WO2015184520A1

WO2015184520A1 - High-output mechanical device for heating branches

Info

Publication number: WO2015184520A1
Application number: PCT/BR2015/050066
Authority: WO
Inventors: Murilo Pessoa De OLIVEIRA
Original assignee: Oliveira Murilo Pessoa De
Priority date: 2014-06-03
Filing date: 2015-06-01
Publication date: 2015-12-10
Also published as: BR102014013441A2

Abstract

The invention relates to a high-output mechanical device for detachable or removable, water-tight and/or vacuum heating branches with high thermal resistance, for piping and equipment formed by long modules (chambers) obtained by an extrusion process or shaped, optionally hermetically sealed according to operational requirements, having independent operation and cross-sections shaped as a curved sector with variable angles and measurements according to the diameter of the piping or equipment in which the device will be used. The modules are coupled together in such a way that they completely enclose the piping or equipment. The modules formed by angular sectors basically but not exclusively have sectors 15°, 22.5°, 30°, 45°, 60° and 120°.

Description

"DISPOSITIVO MECÂNICO DE ALTO RENDIMENTO PARA RAMAIS DE AQUECIMENTO" "HIGH PERFORMANCE MECHANICAL DEVICE FOR HEATING RANKS"

CAMPO DA INVENÇÃO FIELD OF INVENTION

[0001] Esta Patente de Invenção refere-se a um "DISPOSITIVO MECÂNICO DE ALTO RENDIMENTO PARA RAMAIS DE AQUECIMENTO" de alta resistência térmica, destacável, ou removível, estanque e/ou evacuado, para tubulações e equipamentos que possibilita facilitar a instalação/montagem, como também a operação, por elevar o rendimento térmico dos ramais de aquecimento minimizando drasticamente a perda (operação em alta temperatura) de energia térmica para o ambiente, e a minimização dos custos de manutenção em relação aos sistemas convencionais que envolvem STEAM-TRACERS, considerando as superfícies externas das tubulações e/ou equipamentos industriais. Devido á sua concepção, e estanqueidade, este dispositivo também é indicado para linhas (tubulações) sem ramais de aquecimento, cujas temperaturas variam de criogênicas até temperaturas de incêndio. This patent relates to a high heat resistance, detachable, removable, watertight and / or evacuated "high performance MECHANICAL HEATING RANGE DEVICE" for piping and equipment which facilitates installation / assembly. , as well as operation, by increasing the thermal efficiency of the heating branches by dramatically minimizing the loss (high temperature operation) of thermal energy to the environment, and minimizing maintenance costs compared to conventional STEAM-TRACERS systems, considering the external surfaces of pipes and / or industrial equipment. Due to its design and tightness, this device is also suitable for lines (pipes) without heating branches, whose temperatures vary from cryogenic to fire temperatures.

[0002] Assim torna- se, seguramente, possível manter, em excelentes níveis, a temperatura e as características físico-químicas dos fluidos ao longo das tubulações devido a baixíssima condutividade térmica efetiva do dispositivo aplicado. Thus, it is certainly possible to maintain, at excellent levels, the temperature and the physicochemical characteristics of the fluids along the pipes due to the very low effective thermal conductivity of the applied device.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO BACKGROUND OF THE INVENTION

[0003] O objeto desta Patente de Invenção é o "DISPOSITIVO MECÂNICO DE ALTO RENDIMENTO PARA RAMAIS DE AQUECIMENTO" é composto por vários elementos e/ou peças metálicas obtidos por processo de extrusão e/ou conformação, que atuam independentes entre si, tendo seções transversais, na forma de um setor curvo, cujo ângulo varia de acordo com o diâmetro da tubulação ou equipamento onde será aplicado, [0004] Estes módulos são acoplados um aos outros de modo a envolver completamente a tubulação ou equipamento, tendo como básicos, mas não exclusivos, os módulos angulares de 12.5°, 15°, 30°, 45°, 60° e 120°, além dos retangulares que se aplicam principalmente em equipamentos. O comprimento e/ou o ângulo do arco destes módulos dependerá dos cálculos térmicos associados às dimensões externas das tubulações e equipamentos e conforme a resistência mecânica exigida quanto a impactos e pisoteamentos. [0003] The object of this invention is the "HIGH RATE MECHANICAL DEVICE FOR HEATING RAMALS" consisting of various elements and / or parts obtained by extrusion and / or forming, acting independently of one another, having sections transverse, in the form of a curved sector, whose angle varies according to the diameter of the pipe or equipment to which it will be applied, [0004] These modules are coupled together to completely surround the piping or equipment, having as basic, but not exclusive, the 12.5 °, 15 °, 30 °, 45 °, 60 ° and 120 ° angle modules, in addition to rectangular ones that apply mainly to equipment. The length and / or arc angle of these modules will depend on the thermal calculations associated with the external dimensions of the pipes and equipment and the mechanical resistance required for impact and trampling.

[0005] Em casos especiais, que envolvam a aplicação de vácuo, o sistema é pré-preparado para a instalação de dispositivos e sensores de temperatura e/ou de pressão de modo possibilitar a monitoração do seu desempenho diretamente na unidade operacional ou à distância, por cabeamento ou via ondas eletromagnéticas, numa estação e painel central de controle. [0005] In special cases involving the application of vacuum, the system is pre-prepared for the installation of temperature and / or pressure devices and sensors in order to monitor their performance directly at the operating unit or at a distance, by cabling or via electromagnetic waves at a station and central control panel.

[0006] O "DISPOSITIVO MECÂNICO DE ALTO RENDIMENTO PARA RAMAIS DE AQUECIMENTO" de alta resistência térmica, destacáveis, ou removíveis, estanques e/ou evacuados, para tubulações e equipamentos foram concebidos para, atuarem com alto rendimento, desde temperaturas criogênicas até temperaturas de incêndio (1260 °C) como também para ter grande resistência mecânica, ser laváveis, ser compostos por materiais totalmente recicláveis, podendo ser aplicados em áreas propensas à inundações e garantir que cada módulo possa atuar independentemente dos demais e assim, caso ocorra algum problema operacional, não previsto, o módulo defeituoso será restaurado no próprio local e/ou retirado para conserto e reaplicado sem prejudicar o alto rendimento térmico do sistema. DESCRIÇÃO DO ESTADO DA TÉCNICA. [0006] The high-strength, detachable, removable, leakproof and / or evacuated "HIGH-PERFORMANCE HEAT RAILWAY MECHANICAL DEVICE" for piping and equipment has been designed to perform at high performance from cryogenic temperatures to (1260 ° C) as well as to have great mechanical resistance, to be washable, to be composed of totally recyclable materials, can be applied in flood prone areas and to ensure that each module can act independently of the others and thus, in case of any operational problem. Unanticipated, the defective module will be restored on site and / or removed for repair and reapplied without impairing the high thermal performance of the system. DESCRIPTION OF TECHNICAL STATE.

[0007] O aquecimento externo por STEAM-TRACERS ou HEAT- TRACERS é utilizado para linhas que transportam líquidos de alta viscosidade de modo a melhorar o fluxo do fluido bombeado e um dos métodos adotados é o aquecimento utilizando-se tubos(ramais) com vapor d' água ou por resistências elétricas dispostas externamente envoltas da tubulação ou equipamentos. External heating by STEAM-TRACERS or HEAT-TRACERS is used for lines that carry high viscosity liquids to improve the flow of the pumped fluid and one of the The methods adopted are heating using water vapor pipes or by externally arranged electrical resistances of the pipe or equipment.

[0008] As tubulações, equipamentos e instrumentos aquecidos devem ser isolados para a conservação de calor, em conjunto com os ramais de aquecimento. A geometria do conjunto, no caso da utilização dos STEAM- TRACERS (ramais com vapor), ainda muito adotado em todos os segmentos industriais, o contato entre a tubulação de processo e o(s) tubo(s) em contato, possibilita(m) apenas que ocorra a condução térmica em uma de suas geratrizes, que é considerado de desprezível magnitude, ou seja, praticamente NULA, além de causar uma dificuldade enorme para a aplicação do isolamento térmico envolvendo tanto a tubulação de processo quanto o(s) ramal(is) de aquecimento(Steam Tracers) que obriga a colocação do isolante térmico, como o silicato de cálcio ou a perlita, de forma excêntrica em volta das tubulações, dificultando inclusive a eficiência do sistema de aquecimento ou mesmo quando se utiliza isolantes fibrosos como lã de rocha, lâ de vidro, fibra cerâmica etc. aplicados diretamente sobre as tubulações criam uma barreira ou resistência térmica indesejável tornando ineficiente o sistema. Heated pipes, equipment and instruments shall be insulated for heat conservation in conjunction with the heating branches. The geometry of the set, in the case of the use of STEAMTRACERS (steam extensions), still widely adopted in all industrial segments, the contact between the process piping and the pipe (s) in contact, allows (m) ) only that thermal conduction occurs in one of its generators, which is considered of negligible magnitude, that is, practically NULL, besides causing a huge difficulty for the application of thermal insulation involving both the process piping and the branch (s). (Tracers) that require the placement of the thermal insulator, such as calcium silicate or perlite, around the pipelines, even hindering the efficiency of the heating system or even when using fibrous insulators such as rock wool, glass wool, ceramic fiber etc. applied directly to the pipes creates an undesirable barrier or heat resistance rendering the system inefficient.

[0009] Nos glossários constantes nas normas técnicas e literaturas pertinentes é possível encontrar definições sobre os sistemas adotados para aplicação de STEAM-TRACERS, como por exemplo: [0009] In the glossaries contained in the relevant technical standards and literature, definitions of the systems adopted for the application of STEAM-TRACERS can be found, such as:

"sistema de aquecimento convencional "conventional heating system

sistema para o qual a transferência de calor se dá, basicamente, por contato direto do ramal de system for which heat transfer is basically by direct contact

aquecimento com a tubulação. " heating with the pipe. "

"sistemas de aquecimento de alta performance "high performance heating systems

sistemas para os quais a transferência de calor do ramal de aquecimento para a tubulação é significativamente aumentada, possibilitando obter-se temperaturas mais próximas à do vapor" [0010] O sistema utilizado em larga escala ainda é o sistema convencional, que, à princípio, adota a transferência por condução, mas que na prática apenas mantêm pontos de contato com a superfície da tubulação de processo, em muitos outros pontos se constata a existência de restícios de isolantes térmicos entre o ramal de aquecimento e a tubulação de processo, gerando um rendimento sofrível devido a resistência térmica de contato systems for which the heat transfer from the heating branch to the pipe is significantly increased, enabling temperatures closer to steam to be obtained. " The system used on a large scale is still the conventional system, which in principle adopts conduction transfer, but in practice only maintains points of contact with the surface of the process piping, in many other points the existence of thermal insulation remains between the heating branch and the process piping, generating a poor performance due to the contact thermal resistance.

