cada palete, vai proporcionar ao sistema um acionamento mais rápido e também a abertura e fechamento ao mesmo tempo fazendo um melhor sincronismo do sistema. O menor número de válvulas vai reduzir os eventos de manutenção. O envio e retorno do óleo da HPU para a SRV que antes era feito através de duas linhas, sendo uma para envio e outra para retorno do óleo, agora é realizado por meio de uma única válvula 23A e tubulação condutora de óleo. O sistema de pressurização anterior funciona bem, mas cada palete necessita de uma válvula de bloqueio manual e duas válvulas de acionamento por ar comprimido. Tal sistema, portanto, contém um número excessivo de válvulas, e necessita de um espaço considerável para acomodar todas as válvulas, tomando lugar onde cilindros poderíam ser montados. O sistema proposto utiliza duas linhas, em que ambas funcionam tanto para envio de óleo hidráulico quanto para seu retorno para o reservatório de fluido hidráulico, atendendoT a um grupo diferente de paletes. Uma linha atende os paletes 1A, 3A, 5A, 7A etc e a outra linha atende os paletes 2A, 4A, 6A, 8A, etc. [0053] Portanto as válvulas 23 (B, C, D e E) fazem o controle e envio para os paletes comandados pelo PLC. O controle das válvulas é feito eletronicamente, como já ensinado no documento PI0603748-8A e por isso não será aqui discutido em mais detalhes. [0054] Quando as válvulas 23 B e E estão abertas, as válvulas 23 C e 23 D estão fechadas. A válvula 23 E tem sentido de óleo do reservatório hidráulico 1 para os cilindros 1A, 3A, 5A e 7A, enquanto a válvula 23 B tem sentido de óleo do palete para o reservatório hidráulico 1. Elas trabalham sempre em conjunto. Quando o conjunto de cilindros 1A, 3A, 5A, 7A se esgota, as válvulas 23 B e E se fecham e as válvulas 23 C e D se abrem, sendo que a válvula 23 C tem sentido de óleo dos paletes para o reservatório hidráulico e a válvula 23 D tem sentido de óleo do reservatório hidráulico para os paletes iniciando a transferência do gás pressurizado do conjunto de cilindros 2A, 4A, 6A e 8A para o cliente, seguido do retorno do óleo hidráulico para o reservatório 1. [0055] Cada palete que está enviando ou recebendo óleo tem sua respectiva válvula 23A atuada pneumaticamente, aberta e todas as demais válvulas 23A fechadas. Assim que são trocados paletes em uso, as respectivas válvulas 23A abrem quando em uso e fecham quando não estão em operação. [0056] O palete que está retornando o óleo para o tanque passa pela linha de retorno de alta pressão 38. O óleo retorna depois que 95 % do gás existente no palete é enviado para o cliente. O óleo pressurizado enviado para o palete consegue pressurizar o gás, mantendo a pressão constante dentro do cilindro. O sistema muda de palete com o fechamento da válvula atuada pneumaticamente 27F. O conjunto de válvulas atuadas pneumaticamente 23 troca de aberto para fechado. As válvulas 23B e 23E fecham e as válvulas 23C e 23D abrem. O óleo passa pela tubulação 37 seguindo em direção ao palete de cilindros, enquanto que na tubulação 38 o óleo segue em direção ao tanque de óleo. [0057] As válvulas com atuador pneumático 22 e 23F trabalham em conjunto. Primeiramente, o óleo passa pela válvula 22, que tem em sua área de passagem um orifício calibrado, e em seguida pela válvula 23F. A válvula 23F não tem esse orifício. O PLC comanda a operação. Quando o óleo começa a retornar, as válvulas atuadas pneumaticamente 22 e 23F