[0011] Somado-se a estas deficiências ou limitações deve-se acrescentar que o ramal de aquecimento(STEAM TRACER) é instalado objetivando manter também um excelente contato físico com o isolante térmico, seja rígido ou fibroso, que apesar de à principio conservar grande parte da energia , proporciona também perdas diretas por condução térmica para o ambiente, limitadas aos fatores de condutividade térmica do isolante convencional aplicado. In addition to these shortcomings or limitations, it should be added that the STEAM TRACER is installed in order to maintain excellent physical contact with the rigid or fibrous thermal insulator, which in spite of the fact that it retains a large amount. part of the energy, it also provides direct thermal conduction losses to the environment, limited to the thermal conductivity factors of the applied conventional insulator.

[0012] Nas normas técnicas, em todo o mundo, se observam restrições ao uso deste sistema e que textualmente citam que a transferência de calor por condução do sistema convencional deve ser considerado nulo, para efeito de cálculos. Como exemplo pode-se citar normas técnicas muito utilizadas no Brasil, nos segmentos industriais de óleo&gás e na petroquímica, sejam nacionais e/ou estrangeiras, cujo texto cita: Technical standards around the world observe restrictions on the use of this system and which verbatim cite that conduction heat transfer from the conventional system should be considered null for calculations. As an example, one can cite technical standards widely used in Brazil, in the oil & gas industry and in the petrochemical industry, whether domestic or foreign, whose text cites:

Calor por Condução do Ramal para Tubo de Processo (Qc): Heat Conduction Heat for Process Tube (Qc):

Para ramais retos convencionais, o calor por condução é considerado nulo (Qc = 0). O calor de condução é significativo somente quando se utiliza ramais com fita ou perfil de alumínio." For conventional straight branches, the heat by conduction is considered null (Qc = 0). Conduction heat is significant only when using ribbon or aluminum profile extensions. "

[0013] No entanto raramente o perfil de alumínio é utilizado, por aumento de custos e também por não haver um correto convencimento de sua eficiência, na forma considerada pela norma técnica citada que perpetua dúvidas quando complementa incluindo o seguinte texto: However rarely aluminum profile is used, due to cost increase and also because there is no correct conviction of its efficiency, in the form considered by the mentioned technical standard that perpetuates doubts when complementing including the following text:

"Diâmetros Utilizados para Ramal de Aquecimento Os diâmetros utilizados para ramais de aquecimento devem ser de 3/8" para cobre, 1/2" para aço inoxidável (OD) e 1/2" e 3/4" para aço-carbono, mas nos anexos, da própria norma, também inclui o diâmetro máximo de r e diz: "Diameters Used for Heating Extension The diameters used for heating branches should be 3/8 "for copper, 1/2" for stainless steel (OD) and 1/2 "and 3/4" for carbon steel, but in the annexes to the standard itself, also includes the maximum diameter of re says:

Nota 5 - Para sistemas de alta performance(utilizando o perfil de alumínio)o diâmetro do ramal de aquecimento deve ser de 1/2". Note 5 - For high performance systems (using aluminum profile) the heating branch diameter should be 1/2 ".

[0014] Então se pergunta: E por que não para os demais ramais de ¾" e 1", que são citados nas próprias normas técnicas? Algumas normas técnicas reconhecem que a transferência de calor é mais ineficiente ou[0014] Then one wonders: And why not for the other extensions of ¾ "and 1", which are mentioned in the technical standards themselves? Some technical standards recognize that heat transfer is more inefficient or

NULA sem a aplicação do perfil e ao mesmo tempo estabelece que para os ramais de diâmetro de ¾" e 1" não devem ser utlizados o perfil de alumínio, ou seja, na realidade praticamente quase todos os ramais de aquecimento ainda são aplicados sem o perfil de alumínio. NULL without the application of the profile and at the same time establishes that for the de "and 1" diameter branches the aluminum profile should not be used, that is, in fact practically almost all heating branches are still applied without the profile. aluminum.

[0015] A falta de alternativas no mercado quanto a utilização de dispositivos e/ou mecanismos que objetivem realmente o aumento de rendimento térmico dos STEAM-TRACERS associado a facilidade de montagem, minimização e otimização do número de ramais, sustentabilidade, aproveitamento máximo da energia térmica proveniente dos ramais de aquecimento etc, leva as empresas e/ou usuários a se tornarem reféns e perpetuarem sistemas, metodologias e procedimentos que foram desenvolvidos e elaborados há décadas sendo que em alguns casos há mais de um século, representando a manutenção de custos altos, ineficiência e desperdício de energia térmica respaldado apenas pela imposição de normas técnicas ultrapassadas no que se refere à conservação de energia térmica. The lack of alternatives in the market regarding the use of devices and / or mechanisms that really aim the increase of STEAM-TRACERS thermal efficiency associated with the ease of assembly, minimization and optimization of the number of branches, sustainability, maximum energy utilization. heating from heating branches etc, leads companies and / or users to become hostages and perpetuate systems, methodologies and procedures that were developed and elaborated decades ago and in some cases more than a century, representing the maintenance of high costs. , inefficiency and waste of thermal energy supported only by the imposition of outdated technical standards for the conservation of thermal energy.

[0016] Para se ter uma idéia desta realidade basta analisar a metodologia de seleção e cálculos dos STEAM-TRACERS cuja tecnologia se resume basicamente na utilização de ramais tubulares de aquecimento acoplados à superfície externa das tubulações de processo ou equipamentos envolvidos conjuntamente através de materiais isolantes térmicos convencionais como os fibrosos e/ou rígidos. A concepção referente à utilização dos isolantes térmicos convencionais fibrosos como mantas ou calhas de lã de rocha, lã de vidro, e rígidos como silicato de cácio e perlita etc, na aplicação no conjunto STEAM-TRACERS-TUBULAÇÃO foi muito importante durante muitas décadas, mas atualmente não tem qualquer sentido continuar acreditando ser ainda esta a solução técnica mais adequada. To get an idea of this reality it is enough to analyze the methodology of selection and calculations of STEAM-TRACERS whose technology basically consists in the use of tubular heating branches coupled to the external surface of the process piping or equipment involved together by insulating materials. thermal conventional as fibrous and / or rigid. The design regarding the use of conventional fibrous thermal insulators such as rock wool blankets or gutters, glass wool, and rigid as calcium and perlite silicate etc., in the application in the STEAM-TRACERS-PIPING assembly has been very important for many decades, but There is currently no point in continuing to believe that this is still the most appropriate technical solution.

[0017] Esta e outras soluções envolvendo apenas isolantes térmico, em mantas ou calhas, foram concebidas há mais de um século, a partir do arranjo ou configuração da aplicação do isolante térmico nas tubulações com ramais de aquecimento (STEAM-TRACERS) conforme Figuras le 2. [0017] This and other solutions involving only thermal insulators, in blankets or gutters, were conceived more than a century ago, from the arrangement or configuration of the application of thermal insulation in pipes with heating branches (STEAM-TRACERS) according to Figures 1 and 2. 2.

[0018] Especialistas há anos passaram a elaborar procedimentos de montagem/aplicação e metodologias de cálculos para estes modelos apenas para explicar e/ou justificar o que já estava em uso e assim considerar dados básicos e/ou resultados, a partir de hipótese de aproximação de áreas de troca de calor, simplificação e adequação fórmulas/equações, até mesmo correlações, e fatores conservativos de modo a não ocorrerem riscos ou falhas, Esta concepção, devido às dificuldades de elaboração de cálculos e por ser impraticável, levou ao desenvolvimento de gráficos e ábacos com aproximações grosseiras, mas muito adotados pela simplicidade e baixo custos na obtenção de resultados exageradamente hipotéticos, mas aceitos pela engenharia de processo. [0018] Experts have for years come to devise assembly / application procedures and calculation methodologies for these models just to explain and / or justify what was already in use and thus consider basic data and / or results from the hypothesis of approximation. areas of heat exchange, simplification and suitability formulas / equations, even correlations, and conservative factors so that no risks or failures occur. This design, due to the difficulties of calculating and being impractical, led to the development of graphs. and roughly approximated abacuses, but widely adopted for simplicity and low costs in achieving overly hypothetical results, but accepted by process engineering.

[0019] Estes ábacos são utilizados em todo o mundo e são citados e anexados em muitas normas técnicas internacionais o que leva a maioria dos profissionais a entender que tanto as normas técnicas como os ábacos são inquestionáveis e a partir desta interpretação praticamente todos permanecem reféns do que está escrito e não mais buscam melhores soluções mesmo reconhecendo na prática o desperdício de energia, fragilidade e degradação contínua dos sistema isolantes térmicos, geração excessiva de condensado, consumo de vapor, aumento progressivo dos custos de manutenção etc. , e consequentemente não estimula o surgimento de novas tecnologias ou melhoramentos dos sistemas até então utilizados. These abacuses are used all over the world and are cited and appended to many international technical standards leading most professionals to understand that both technical standards and abacuses are unquestionable and from this interpretation virtually all remain hostage to the that is written and no longer seek better solutions even recognizing in practice the waste of energy, fragility and continuous degradation of thermal insulation systems, excessive generation of condensate, steam consumption, progressive increase in maintenance costs etc. , and consequently does not stimulate the emergence of new technologies or improvements of the systems hitherto used.

[0020] No Brasil, como também ocorre em países do primeiro mundo, o ábaco é regra geral para o dimensionamento e a quantificação dos ramais de aquecimento, perpetuando assim a aquisição de isolantes térmicos convencionais para aplicação nos STEAM-TRACERS mesmo com os já conhecidos prejuízos a serem proporcionados com sua aplicação. In Brazil, as it also happens in first world countries, the abacus is a general rule for the sizing and quantification of heating branches, thus perpetuating the acquisition of conventional thermal insulators for application in STEAM-TRACERS even with the already known ones. damages to be proportioned to its application.

[0021] Através do ábaco é possível, a partir de alguns dados básicos, em menos de 2(dois) minutos, definir um leque de opções dos possíveis ramais de aquecimento para uma determinada tubulação de processo, além de quantificar grosseiramente o consumo de vapor e a carga térmica. Esta facilidade e praticidade no entanto tem um custo alto para o usuário, basta analisar que devido as aproximações e/ou adequações e fatores de segurança(risco de erro) é possível para uma determinada tubulação ter como resposta as seguintes alternativas: Through the abacus it is possible, from some basic data, in less than 2 (two) minutes, to define a range of options of possible heating extensions for a given process piping, and to roughly quantify the steam consumption. and the thermal load. This ease and practicality however has a high cost for the user, just consider that due to the approximations and / or adjustments and safety factors (risk of error) it is possible for a given piping to have the following alternatives:

Steam tracer de ½" : 3ramais ½ "Steam Tracer: 3rama

¾" : 3ramais ¾ ": 3ramais

1" : 2ramais 1 ": 2rama

[0022] Devido a imprecisão da metodologia o ábaco deixa entender que tanto faz utilizar 2ramais de 1" ou 3ramais de ½" ou 3ramais de ¾" , o que está longe de ser verdadeiro devido a diferença das superfícies externas somadas dos tubos e as respectivas parcelas de perdas de calor devido ao contato direto com o próprio isolante, das parcelas referente a uma restrita convecção térmica que não atinge toda a superfície ou área de troca da tubulação de processo, a radiação térmica que seria mais dirigida para o isolante térmico do que para a tubulação de processo etc, associado ao consumo de vapor de cada tubo para uma mesma temperatura. [0023] Esta facilidade leva também a afirmar, como está escrito nas próprias normas técnicas, que como aproximação pode se considerar o número de ramais igual à metade do número definido pelo ábaco caso se utilize o perfil de alumínio. Baseado em que? Due to the inaccuracy of the methodology, the abacus suggests that it is either using 2 "1" or 3 "or 3", which is far from true due to the difference in the summed outer surfaces of the tubes and their respective heat loss plots due to direct contact with the insulator itself, plots referring to a restricted thermal convection that does not reach the entire surface or exchange area of the process piping, the thermal radiation that would be more directed to the thermal insulator than for process piping etc, associated with the steam consumption of each pipe for the same temperature. [0023] This feature also leads us to state, as written in the technical standards themselves, that as an approximation the number of extensions equal to half of the number defined by the abacus can be considered if the aluminum profile is used. Based on what?

[0024] Os efeitos da Convecção e Radiação térmica, tanto do(s) STEAM-TRACERS como da tubulação(que não deveria ocorrer) incidem diretamente na superfície do isolante numa parcela razoável gerando perdas para o ambiente e assim os STEAM-TRACERS ficam submetidos a uma esquisita condição de suprir à tubulação uma quantidade de energia que acabou de ser dissipada daquela tubulação, mesmo com a presença dos ramais de aquecimento. A energia proveniente dos STEAM-TRACERS seriam insuficientes para promover um bom balanço térmico com uma razoável transferência de calor para a tubulação caso não fosse considerada a disponibilidade de vapor com o aumento do número e/ou diâmetros dos ramais de aquecimento, em função do consequente arranjo adotado, como se observa nas Figuras 1 e 2. [0024] The effects of Convection and Thermal Radiation of both STEAM-TRACERS and piping (which should not occur) directly impact the insulator surface to a reasonable extent causing losses to the environment and thus the STEAM-TRACERS are subjected. a weird condition of supplying the pipe with a quantity of energy that has just been dissipated from that pipe, even with the presence of the heating extensions. The energy from STEAM-TRACERS would be insufficient to provide a good thermal balance with reasonable heat transfer to the pipeline if steam availability was not considered with increasing number and / or diameter of the heating branches, as a consequence of the consequent adopted arrangement, as shown in Figures 1 and 2.

[0025] Isto ocorre principalmente pelo fato de que os espaços e/ou áreas existentes entre o ramal de aquecimento, a tubulação de processo e o isolante térmico jamais foram dimensionados para maximizar o aproveitamento destes meios de transferência de calor a partir dos STEAM- TRACERS.. This is mainly due to the fact that the spaces and / or areas existing between the heating branch, the process piping and the thermal insulator have never been sized to maximize the utilization of these heat transfer media from STEAMTRACERS. ..

[0026] Os espaços e áreas consideradas em alguns modelos matemáticos para cálculos térmicos do sistema convencional são apenas consequência do arranjo promovido, há décadas, por profissionais que buscavam, apenas, a melhor forma de executar o isolamento térmico da tubulação com ramal de aquecimento. The spaces and areas considered in some mathematical models for thermal calculations of the conventional system are only a consequence of the arrangement promoted decades ago by professionals who sought only the best way to perform thermal insulation of the heating branch pipe.

[0027] Daí desde os primórdios da utilização de STEAM-TRACERS ou HEAT TRACERS em tubulações ou equipamentos se conhece as dificuldades de obtenção de um bom rendimento tanto no aquecimento em si quanto na eficiência térmica do isolante devido a geometria do conjunto das duas tubulações que se tocam permanentemente em toda sua extensão, como apresentadas na Figura n° 1 e 2 , como também apresenta a fragilidade do isolante rígido ou fibroso, quanto às trincas, quebras ou rasgamentos, como ocorre com o silicato de cálcio, perlita, lã de rocha, lã de vidro, fibra cerâmica etc, por utizarem calhas de maior diâmetro que a tubulação de processo devido a excentricidade do conjunto, ou simplesmente aplicados diretamente na superfície da tubulação ou equipamento o que provoca a inserção de partículas ou restícios de fibras ou pós do isolante térmico entre os ramais de aquecimento e a tubulação de processo que torna o sistema ineficiente. From the beginning of the use of STEAM-TRACERS or HEAT TRACERS in pipes or equipment, it is known difficulties in obtaining a good performance both in heating itself and in the thermal efficiency of the insulator due to the geometry of the set of the two permanently touching pipes, as shown in Figures 1 and 2, as well as the fragility rigid or fibrous insulation, as for cracks, breaks or tears, as occurs with calcium silicate, perlite, rockwool, glasswool, ceramic fiber, etc., because they use gutters of larger diameter than the process pipe due to eccentricity. or simply applied directly to the surface of the piping or equipment which causes the insertion of fiber insulation particles or debris from the heat insulation between the heating branches and the process piping which renders the system inefficient.

[0028] Disponíveis no mercado, como se observa em pesquisa em bibliotecas técnicas através da literatura técnica e/ou através de meios de comunicação como a internet, quanto a existência de produtos voltados para aplicação em STEAM-TRACERS ou HEAT-TRACERS para tubulações ou equipamentos associados à algum mecanismo ou sistema de conservação de energia térmica é possível encontrar simplesmente a utilização sem quaisquer melhorias ou avanços de isolantes térmicos como: Available in the market, as observed in technical library research through the technical literature and / or through media such as the Internet, for the existence of products intended for application in STEAM-TRACERS or HEAT-TRACERS for piping or equipment associated with some thermal energy conservation mechanism or system it is possible to simply find the use without any improvements or advances of thermal insulators such as:

[0029] ISOLANTES TÉRMICOS CONVENCIONAIS - tipo massa como lã de rocha, silicato de cálcio, lá de vidro, fibra cerâmica, poliuretano etc, cujas tecnologias foram desenvolvidas há mais 60(sessenta) anos. São ainda bastante indicados ou especificados pela engenharia de processo, principalmente pela carência de alternativas, nos diversos segmentos industriais, como meio de minimização das perdas e/ou ganhos de energia térmica. As restrições e/ou limitações para a fabricação, aplicação e atuação destes isolantes térmicos, podem ser facilmente relacionadas, como por exemplo: • fragilidade quanto a resistência mecânica, principalmente os fibrosos, que se deformam e rasgam sem muito esforço como lâ de rocha, lâ de fibra de vidro, fibra cerâmica etc, mas no caso dos isolantes rígidos como silicato de cálcio e a perlita, normalmente apresentam trincas e/ou esfarelamento que não ficam à amostra devido a existência da capa de proteção em alumínio que dá em muitos dos casos um aspecto de aparente normalidade, mas que pode ter atingido um estado de ineficiência sem que seja percebido; [0029] CONVENTIONAL THERMAL INSULATION - mass type such as rock wool, calcium silicate, glass wool, ceramic fiber, polyurethane etc., whose technologies were developed over 60 (sixty) years ago. They are still well indicated or specified by process engineering, mainly due to the lack of alternatives in the various industrial segments, as a means of minimizing losses and / or gains in thermal energy. Restrictions and / or limitations on the manufacture, application and performance of these thermal insulators can be easily related, such as: • weakness in mechanical strength, especially fibrous ones, which deform and tear without much effort such as rock wool, fiberglass wool, ceramic fiber etc, but in the case of rigid insulators such as calcium silicate and perlite normally have cracks and / or crumbling that are not left in the sample due to the existence of the aluminum protective cap which in many cases gives an appearance of apparent normality but may have reached a state of inefficiency without being noticed;

• absorção de umidade e não permitem ser aplicados em áreas propensas à inundações , este é um dos maiores fatores da degradação que sofrem os isolantes convencionais e é praticamente irreversível, exigindo a substituição imediata de todo o isolante térmico, No entanto apesar dos clientes/usuários constatarem esta realidade permanecem durante muitos anos com as inevitáveis perdas(alta temperatura) ou ganhos(baixa temperatura) gerando enormes prejuízos financeiros e de lucros cessantes além dos altíssimos custos das reposições/substituições dos isolantes degradados e consequentes aumentos na geração de energia térmica e emissão de C0₂ para o ambiente; • Moisture absorption and not allow to be applied in flood prone areas, this is one of the major degradation factors that suffer from conventional insulators and is virtually irreversible, requiring the immediate replacement of all thermal insulator, However despite customers / users Realizing this reality remains for many years with the inevitable losses (high temperature) or gains (low temperature) generating huge financial losses and lost profits in addition to the very high costs of replacing / replacing degraded insulators and consequent increases in thermal power generation and emission. C0 ₂ into the environment;

• degradação natural com o passar do tempo(idade desde a aplicação): • natural degradation over time (age since application):

• não atendem plenamente a política de SUSTENTABILIDADE, atualmente muito em voga sendo uma exigência básica em todo o mundo, por não serem recicláveis, ou de reciclagem economicamente inviável, e nem reutilizáveis. • They do not fully comply with the SUSTAINABILITY policy, which is currently very much in vogue and is a basic requirement worldwide, as it is not recyclable, economically unviable, or reusable.

• Os perigos e alertas quanto a utilização de isolantes rígidos e/ou fibrosos devido a liberação de pós e/ou fibras para o ambiente, a irritação na pele e nos olhos dos trabalhadores, além de problemas pulmonares, o que exigem cuidados especiais tanto para a fabricação quanto para a montagem e instalação no sítio de trabalho, podem ser comprovados pelas próprias informações dos fabricantes que emitem, por exigência da legislação vigente, os respectivos MSDS de seus produtos onde se encontram orientações como: • Hazards and warnings about the use of rigid and / or fibrous insulators due to the release of powders and / or fibers into the environment, irritation to workers' skin and eyes, and problems which require special care for both manufacture and assembly and installation at the workplace, can be evidenced by the manufacturers' own information that, as required by applicable law, issue the respective MSDS of their products where guidance is provided. :

"Identificação de perigo "Hazard Identification

Principais perigos: Main dangers:

O trabalho com a lã de rocha pode causar irritação na pele e algum grau de irritação nos olhos e garganta " Working with rock wool can cause skin irritation and some degree of eye and throat irritation. "

Primeiros socorros First aid

Inalação .Remover a pessoa para local aberto, beber suficiente água para limpar a garganta soprar o nariz para expulsar as fibras. Inhalation. Remove person to fresh air, drink plenty of water to clear throat and blow nose to expel fibers.

Contato com a pele: Lavar com sabão e água abundante o local irritado. Contato com os olhos: Lavar com água limpa por aproximadamente 15 minutos. Se os sintomas persistirem consulte um especialista. Skin Contact: Wash with plenty of soap and water the irritated place. Eye Contact: Rinse with clean water for approximately 15 minutes. If symptoms persist consult a specialist.