abrem. Logo que a vazão do óleo começa a diminuir a válvula 22 que tem o orifício calibrado é aberta ( ela é aberta para ter passagem plena e não através do orifício). [0058] Antes de entrar no reservatório hidráulico tem dois sensores óticos. O primeiro sensor foto elétrico 34 e o sensor fotoelétrico caneta 33 verifica o óleo que está passando. Os sensores verificam se apenas óleo está passando ou se já está havendo passagem de gás. O retorno do óleo ocorre em ciclos repetidos para que seja tirada a máxima quantidade de óleo dos paletes. [0059] Enquanto a parte inferior dos paletes trabalha com óleo, a parte superior trabalha com o gás. Cada palete tem uma válvula atuada pneumaticamente 23 para sua liberação ou seu fechamento. [0060] Temos duas opções de cilindros. Uma com cilindros de aço e outra com cilindros tipo 4 [0061] Dentro dos cilindros do palete mesmo com a saída do gás por cima do cilindro, a pressão se mantém constante devido à injeção de óleo que é feita pelo lado de baixo. O sistema trabalha para manter esse equilíbrio, isto é, o sistema hidráulico envia óleo com o devido alinhamento das válvulas atuadas 23 C e E e o gás é mandado para o enchimento do cliente, tanto faz que seja um veículo, uma estocagem ou outro Container. O gás comprimido passa por um bloco onde existe uma válvula de alívio 39, conexão para enchimento do Container 29A, saída para a linha de enchimento do cliente 29B, e válvula de vent 29C que permite o desacoplamento da conexão da mangueira. [0062] A linha de alta pressão de gás 36 leva o gás até o cilindro 31 que permite que o gás se expanda e possa ali condensar algum material líquido proveniente do palete. O gás que sai desse cilindro passa por um filtro 32 e por ultimo numa válvula atuada pneumaticamente 27 e por fim passa por um manômetro 30. [0063] As Figuras 4A, 4B e 4C ilustram, respectivamente, o detalhe interno de entrada do gás e o detalhe interno de entrada/saída do fluxo de óleo hidráulico localizado na parte superior do cilindro do tipo vertical, já conhecido no estado da técnica e que pode ser utilizado junto com o sistema de fornecimento de gás da presente invenção. A Figura 4C ilustra o cilindro montado apresentando as adaptações mostradas nas Figuras 4A e 4B. [0064] As Figuras 5A e 5B mostram, respectivamente, o detalhe interno de entrada do gás e o detalhe interno de entrada/saída do fluxo de óleo hidráulico, localizado na parte superior do cilindro do tipo horizontal (tubulão), já conhecidos do documento de patente PI0603748-8, que pode ser utilizado com o sistema de fornecimento de gás da presente invenção. [0065] As adaptações das Figuras 5A e 5B apresentam uma adaptação curva para uso em cilindro horizontal (conhecido como tubulão). As adaptações de ambas as extremidades do cilindro horizontal consistem em um tubo curvo, com raios determinados de acordo com os raios de curvatura das extremidades do cilindro. A função da adaptação ilustrada na Figura 5A é aumentar a eficiência de fornecimento do gás comprimido e evitar que a linha de recebimento de gás receba fluido hidráulico. A função da adaptação ilustrada na Figura 5B é fazer com que o óleo entre no cilindro de forma homogênea evitando rajadas de óleo na parte interna do cilindro. [0066] É observado que a presente invenção não está limitada ao descrito acima, mas pode ser modificada de acordo com o conceito inventivo e o escopo definido pelas reivindicações.