Ingestão: Lavar a boca e tomar muita água, caso persista os sintomas procurar um médico. Ingestion: Rinse mouth and drink plenty of water if symptoms persist seek medical advice.

Medidas de proteção pessoal Personal protection measures

Proteção respiratória: Usar mascara para pó tipo 3M, modelo 8710 ou equivalente. Respiratory Protection: Use type 3M dust mask, model 8710 or equivalent.

Proteção da pele: Usar luvas impermeáveis. Skin protection: Wear impervious gloves.

Proteção ocular: Usar óculos de segurança. Eye Protection: Wear safety glasses.

Outros equipamentos de proteção: Camisa de manga longa, roupa solta e capacete. Other Protective Equipment: Long-sleeved shirt, loose clothing and helmet.

Medidas de higiene: Lava a roupa do trabalho separadamente para evitar o contato com as fibras. Hygiene measures: Wash work clothing separately to avoid contact with fibers.

Ventilação: Usar ventilação natural caso não seja suficiente ventilação mecânica para manter as concentrações de fibra no ar abaixo do valor limite umbral (TVL). Ventilation: Use natural ventilation if mechanical ventilation is not sufficient to maintain airborne fiber concentrations below the threshold value (TVL).

• São dimensionados apenas para uma restrita faixa de temperatura, e assim normalmente sempre apresentam um quadro de ineficiência e grandes desperdícios de energia térmica ao longo do tempo. [0030] ISOLANTES TÉRMICOS METÁLICOS - Existem, ainda, de forma muito incipiente, sistemas de isolamento térmico metálicos desenvolvidos há décadas, praticamente banidos do mercado, pelas dificuldades de fabricação, peso e custos envolvidos, que basicamente eram painéis retangulares ou quadrados de multicamadas de folhas metálicas e/ou peças especiais para tubulações obtidos através de serviços de funilaria com cortes, dobramentos e conformação de chapas metálicas, com baixa produtividade. Neste exemplo se enquadram, também, os "Dispositivos de Estratificação de Convecção Térmica" patenteado no Brasil, sob o registro PI 9903604-5, de mesma autoria deste "DISPOSITIVO MECÂNICO DE ALTO RENDIMENTO PARA RAMAIS DE AQUECIMENTO", ora apresentado, não tendo seguramente qualquer similaridade com o produto desenvolvido em 1999, que era apenas mais uma opção para isolantes térmicos. • They are sized only for a narrow temperature range, and thus typically always have a frame of inefficiency and large wastes of thermal energy over time. METAL THERMAL INSULATIONS - There are still very incipiently developed metallic thermal insulation systems developed decades ago, virtually banned from the market, due to the manufacturing difficulties, weight and costs involved, which were basically rectangular or square multilayer panels. metal sheets and / or special parts for pipes obtained through bodywork services with cuts, bends and forming of metal sheets, with low productivity. This example also includes the patented "Thermal Convection Stratification Devices" in Brazil, under the registration number PI 9903604-5, by the same author of this "HIGH RATE MECHANICAL DEVICE FOR HEATING RANKS", which is not certain. any similarity to the product developed in 1999, which was just another option for thermal insulators.

[0031] Em resumo se percebe que no caso de conservação de energia térmica para aplicação dos STEAM-TRACERS, em tubulações e/ou em equipamentos, existe a necessidade do desenvolvimento de sistemas, dispositivos ou mecanismos que além de se caracterizarem como produtos de alta resistência térmica, agreguem ou atendam exigências em conjunto, ao mesmo tempo, que possam: In summary, it can be seen that in the case of conserving thermal energy for the application of STEAM-TRACERS, in pipes and / or equipment, there is a need for the development of systems, devices or mechanisms that, besides being characterized as high quality products. thermal resistance, aggregate or meet requirements together, at the same time, that may:

• Facilitar e tornar mais eficiente a conservação de energia térmica de linhas que transportam fluidos viscosos conjuntamente com o STEAM-TRACER (ramal de aquecimento). • Facilitate and make more efficient the conservation of thermal energy of lines carrying viscous fluids in conjunction with STEAM-TRACER.

- ser compostos por módulos independentes entre si, pois em caso de falhas ou defeitos em algum deles não afetariam os demais possibilitando sua restauração no local ou sua retirada para manutenção e reaplicação; - possuir boa resistência mecânica de modo a suportar impactos mecânicos e/ou pisoteamentos; - be composed of modules independent of each other, because in case of failure or defects in any of them would not affect the others enabling their restoration on site or their removal for maintenance and reapplication; - have good mechanical strength to withstand mechanical impacts and / or trampling;

- ser removíveis e reutilizáveis; - be removable and reusable;

- permitir a restauração e ser compostos por materiais recicláveis; - allow restoration and be composed of recyclable materials;

- ser aplicáveis em tubulações e/ou equipamentos que operem em temperaturas até temperaturas de incêndio (1260 °C); - be applicable to piping and / or equipment operating at temperatures up to fire temperatures (1260 ° C);

- possibilitar a aplicação mesmo em áreas propensas a inundações, mas que não sejam degradados pela umidade, encharcamento e nem pelo ambiente agressivo sendo assim encapsulado ou envolvido por proteção mecânica selada e estanque; - enable application even in areas prone to flooding, but not degraded by moisture, drenching or the harsh environment and thus encapsulated or enclosed by sealed and watertight mechanical protection;

- obter alto rendimento térmico com utilização de vácuo, com ou sem inserção de isolantes convencionais em pós, flocos ou triturados; - obtain high thermal efficiency using vacuum, with or without insertion of conventional insulators in powders, flakes or crushed;

• Utilizar materiais metálicos rígidos na conformação ou extrusão, para proteção aos diversos isolantes térmicos como os fibrosos, os rígidos, espumas, ar estratificado e/ou evacuado etc; • Use rigid metallic materials in forming or extrusion, to protect the various thermal insulators such as fibrous, rigid, foam, stratified and / or evacuated air etc;

• Utilizar qualquer tipo de isolantes térmicos convencionais, exclusivamente ou em uma combinação dos mesmos, como o silicato de cálcio, a lã de rocha, lã de vidro, fibra cerâmica, poliuretano etc, e o ar estratificado ou o vácuo, desde que inseridos e protegidos em câmaras seladas. • Use any type of conventional thermal insulators, either alone or in a combination thereof, such as calcium silicate, rockwool, glasswool, ceramic fiber, polyurethane etc., and stratified air or vacuum, provided that they are inserted and protected in sealed chambers.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO SUMMARY OF THE INVENTION

[0032] A Patente de Invenção, compreende a provisão do DISPOSITIVO MECÂNICO DE ALTO RENDIMENTO PARA RAMAIS DE AQUECIMENTO" de alta resistência térmica, destacáveis, ou removíveis, estanques e/ou evacuados, para tubulações e equipamentos constituído por longos módulos(câmaras) obtidos por processo de extrusão, ou conformado, hermeticamente selado, ou não, de acordo com as exigências operacionais, que atuam independentemente entre si, tendo seções transversais na forma de um setor curvo cujo ângulo e quantidades variam de acordo com o diâmetro da tubulação ou equipamento onde será aplicado. [0032] The patent for the invention comprises the provision of the high-yield, high-strength, detachable, removable, watertight and / or evacuated MECHANICAL DEVICE for pipes and equipment consisting of long modules (chambers) obtained. by extrusion process, or shaped, hermetically sealed, or not, according to operating requirements, acting independently of one another, having cross sections in the form of a curved sector whose angle and quantities vary according to the diameter of the pipe or equipment to which it will be applied.

[0033] Estes módulos são acoplados uns aos outros de modo a envolver completamente a tubulação ou equipamento. Os formados por setores angulares têm como básicos, mas não exclusivos, setores de 15°, 22.5°, 30°, 45°, 60° e 120°. [0033] These modules are coupled together to completely surround the piping or equipment. The formed by angular sectors have as basic, but not exclusive, sectors of 15 °, 22.5 °, 30 °, 45 °, 60 ° and 120 °.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES

[0034] A FIGURA 1 apresenta figuras típicas citadas no Estado da Técnica referente aos STEAM-TRACERS. FIGURE 1 presents typical figures cited in the prior art for STEAM-TRACERS.

[0035] A FIGURA 2 apresenta um sistema que não se configura propriamente como STEAM-TRACER. FIGURE 2 shows a system that is not properly configured as STEAM-TRACER.

[0036] A FIGURA 3 é uma vista explodida e em perspectiva do "DISPOSITIVO MECÂNICO DE ALTO RENDIMENTO PARA RAMAIS DE AQUECIMENTO" da invenção , para aplicações em tubulações. [0036] FIGURE 3 is an exploded and perspective view of the "HIGH RATE HEATING RANGE MECHANICAL DEVICE" of the invention for pipe applications.

[0037] A FIGURA 4 é uma vista FRONTAL da seção transversal e em perspectiva do "DISPOSITIVO MECÂNICO DE ALTO RENDIMENTO PARA RAMAIS DE AQUECIMENTO", para aplicações em tubulações. FIGURE 4 is a FRONT cross-sectional and perspective view of the "HIGH RATE HEATING RAMP DEVICE" for piping applications.

[0038] A FIGURA 5 é uma vista em perspectiva dos principais componentes do "DISPOSITIVO MECÂNICO DE ALTO RENDIMENTO PARA RAMAIS DE AQUECIMENTO" que são os MÓDULOS ou CÂMARAS SELADAS [0038] FIGURE 5 is a perspective view of the major components of the "HIGH RATE HEATING RANGE DEVICE" which are SEALED MODULES or CAMERA

[0039] A FIGURA 6 é uma vista em perspectiva do "DISPOSITIVO MECÂNICO DE ALTO RENDIMENTO PARA RAMAIS DE AQUECIMENTO", para aplicações em tubulações, incluindo o PERFIL DE FECHAMENTO/ACOPLAMENTO LONGITUDINAL, os ANÉIS SEPARADORES e a exclusiva "CÂMARA DO STEAM-TRACER". [0039] FIGURE 6 is a perspective view of the "HIGH RATE HEATING RANGE DEVICE" for piping applications including the PROFILE of LONGITUDINAL CLOSING / COUPLING, SEPARATING RINGS and the exclusive "STEAM-TRACER CAMERA".

[0040] A FIGURA 7 objetiva deixar bem definidos todos os componentes do "DISPOSITIVO MECÂNICO DE ALTO RENDIMENTO PARA RAMAIS DE AQUECIMENTO", para aplicações em tubulações. [0040] FIGURE 7 aims to clearly define all components of the "HIGH RATE HEATING RANGE DEVICE" for piping applications.

[0041] A FIGURA 8 apresenta uma configuração do "DISPOSITIVO MECÂNICO DE ALTO RENDIMENTO PARA RAMAIS DE AQUECIMENTO", idêntica ao exemplo anterior, mas aplicado numa tubulação SEM STEAM-TRACER, mas mantendo a exclusiva "CÂMARA DO STEAM-TRACER" vazia. [0041] FIGURE 8 shows a configuration of the "HIGH RATE HEATING RANGE DEVICE" identical to the previous example but applied to a STEAM-TRACER tubing but keeping the exclusive "STEAM-TRACER CHAMBER" empty.

[0042] A FIGURA 9 apresenta uma configuração do "DISPOSITIVO MECÂNICO DE ALTO RENDIMENTO PARA RAMAIS DE AQUECIMENTO", idêntica ao exemplo anterior, aplicado numa tubulação SEM STEAM-TRACER, mas retirando a exclusiva "CÂMARA DO STEAM-TRACER". [0042] FIGURE 9 shows a configuration of the "HIGH RATE HEATING RANGE DEVICE" identical to the previous example, applied to a STEAM-TRACER tubing but excluding the exclusive "STEAM-TRACER CHAMBER".

[0043] A FIGURA 10 apresenta uma configuração do "DISPOSITIVO MECÂNICO DE ALTO RENDIMENTO PARA RAMAIS DE AQUECIMENTO PARA EQUIPAMENTOS, VASOS VERTICAIS ou HORIZONTAIS, FORNOS E TANQUES DE ARMAZENAMENTO". FIGURE 10 shows a configuration of the "HIGH-PERFORMANCE MECHANICAL DEVICE FOR HEATING RAMALS FOR EQUIPMENT, VERTICAL OR HORIZONTAL VASES, OVEN AND STORAGE TANKS".

[0044] A FIGURA 11 apresenta uma vista FRONTAL da seção transversal e em perspectiva do "DISPOSITIVO MECÂNICO DE ALTO RENDIMENTO PARA RAMAIS DE AQUECIMENTO", para ramais de aquecimento para equipamentos, vasos verticais ou horizontais, fornos e tanques de armazenamento. [0044] FIGURE 11 shows a FRONT cross-sectional and perspective view of the "HIGH-PERFORMANCE HEATING RAMS DEVICE" for heating branches for equipment, vertical or horizontal vessels, ovens and storage tanks.

[0045] As FIGURAS 12 e 13 apresentam detalhes do "DISPOSITIVO MECÂNICO DE ALTO RENDIMENTO PARA RAMAIS DE AQUECIMENTO PARA EQUIPAMENTOS, VASOS VERTICAIS ou HORIZONTAIS, FORNOS E TANQUES DE ARMAZENAMENTO". [0046] As FIGURAS 12 e 13 apresentam FIGURES 12 and 13 show details of the "HIGH PERFORMANCE MECHANICAL DEVICE FOR HEATING RAMALS FOR EQUIPMENT, VERTICAL OR HORIZONTAL VASES, OVEN AND STORAGE TANKS". FIGURES 12 and 13 show

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

[0047] Para que a atual Patente de Invenção para "DISPOSITIVO MECÂNICO DE ALTO RENDIMENTO PARA RAMAIS DE AQUECIMENTO" de alta resistência térmica, destacável, ou removível, estanque e/ou evacuado, para tubulações e equipamentos seja mais bem compreendida, sua descrição detalhada será feita a seguir. [0047] For the current high-strength, detachable, removable, watertight, and / or evacuated "HIGH PERFORMANCE HIGH RANGE MECHANICAL DEVICE" invention patent for pipes and equipment to be better understood, its detailed description will be done next.

[0048] E, portanto, objetivo da presente Patente de Invenção, a provisão do DISPOSITIVO MECÂNICO DE ALTO RENDIMENTO PARA RAMAIS DE AQUECIMENTO" de alta resistência térmica, destacáveis, ou removíveis, estanques e/ou evacuados, para tubulações e equipamentos constituído por longos módulos (câmaras) obtidos por processo de extrusão, ou conformado, hermeticamente selado, ou não, de acordo com as exigências operacionais, que atuam independentemente entre si, tendo seções transversais na forma de um setor curvo cujo ângulo e quantidades variam de acordo com o diâmetro da tubulação ou equipamento onde será aplicado. It is, therefore, the object of the present invention to provide the HIGH-RESISTANCE MECHANICAL DEVICE for high heat resistance, detachable, or removable, watertight and / or evacuated pipes and equipment consisting of long modules (chambers) obtained by extrusion or shaped, hermetically sealed or not, according to the operating requirements, acting independently of each other, having cross sections in the form of a curved sector whose angle and quantities vary according to the pipe diameter or equipment where it will be applied.

[0049] Estes módulos são acoplados uns aos outros de modo a envolver completamente a tubulação ou equipamento. Os formados por setores angulares têm como básicos, mas não exclusivos, setores de 15°, 22.5°, 30°, 45°, 60° e 120°. [0049] These modules are coupled together to completely surround the piping or equipment. The formed by angular sectors have as basic, but not exclusive, sectors of 15 °, 22.5 °, 30 °, 45 °, 60 ° and 120 °.

[0050] A definição do comprimento, do formato da seção transversal, e do ângulo do arco dependerá das condições operacionais de temperatura e pressão e das condições atmosféricas como a temperatura ambiente, velocidade do vento, umidade relativa do ar do espaço disponível externamente nas tubulações e equipamentos e conforme a resistência mecânica exigida quanto a impactos e pisoteamentos e dos cálculos térmicos obtidos através de programas/softwares avançados. [0051] O "DISPOSITIVO MECÂNICO DE ALTO RENDIMENTO PARA RAMAIS DE AQUECIMENTO" apresenta também outros recursos adicionais jamais adotados nos sistemas de STEAM-TRACERS ou HEAT-TRACERS pois além da própria resistência estrutural, obtida no processo de extrusão ou conformação, dispõe de exclusivas ancoragens, jamais utilizadas ou concebidas nos sistemas convencionais,, ou encaixes longitudinais, para adicionar, pelo próprio usuário, caso sejam necessárias, calhas de aço de até 2mm de espessura que eleva em muito a resistência ao pisoteamento e impactos mecânicos, por produzir o mesmo efeito mecânico do denominado "ARCO ROMANO", pois quando ocorrer o pisoteamento, a carga será distribuída para as extremidades laterais da calha se concentrando nas ancoragens longitudinais existentes na superfície externa do DISPOSITIVO MECÂNICO DE ALTO RENDIMENTO PARA RAMAIS DE AQUECIMENTO. The definition of length, cross-sectional shape, and arc angle will depend on operating temperature and pressure conditions and atmospheric conditions such as ambient temperature, wind speed, relative humidity of the space available externally in the pipes. and equipment and according to the mechanical resistance required for impact and trampling and the thermal calculations obtained through advanced software / programs. [0051] The "HIGH RANGE MECHANICAL DEVICE FOR HEATING RAYS" also has other additional features never adopted in STEAM-TRACERS or HEAT-TRACERS systems as well as the very structural strength obtained in the extrusion or forming process has unique features. anchors, never used or designed in conventional systems, or longitudinal fittings, to add, if required, if necessary, steel rails up to 2mm thick which greatly increases trampling and mechanical impact resistance by producing the same mechanical effect of the so-called "ROMAN ARC", because when the trampling occurs, the load will be distributed to the lateral ends of the gutter concentrating on the longitudinal anchorages existing in the external surface of the HIGH RANGE MECHANICAL DEVICE FOR HEATING RAMALS.

[0052] A existência da exclusiva "CÂMARA DO STEAM TRACER" localizada na geratriz inferior da tubulação que permite sua retirada, sem deslocar os módulos do sistema, para facilitar serviços de reparos/manutenção e inspeção na tubulação de processo ou no ramal de aquecimento (STEAM TRACER) é uma indiscutível inovação, eliminando uma das mais claras fragilidades dos sistemas convencionais. [0052] The existence of the unique "STEAM TRACER CHAMBER" located in the lower pipeline generator that allows removal without displacing the system modules to facilitate repair / maintenance and inspection services on the process piping or heating branch ( STEAM TRACER) is an undisputed innovation, eliminating one of the clearest weaknesses of conventional systems.

[0053] Este "DISPOSITIVO MECÂNICO DE ALTO [0053] This "HIGH MECHANICAL DEVICE

RENDIMENTO PARA RAMAIS DE AQUECIMENTO" é basicamente composto por 2(duas) áreas distintas de resistência térmica, tornando-os de excelente rendimento térmico atendendo a um extenso range de temperaturas exigido pelos clientes/usuários, que são: HEATING RANGE PERFORMANCE "is basically composed of 2 (two) distinct areas of thermal resistance, making them of excellent thermal performance meeting a wide range of temperatures required by customers / users, which are:

[0054] PRIMEIRA ÁREA DE RESISTÊNCIA TÉRMICA [0054] FIRST THERMAL RESISTANCE AREA

[0055] Área INTERNA, estanque e selada hermeticamente, cuja seção transversal tem formatos de um arco(setor angular), com suporte com aletas que permitem colocar e encaixar, internamente, folhas metálicas, pequenos perfis tubulares redondos, retangulares, quadrados, triangulares e/ou oblongos, objetivando a minimização dos efeitos de convecção e radiação térmica no espaço confinado, cujos formados e quantidades são definidos na fase de elaboração dos cálculos térmicos e de resistência mecânica ou estrutural e de acordo também com a forma e posicionamento dos equipamentos como tanques de armazenamento com teto cónico ou reto, vasos horizontais ou verticais), fornos, caldeiras ou tubulações etc. onde serão aplicados. Airtight and hermetically sealed inner area, the cross-section of which is arc-shaped (angular sector), supported with fins that allow to place and fit internally metallic sheets, small round, rectangular, square, triangular and / or oblong tubular profiles, aiming to minimize the effects of convection and thermal radiation in the confined space, whose shapes and quantities are defined in the phase of elaboration of thermal and mechanical or structural strength calculations and also according to the shape and positioning of equipment such as straight or conical roof storage tanks, horizontal or vertical vessels), furnaces, boilers or pipes etc. where they will be applied.

[0056] Para esta área interna, que é estanque e selada, considerada a For this sealed and sealed inner area, considered to be the

"ALMA", ou "CORAÇÃO", do dispositivo, foram desenvolvidos dois tipos para obtenção da maior resistência térmica, que são: "ALMA" or "HEART" of the device, two types have been developed to obtain the highest thermal resistance, which are:

[0057] SEM INSERÇÃO DE PRODUTOS TIPO MASSA [0057] WITHOUT INSERTION OF MASS TYPE PRODUCTS

O ar existente é tratado de duas formas diferentes de acordo com a aplicação e/ou exigência do cliente/usuário: Existing air is treated in two different ways according to customer / user application and / or requirement:

- AR ESTRATIFICADO em função da existência de barreira térmica com uma partição(folha metálica), ou dos pequenos perfis tubulares dentro do módulo, constituindo assim barreiras paralelas, retas côncavas ou triangulares, interligadas paralelamente, entre si, de modo a minimizar a ação interna das isotermas e da radiação térmica. Neste caso a condutividade térmica efetiva dos módulos ficará em bom nível de resistência térmica superior aos isolantes convencionais como o silicato de cálcio, a lâ de rocha etc, mas limitada a condutividade térmica do ar parado, que é o melhor isolante térmico natural, de conhecimento de toda comunidade científica que atua em termociências. - STRATIFIED AIR due to the existence of a thermal barrier with a partition (metal foil), or the small tubular profiles within the module, thus constituting parallel, concave or triangular straight barriers, interconnected parallel to each other, in order to minimize the internal action. isotherms and thermal radiation. In this case the effective thermal conductivity of the modules will be at a good level of thermal resistance superior to conventional insulators such as calcium silicate, rock wool etc, but limited to the thermal conductivity of still air, which is the best natural thermal insulator. of every scientific community that works in thermosciences.