Claims

1. Sistema de fornecimento de gás a alta pressão com o uso de óleo hidráulico especial, em caminhão trator, compreendendo uma unidade de pressurização hidráulica (HPU) Móvel, com Container veicular com cilindros de gás pressurizado (1A, 2A, 3A, 4A, 5A, 6A, 7A e 8A) em que cada cilindro compreende uma extremidade inferior aberta para receber um fluido hidráulico e uma extremidade superior aberta, para enviar gás pressurizado para um cliente, em que a HPU Móvel compreende: - um reservatório de fluido hidráulico (1) conectado a um conjunto de bomba (6), que envia um óleo hidráulico para o bloco de envio (13); - um bloco de envio (13) composto pela válvula direcional (16), válvula de alívio (14), válvula de retenção (15) e um transmissor de pressão (19), capaz de enviar o óleo hidráulico do reservatório de óleo (1) para os cilindros de gás através da tubulação de envio de óleo (37), que então empurra o gás pressurizado para fora dos cilindros (1 A, 2A, 3A, 4A, 5A, 6A, 7A e 8A); - sensores fotoelétricos (33, 34), válvulas com atuador pneumático 22 e 23F. A válvula 22, que tem em sua área de passagem um orifício calibrado, e a válvula 23F que não tem esse orifício, capaz de retornar o óleo hidráulico para o reservatório de óleo (1), através da tubulação de retorno (38), após 95% da capacidade volumétrica de cada cilindro ser retirada dos cilindros (1A, 2A, 3A, 4A, 5A, 6A, 7A e 8A); CARACTERIZADO pelo fato de que a bomba (6) é acoplada por meio do acoplamento (5) ao próprio motor (4) do caminhão trator, o qual aciona a bomba (6) que movimenta o óleo hidráulico, tal que os cilindros de gás pressurizado (1 A, 2A, 3A, 4A, 5A, 6A, 7A e 8A) do Container veicular recebem o óleo hidráulico especial proveniente do reservatório de óleo (1) pela tubulação de envio (37) que se conecta a extremidade inferior dos paletes cilindros (1A, 2A, 3A, 4A, 5A, 6A, 7A e 8A) através de uma única válvula de controle (23A) e que retorna o óleo hidráulico para o reservatório (1) através da mesma válvula (23A) pela tubulação de retorno (38).

2. Equipamento de fornecimento de gás a alta pressão a ser usado em um sistema de fornecimento de gás conforme definido na reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que os cilindros de gás pressurizado (1A, 2A, 3A, 4A, 5A, 6A, 7A e 8A) do semirreboque veicular, acoplado ao caminhão trator compreendem: - apenas uma válvula (23A) na extremidade inferior de cada cilindro de gás pressurizado (1A, 2A, 3A, 4A, 5A, 6A, 7A e 8A), em que a válvula 23A controla tanto o envio de óleo hidráulico especial do reservatório de óleo (1) para os cilindros, através da tubulação de envio (37), quanto o retorno de óleo hidráulico dos cilindros (1A, 2A, 3A, 4A, 5A, 6A, 7A e 8A) para o reservatório de óleo (1), através da tubulação de retorno (38); - apenas uma válvula (27F) na extremidade superior de cada cilindro de gás pressurizado (1A, 2A, 3A, 4A, 5A, 6A, 7A e 8A), em que a válvula 27F controla o envio de gás pressurizado para abastecimento de um cliente; e - um conjunto de válvulas (23B, 23C, 23D, 23E), disposto separadamente dos cilindros de gás pressurizado (1 A, 2A, 3A, 4A, 5A, 6A, 7A e 8A) do semirreboque, em que as válvulas (23C e 23E) controlam o envio de óleo hidráulico especial a partir do reservatório de óleo (1) para os cilindros (1A, 2A, 3A, 4A, 5A, 6A, 7A e 8A), até a válvula 23A disposta na extremidade inferior de cada cilindro (1 A, 2A, 3A, 4A, 5A, 6A, 7A e 8A); e em que as válvulas (23B e 23D) controlam o retorno do óleo hidráulico especial pela tubulação de retorno (38), a partir dos cilindros (1 A, 2A, 3A, 4A, 5A, 6A, 7A e 8A), passando pela válvula pela válvula (23A) na extremidade inferior dos cilindros (1A, 2A, 3A, 4A, 5A, 6A, 7A e 8A) até o reservatório de óleo hidráulico (1).

3. Sistema de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que os cilindros (1 A, 2A, 3A, 4A, 5A, 6A, 7A e 8A) do semirreboque podem ser formado por conjuntos de cilindros verticais agrupados entre si ou por um único cilindro horizontal (tubulão).

4. Sistema de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que cada módulo de cilindros deve ter capacidade volumétrica igual.

5.

Caminhão trator para uso com cilindros verticais ou horizontais de armazenamento de gás pressurizado que compreende um motor (6) CARACTERIZADO pelo fato do motor (6) do caminhão ser acoplado por meio de um acoplamento (5) à bomba (6) que movimenta o fluido hidráulico do equipamento de pressurização hidráulica móvel (HPU), conforme definido nas reivindicações 1 a 4.