- AR EVACUADO em função de alto rendimento térmico exigido pelo usuário/cliente. ^■ Aplicação de vácuo com a inserção de finas barreiras metálicas retas e paralelas, triangulares, quadradas e ou circulares concêntricas para eliminar praticamente os efeitos da radiação térmica; - Evacuated air due to the high thermal performance required by the user / customer. ^■ Vacuum application by inserting thin straight and parallel, triangular, square and / or circular concentric metal barriers to virtually eliminate the effects of thermal radiation;

^■ Neste caso o vácuo aplicado poderá atingir diferentes níveis desde o considerado ROUGH VACCUM(abaixo de 1 bar até 50mbar) MÉDIUM VACUUM até o ULTRA HIGH VACUUM (até 0,001mbar). A tecnologia da utilização de vácuo é sofisticada e complexa, e não se resume simplesmente a utilização de bombas e a estanqueidade de ambientes ou volumes fechados, como em tubulações, vasos, tanques ou câmaras. A diferença de pressão existente entre o ambiente externo (pressão atmosférica) e o interior dos módulos evacuados apresentam peculiaridades não consideradas quando se trata de produtos ou sistemas que são fabricados para operarem na pressão atmosférica ao nível do mar, como por exemplo: ^■ In this case the applied vacuum may reach different levels from the considered ROUGH VACCUM (below 1 bar up to 50mbar) MEDIUM VACUUM to ULTRA HIGH VACUUM (up to 0.001mbar). The technology of using vacuum is sophisticated and complex, and it is not simply about the use of pumps and the tightness of enclosed environments or volumes, such as in pipes, vessels, tanks or chambers. The difference in pressure between the external environment (atmospheric pressure) and the interior of the evacuated modules has peculiarities not considered when dealing with products or systems that are manufactured to operate at sea level atmospheric pressure, such as:

• Os materiais utilizados em sistemas com vácuo têm que ser especificados considerando além da boa resistência mecânica, neste caso os metais são infinitamente superiores aos polímeros(plásticos), a taxa de permeabilidade do material referente ao oxigênio(0₂) ou seja a RATE OF PERMEABILITY deve ser baixa pois ao longo do tempo ocorrerá inevitavelmente a permeação do oxigénio existente no ar externo através da parede das tubulações, vasos, tanques ou câmaras, neste caso também os metais são bastantes superiores aos polímeros, mas mesmo entre os metasi e suas ligas deve buscar matérias que um aceitável baixo nível da taxa de permeabilidade e não contenham alguns componentes que liberem também o chamado OUTGASSING, ou seja, gases que são provenientes do próprio sólido e que contaminam o ambiente evacuado gerando um pequeno aumento do número de moléculas principalmente quando se atinge um alto vácuo, não sendo portanto tão preocupante quando se trata de vácuos em maiors pressões. • The materials used in vacuum systems have to be specified considering the good mechanical resistance, in this case the metals are infinitely superior to the polymers (plastics), the material permeability rate related to oxygen (0 ₂ ) ie RATE OF PERMEABILITY should be low because over time the oxygen in the outside air will inevitably permeate through the wall of pipes, vessels, tanks or chambers, in this case also metals are quite superior to polymers, but even between metasi and their alloys. should look for subjects that a acceptable low permeability rate and do not contain some components that also release the so-called OUTGASSING, ie gases that come from the solid itself and contaminate the evacuated environment generating a small increase in the number of molecules especially when a high vacuum is reached , therefore not being so worrying when it comes to vacuums in higher pressures.

^■ A limpeza cuidadosa das superfícies dos produtos, que operam com vácuo, é fundamental de modo a retirar qualquer oleosidade, restícios de cavacos e/ou fragmentos de metais, pois a presença dos mesmos proporcionará o aumento do OUTGASSING. ^■ Careful cleaning of vacuum-operated product surfaces is critical to remove any grease, chip residue and / or metal fragments as their presence will increase OUTGASSING.

^■ Os materiais metálicos e suas ligas não devem ter em sua composição zinco, fósforo e/ou chumbo. ^■ Metallic materials and their alloys must not contain zinc, phosphorus and / or lead.

^■ O OUTGASSING é minimizado com aquecimento das peças em fornos e também com a inserção de pastilhas de material ativado que "capturam" os gases remanescentes no interior dos volumes fechados. O capturador de gases é uma pastilha de material reativo que é colocada dentro do sistema de vácuo com o propósito de mantê-lo praticamente sem matéria. Quando as moléculas de gases contidas no espaço evacuado colidem com o material do capturador, elas combinam- se quimicamente ou por absorção com ele, removendo pequenas quantidades de gás do espaço evacuado que causariam condução de calor indesejada. [0058] COM INSERÇÃO, TAMBÉM, DE ISOLANTES CONVENCIONAIS TIPO MASSA ^■ OUTGASSING is minimized by heating parts in ovens and also by inserting activated material inserts that "trap" the remaining gases inside the enclosed volumes. The gas trap is a tablet of reactive material that is placed inside the vacuum system to keep it virtually free of matter. When gas molecules contained in the evacuated space collide with the trapping material, they combine chemically or by absorption with it, removing small amounts of gas from the evacuated space that would cause unwanted heat conduction. [0058] INSERT WITH CONVENTIONAL MASS TYPE INSULATION

1. Caso a exigência do cliente/usuário não considere um altíssimo rendimento térmico, será então feito apenas o preenchimento do espaço interno dos módulos selados e estanques com isolantes térmicos tipo massa como o pó de perlita, flocos de lã de rocha, flocos de lá de vidro, flocos de fibra cerâmica ou outros isolantes que originalmente retenham o ar nos intertíscios das fibras ou partículas de pó etc. e que possibilitem sua inserção dentro do módulo por injeção, sopro ou socagem; 1. If the customer / user requirement does not consider a very high thermal efficiency, then only the internal space of the sealed and watertight modules with mass-type thermal insulators such as perlite dust, rock wool flakes, wool flakes will be filled. glass, ceramic fiber flakes or other insulators that originally trap air in the interstices of fibers or dust particles, etc. and enable its insertion into the module by injection, blowing or punching;

2. Os materiais ou produtos isolantes tipo MASSA, após o preenchimento individual ou em combinação(dois ou mais isolantes convencionais e/ou com ar estratificado) ficarão completamente protegidos, acrescentando características que normalmente não possuem ou não atingem um rendimento satisfatório, Isto passa a ocorrer devido a rigidez das paredes e ao ambiente totalmente SELADO e ESTANQUE sendo assim protegidos de impactos mecânicos, pisoteamentos, e processos contínuos de degradação em função da umidade, encharcamento, rasgamento, perda de eficiência térmica, liberação de fibras ou pós para o ambiente, o que provocaria irritação da pele e dos olhos das pessoas etc. 2. MASS type insulating materials or products, after filling individually or in combination (two or more conventional and / or stratified air insulators) will be completely protected, adding characteristics which normally do not have or do not achieve satisfactory performance. occur due to the rigidity of the walls and the fully SEALED and TANK environment and are thus protected from mechanical impacts, trampling, and continuous degradation processes due to moisture, soaking, tearing, loss of thermal efficiency, release of fibers or powders into the environment, which would cause irritation to people's skin and eyes etc.

[0059] SEGUNDA ÁREA DE RESISTÊNCIA TÉRMICA [0059] SECOND AREA OF THERMAL RESISTANCE

[0060] Composta pelos pequenos espaços anulares, longitudinais ou circunferenciais, existentes entre as camadas do dispositivo complementada pela região localizada abaixo da geratriz inferior das tubulações de processo horizontais, criada propositadamente, formando um arco ou vão livre de 60° até 180°, denominada "CÂMARA STEAM TRACER". Nesta área, a atuação térmica é singular, pois difere das demais, e é utilizada apenas quando aplicada em tubulações horizontais, que são predominantes em mais de 90% (noventa por cento) das linhas, isoladas termicamente, e equipamentos como vasos horizontais e nas áreas inferiores de outros equipamentos elevados, Composed of the small annular, longitudinal or circumferential spaces existing between the layers of the device complemented by the region located below the lower generatrix of the horizontal process pipes, created purposely, forming an arc or free span of 60 ° to 180 °, called "STEAM TRACER CAMERA". In this area, the thermal performance is unique because it differs from the others, and is used only when applied to horizontal pipelines, which are predominant in more than 90% (ninety percent) of thermally insulated lines and equipment such as horizontal vessels and in the lower areas of other elevated equipment,

[0061] O espaço livre da "CÂMARA STEAM TRACER", não é obrigatoriamente selado e estanque em suas extremidades, e descarta a aplicação de qualquer isolante térmico tipo massa, rígido ou fibroso. [0061] The clear space of the "STEAM TRACER CAMERA" is not necessarily sealed and watertight at its ends, and rules out the application of any rigid or fibrous thermal insulation.

[0062] A eficiência térmica na "CÂMARA STEAM TRACER" é obtida em função dos seguintes aspectos: [0062] The thermal efficiency in the "STEAM TRACER CAMERA" is obtained by:

- CONVECÇÃO NATURAL CORRETAMENTE - NATURAL CONVECTION CORRECTLY

DIMENSIONADA SIZED

^■ O movimento e velocidade das isotermas, neste espaço anular ou vão livre, dependem diretamente do dimensionamento do espaço e da diferença de densidade do ar que se altera de acordo com a temperatura da temperatura da tubulação de processo ou equipamento e do ambiente externo. ^■ The movement and speed of the isotherms in this void or free space depend directly on the size of the space and the difference in air density that changes with the temperature of the process piping or equipment temperature and the external environment.

^■ O que governa o movimento das moléculas do ar, na convecção natural, é a atração gravitacional, ou seja, as moléculas mais aquecidas se afastam e sobem por empuxo, enquanto as menos aquecidas permanecem naturalmente nas camadas mais baixas. ^■ What governs the motion of air molecules in natural convection is gravitational pull, that is, the warmer molecules move away and rise by thrust, while the less warmed ones remain naturally in the lower layers.

^■ Assim, neste espaço ou vão livre, é possível aumentar ou diminuir o movimento e velocidade das isotermas, cujas moléculas partem da superfície externa muito aquecida do STEAM-TRACER ou HEAT-TRACER, localizado na geratriz inferior da tubulação dentro da CÂMARA STEAM-TRACER e sobem, em função da menor densidade, pelo espaço anular propositadamente e corretamente formado envolvendo a tubulação, As moléculas tangenciam e colidem com a superfície da tubulação até a atingir a geratriz superior da mesma, quando então, devido a troca de energia térmica com a tubulação e o consequente aumento de densidade, retornam um pouco mais afastadas da superfície externa da tubulação, para a região mais baixa dentro da CÂMARA STEAM-TRACER. Este ciclo contínuo de movimento das isotermas promove então uma perfeita distribuição de energia térmica proveniente do STEAM-TRACER atingindo uniformemente e inevitavelmente todas as áreas existentes na superfície externa da tubulação de processo facilitando assim a manutenção da temperatura no patamar especificado pela engenharia de processo que é o objetivo principal da aplicação dos STEAM- TRACERS ou HEAT-TRACERS. ^■ Thus, in this space or free space, it is possible to increase or decrease the movement and velocity of the isotherms, whose molecules start from the very heated external surface of the STEAM-TRACER or HEAT-TRACER, located in the lower tube geratrix inside the STEAM-TRACER CAMERA. and rise, due to the lower density, by the purposely and correctly formed annular space involving the The molecules tangent and collide with the surface of the pipe until they reach its superior generatrix, when then, due to the exchange of thermal energy with the pipe and the consequent increase in density, they return a little further from the external surface of the pipe. , to the lowest region within the STEAM-TRACER CAMERA. This continuous cycle of movement of the isotherms thus promotes a perfect distribution of thermal energy from STEAM-TRACER, uniformly and inevitably reaching all areas on the external surface of the process piping, thus facilitating the maintenance of temperature at the level specified by the process engineering that is the main purpose of the application of STEAM TRACERS or HEAT TRACERS.

TUBULAÇÃO DE PROCESSO OU EQUIPAMENTO COM RAMAIS DE AQUECIMENTO (STEAM-TRACERS): PROCESS PIPING OR EQUIPMENT WITH STEAM TRACERS:

^■ Neste caso a "CâMARA STEAM TRACER", passa a ser ocupado parcialmente pela instalação dos ramais de aquecimento fixados junto a superfície externa da tubulação de processo. Esta fixação é feita de acordo com procedimentos convencionais adotados há décadas, utilizando cintas metálicas de amarração ou por pontos de solda de modo que a transferência de calor ocorra principalmente por condução térmica devido a um desejado contato físico, entre as partes, desprezando praticamente a contribuição dos efeitos da ^■ In this case, the "STEAM TRACER CAMERA" becomes partially occupied by the installation of the heating branches attached to the external surface of the process piping. This fixation is done according to conventional procedures adopted for decades, using metal strapping or welding points so that heat transfer occurs mainly by thermal conduction due to a desired physical contact between the parts, practically neglecting the contribution. of the effects of

CONVECÇAO TÉRMICA, considerando que a temperatura de aquecimento dos STEAM TRACERS, é bem maior e que gira em torno de 2 a 4 vezes superior a da tubulação de processo. ^■ Com este tipo de fixação o contato entre as superfícies da tubulação de processo e dos STEAM TRACERS é na realidade pontual e comprovadamente ineficiente, apesar de, ainda, ser adotado em quase todas as aplicações conhecidas nas unidades industriais, a temperatura e o consequente consumo de vapor de aquecimento é muito acima do efetivamente necessário, exigindo maior quantidade de ramais e/ou aumento de diâmetros para garantir a manutenção da temperatura da tubulação de processo. THERMAL CONVECTION, considering that the heating temperature of STEAM TRACERS is much higher and which is around 2 to 4 times higher than the process piping. ^■ With this type of clamping the contact between the process piping and STEAM TRACERS surfaces is in fact timely and proven inefficient, although it is still adopted in almost all known industrial unit applications, temperature and consequent consumption. heating steam is far above what is actually needed, requiring more branch lines and / or increasing diameters to ensure process piping temperature maintenance.

^■ A adoção de um perfil longitudinal de alumínio para acoplamento dos STEAM-TRACERS passou a ser considerada em algumas aplicações visando aumentar a eficiência da transferência de calor por condução térmica, desprezando ainda a contribuição da CONVECÇAO TÉRMICA para a manutenção da temperatura da tubulação de processo. ^■ The adoption of an aluminum longitudinal profile for STEAM-TRACERS coupling has been considered in some applications to increase the heat transfer efficiency by thermal conduction, while neglecting the contribution of THERMAL CONVENTION to the maintenance of the process piping temperature. .

^■ Neste caso das TUBULAÇÕES DE PROCESSO OU EQUIPAMENTOS COM RAMAIS DE AQUECIMENTO (STEAM- TRACERS o aumento do movimento e velocidade das moléculas do ar, visa uma melhor distribuição do calor, também por CONVECÇÃO TÉRMICA, de forma substancial e efetiva proveniente dos ramais de aquecimento(STEAM TRACERS), atingindo rapidamente e constantemente toda a superfície externa da tubulação de processo. ^■ In the case of PROCESS PIPES OR EQUIPMENT WITH HEATING RAYS (STEAMTRACERS, the increase in the movement and velocity of air molecules aims at a better distribution of heat, also by THERMAL CONVECTION, substantially and effectively from the heating branches). (STEAM TRACERS), quickly and constantly reaching the entire outer surface of the process piping.

^■ A "CÂMARA STEAM-TRACER" atuará como um autêntico "sugadouro" de moléculas menos aquecidas, pois devido a comunicação ou interligação direta com o espaço anular existente em torno da tubulação, dimensionado para permitir um aumento de fluxo, por convecção natural, das moléculas aquecidas provenientes da superfície externa do ramal de aquecimento(STEAM TRACER) provocará uma razoável velocidade durante a subida quando ocorre a troca térmica com a superfície externa da tubulação de processo, mantendo-a na temperatura de operação, que é o principal objetivo do STEAM TRACER, e também permitir, paralelamente, retorno das moléculas até atingir a "CÂMARA STEAM-TRACER" com se constata na Figura... ^■ The "STEAM-TRACER CAMERA" will act as a "sucker" for less heated molecules, because due to communication or direct interconnection with annular space around the tubing, designed to allow a natural convection flow increase of heated molecules from the outside surface of the heating branch (STEAM TRACER) will cause a reasonable rate during ascent when heat exchange with the outside surface of the process pipe, keeping it at the operating temperature, which is the main objective of STEAM TRACER, and also allow, in parallel, the return of molecules until reaching the "STEAM TRACER CAMERA" as shown in Figure ...

Obs.: A temperatura do ramal de aquecimento é normalmente maior que a temperatura da tubulação de processo e objetiva manter o equilíbrio ou manutenção da temperatura de operação da mesma, por condução e convecção térmica. Note: The temperature of the heating branch is usually higher than the temperature of the process piping and aims to maintain the equilibrium or maintenance of its operating temperature, by conduction and thermal convection.

[0063] A presença do ramal de aquecimento dentro da "CAMARA STEAM-TRACER" não gera perdas de calor para o ambiente, via convecção térmica, por estar num espaço confinado com as camadas mais afastadas do ar praticamente paralisadas ou estratificadas. The presence of the heating branch within the "STEAM-TRACER CAMARA" does not generate heat loss to the environment via thermal convection because it is in a space confined with the most distant layers of air practically paralyzed or stratified.

[0064] Obs.: A adoção da "CÂMARA STEAM-TRACER" jamais foi considerada nas aplicações de ramais de aquecimento em tubulações ou equipamentos, daí por não existir qualquer citação, desenho, imagem ou fotografia de isolantes térmicos convencionais como silicato de cálcio, lá de rocha, fibra cerâmica, lâ de vidro, poliuretano, perlita, aerogel, microporosos etc. como se observa nas figuras 1 e 2. [0064] Note: The adoption of the "STEAM-TRACER CAMERA" has never been considered in piping or equipment heating branch applications, hence there is no citation, drawing, image or photograph of conventional thermal insulators such as calcium silicate, there rock, ceramic fiber, glass wool, polyurethane, perlite, airgel, microporous etc. as shown in figures 1 and 2.

- TUBULAÇÃO DE PROCESSO OU EQUIPAMENTO SEM RAMAL DE AQUECIMENTO (STEAM-TRACER): - PROCESS PIPING OR EQUIPMENT WITHOUT HEATING RAMAL (STEAM-TRACER):

^■ Para estes casos que são muito mais abrangentes, numa quantidade muitas vezes maior, para temperaturas desde criogenia até temperaturas de incêndio, a utilização do DISPOSITIVO MECÂNICO DE ALTO RENDIMENTO PARA RAMAIS DE AQUECIMENTO também é extremamente indicado, pois com o devido dimensionamento da CÂMARA STEAM-TRACER, juntamente com os afastamentos e/ou espaços existentes entre a superfície externa da tubulação de processo ou do equipamento e as superfícies do DISPOSITIVO DE ALTO RENDIMENTO, minimizar naturalmente a velocidade(m/s) do deslocamento das moléculas do ar atmosférico existente tornando praticamente desprezível a transferência de calor por convecção térmica a partir da tubulação de processo ou equipamento, atingindo a chamada ESTRATIFICAÇÃO DO AR que é exatamente o que se objetiva quando a aplicação é feita em tubulações e/ou equipamentos em geral sem os ramais de aquecimento(STEAM TRACERS). ^■ For these cases, which are much broader in many times higher temperatures from cryogenics to fire temperatures, the use of the HIGH MECHANICAL DEVICE FOR HEATING RAMALS is also highly recommended as, with proper dimensioning of the STEAM-TRACER CHAMBER, along with the spacings and / or gaps between the outer surface of the process piping or equipment and the HIGH-DEVICE surfaces, minimize naturally the velocity (m / s) of the displacement of existing atmospheric air molecules making thermal convection heat transfer from the process piping or equipment virtually negligible, reaching the so-called AIR STRATIFICATION which is exactly what is intended when The application is made in pipes and / or equipment in general without the heating trays (STEAM TRACERS).

[0065] RADIAÇÃO TÉRMICA DESPREZÍVEL [0065] DESPIRABLE THERMAL RADIATION

[0066] Os efeitos da radiação térmica nos espaços fechados, como no caso da "CAMARA STEAM-TRACER" são praticamente eliminados devido o espelhamento existente nas suas superfícies internas. Os materiais que compõem as suas paredes e o acabamento refletivo de baixíssima emissividade proporcionam uma drástica minimização no fluxo de energia térmica entre as partes tornando desprezível a transferência de calor. [0066] The effects of thermal radiation in enclosed spaces, as in the case of "CAMARA STEAM-TRACER", are virtually eliminated due to the mirroring of its internal surfaces. The materials that make up its walls and the very low reflective reflective finish provide a drastic minimization of the flow of thermal energy between the parts making heat transfer negligible.

[0067] CONDUÇÃO TÉRMICA DESPREZÍVEL [0067] DESPIRABLE THERMAL DRIVING

[0068] A presença do ramal de aquecimento dentro do "CAMARA STEAM-TRACER" não gera perdas de calor para o ambiente, via condução térmica, por não manter qualquer contato físico com as paredes em volta, exceto com a tubulação de processo que é o objetivo. [0069] A condução térmica através das moléculas do ar é conhecida por toda comunidade científica, cujo fator gira em torno de 0,026 W/m.K, para a maioria das temperaturas de operação nas unidades industriais, por isso é considerado o melhor isolante térmico natural. The presence of the heating branch inside the "CAMARA STEAM-TRACER" does not generate heat loss to the environment via thermal conduction, as it does not maintain any physical contact with the surrounding walls, except with the process piping that is the goal. Thermal conduction through air molecules is known throughout the scientific community, whose factor is around 0.026 W / mK for most operating temperatures in industrial units, so it is considered the best natural thermal insulator.

[0070] A concepção do "DISPOSITIVO MECÂNICO DE ALTO RENDIMENTO PARA RAMAIS DE AQUECIMENTO" é assustadora e à princípio jamais seria considerada pelos fabricantes de isolantes térmicos convencionais como lã de rocha, silicato de cálcio, perlita, poliuretano, fibra cerâmica, lã de vidro etc, pois é difícil entender como um isolante térmico, tipo massa, poderia ser "enclausurado" e selado dentro de câmaras formadas por perfis metálicos rígidos, que têm como característica ou propriedade a resistência mecânica e a alta condutividade térmica de suas paredes ou superfícies, e ainda ser aplicado na superfície externa de uma tubulação ou equipamento, de baixa ou alta temperatura, e atuar de forma mais eficiente que o próprio isolante térmico puro, ou seja, jamais conceberam, que o isolante térmico "EFETIVO" fosse o próprio sistema formado sem emendas a partir perfis metálicos rígidos extrudados.. [0070] The design of the "HIGH RANGE HEATING RANGE DEVICE" is daunting and at first would never be considered by conventional thermal insulation manufacturers such as rockwool, calcium silicate, perlite, polyurethane, ceramic fiber, glass wool etc., as it is difficult to understand how a thermal insulator, such as mass, could be "enclosed" and sealed inside chambers formed by rigid metal profiles, which have as a characteristic or property the mechanical resistance and high thermal conductivity of their walls or surfaces, and still be applied to the outside surface of a pipe or equipment, low or high temperature, and act more efficiently than the pure thermal insulation itself, that is, never conceived, that the "EFFECTIVE" thermal insulation was the system itself formed. seamless from extruded rigid metal profiles ..

[0071] O desenvolvimento desta tecnologia só foi possível com a utilização de softwares avançados de cálculos térmicos, por modelagem e análises de elementos finitos, contando com módulos específicos, sofisticados, complexos e conjugados, de transferência de calor(condução, convecção e radiação térmica entre superfícies) que incluem cálculos simultâneos com materiais sólidos e fluidos inclusive gases rarefeitos e de sistemas com vácuo, modelagem de sólidos e simulações, complementados por testes em laboratórios e no campo. The development of this technology was only possible with the use of advanced thermal calculation software, modeling and finite element analysis, with specific, sophisticated, complex and conjugated heat transfer modules (conduction, convection and thermal radiation). between surfaces) which include simultaneous calculations with solid and fluid materials including rarefied gases and vacuum systems, solids modeling and simulations, complemented by laboratory and field testing.

[0072] Devido a utilização exaustiva de recursos computacionais de última geração e a adoção de diversos solvers(dispositivos ou recursos de cálculos de matemática avançada) simultâneamente, que possibilitam definir pequenos espaços, afastamentos ou distanciamentos e formas além de gerar apenas pontuais resistências de contato entre os componentes metálicos, minimizando quase ao máximo a condução térmica, a redução dos efeitos da radiação térmica entre as superfícies devido baixíssima emissividade das mesmas e a re-radiação, a estraficação do ar atmosférico existente entre as câmaras seladas e estanques. Due to the exhaustive use of state-of-the-art computing resources and the adoption of multiple solvers (devices or advanced math calculating resources) simultaneously, which enable define small spaces, distances or distances and shapes and generate only point contact resistances between the metal components, minimizing the thermal conduction, the reduction of the effects of thermal radiation between the surfaces due to their very low emissivity and re-radiation. , the stamping of atmospheric air between the sealed and watertight chambers.

[0073] O "DISPOSITIVO MECÂNICO DE ALTO RENDIMENTO PARA RAMAIS DE AQUECIMENTO" surpreende principalmente por utilizar componentes metálicos, extrudados,ou conformados, selados e estanques, que quando aplicados envolvendo tubulações e equipamentos atingem excelente resistência térmica e eliminam praticamente todas as conhecidas limitações dos sistemas convencionais para STEAM-TRACERS que utilizam apenas isolamento térmico convencional. [0073] The "HIGH-PERFORMANCE HEATING RANGE MECHANICAL DEVICE" is mainly surprising for its use of extruded, shaped, sealed and watertight metal components, which when applied involving piping and equipment achieve excellent thermal resistance and eliminate virtually all known limitations of the conventional STEAM-TRACERS systems using only conventional thermal insulation.

[0074] O "DISPOSITIVO MECÂNICO DE ALTO RENDIMENTO PARA RAMAIS DE AQUECIMENTO", em casos especiais, são pré-preparados para a instalação de dispositivos e sensores de temperatura e/ou de pressão de modo possibilitar a instalação/montagem de sistemas de monitoração do seu desempenho diretamente na unidade operacional ou à distância, por cabeamento ou via ondas eletromagnéticas, numa estação e painel central de controle. [0074] "HIGH RANGE MECHANICAL DEVICE FOR HEATING RANGE", in special cases, is pre-prepared for the installation of temperature and / or pressure devices and sensors in order to enable the installation / mounting of temperature monitoring systems. its performance directly at the operating unit or remotely, by cabling or via electromagnetic waves, at a station and central control panel.

[0075] O DISPOSITIVO MECÂNICO DE ALTO RENDIMENTO PARA RAMAIS DE AQUECIMENTO foi concebido para atingir alta resistência térmica em tubulações e equipamentos que operem desde temperaturas criogênicas até temperaturas de incêndio (1260 °C) como também para ter grande resistência mecânica, ser removível, lavável, ser composto por materiais totalmente recicláveis, podendo ser aplicado em áreas propensas à inundações e garantir que cada módulo, que compõe o sistema, possa atuar independentemente dos demais e assim caso ocorra algum problema operacional, não previsto, o módulo defeituoso será restaurado no próprio local e/ou retirado para conserto e reaplicado sem prejudicar o alto rendimento térmico do sistema. [0075] HIGH RANGE MECHANICAL HEATING RANGE DEVICE is designed to achieve high thermal resistance in piping and equipment operating from cryogenic temperatures to fire temperatures (1260 ° C) as well as having high mechanical strength, being removable, washable , be composed of fully recyclable materials and can be applied in flood-prone areas and ensure that each module that makes up the system can act independently of the others and so if it occurs If an unforeseen operational problem occurs, the defective module will be restored on site and / or removed for repair and reapplied without compromising the high thermal performance of the system.

[0076] O DISPOSITIVO MECÂNICO DE ALTO RENDIMENTO PARA RAMAIS DE AQUECIMENTO é padronizado para cada diâmetro de tubulação tanto para os trechos retos como para curvas, tês, válvulas e demais acessórios. No caso de equipamentos são padronizados para aplicação em superfícies retas e/ou curvadas com variações de largura, espessura da parede e altura do espaço anular para os módulos ou de acordo com o diâmetro e espessura de parede. [0076] HIGH RATE MECHANICAL DEVICE FOR HEATING RAMALS is standardized for each pipe diameter for both straight runs and bends, tees, valves and other fittings. In the case of equipment they are standardized for application to straight and / or curved surfaces with variations in width, wall thickness and annular space height for the modules or according to the diameter and wall thickness.

[0077] Estes objetivos, características e vantagens do "DISPOSITIVO MECÂNICO DE ALTO RENDIMENTO PARA RAMAIS DE AQUECIMENTO" objeto da presente Patente de Invenção, tornar-se-ão mais aparentes a partir da seguinte descrição detalhada quando tomada em conjunto com os desenhos que acompanham o presente relatório, nos quais: These objectives, features and advantages of the "HIGH RATE HEATING RATE DEVICE" object of the present invention patent will become more apparent from the following detailed description when taken in conjunction with the accompanying drawings this report in which:

[0078] A FIGURA 1 apresenta figuras típicas citadas no Estado da Técnica referente aos STEAM-TRACERS (10) que recebem apenas manta de isolantes fibrosos (15) aplicada envolvendo também a tubulação de processo (20), sendo assim totalmente vulnerável quanto a amassamentos, rasgamentos, encharcamento devido as inevitáveis pequenas infiltrações de água de chuvas ou inundações, e degradações com o tempo. Não se trata, portanto de um dispositivo mecânico. Nesta figura também se observa esquematicamente o fluxo de energia térmica dissipada através do isolante térmico (15) devido as áreas de contato direto tanto com o STEAM-[0078] FIGURE 1 presents typical figures cited in the State of the Art regarding STEAM-TRACERS (10) receiving only fibrous insulating blanket (15) applied also involving the process piping (20), thus being totally vulnerable to kneading. , tearing, drenching due to the inevitable minor infiltration of rain or flood water, and degradation over time. It is therefore not a mechanical device. This figure also shows schematically the flow of dissipated thermal energy through the thermal insulator (15) due to the direct contact areas with both STEAM-

TRACER como a própria tubulação. E importante observar que o STEAM- TRACER é colocado na geratriz inferior ou superior da tubulação de processo. Os fabricantes argumentam as vantagens ou desvantagens do posicionamento de seus produtos. No entanto em nenhum dos casos a convecção térmica será um dos meios de transmissão de calor que contribuam para a manutenção de temperatura da tubulação de processo e muito menos quando colocado na geratriz superior da tubulação. O Heater Tracing (60) ou ramal de aquecimento elétrico, também é apresentado nesta figura. O HEATER-TRACER (60) é na realidade um cabo elétrico de seção retangular(em sua maioria), ou circular, de delgada espessura acoplado diretamente na superfície externa da tubulação, longitudinalmente ou de forma helicoidal, diferentemente do STEAM_TRACER que exige espaços para passagem dos ramais(tubos), linhas de retorno, curvas de dilatação, purgadores etc. TRACE like the pipe itself. It is important to note that STEAMTRACER is placed in the lower or upper process pipeline generator. Manufacturers argue the advantages or disadvantages of positioning their products. However in neither case does the Thermal convection will be one of the means of heat transmission that contributes to the maintenance of the process piping temperature, much less when placed in the upper pipeline generator. The Heater Tracing (60) or electric heating branch is also shown in this figure. HEATER-TRACER (60) is actually a thin (mostly) rectangular or circular cross-section electrical cable directly or longitudinally or helically coupled to the outside surface of the pipe, unlike STEAM_TRACER which requires passageways branches (pipes), return lines, expansion curves, traps etc.

[0079] A FIGURA 2 apresenta um sistema quem não se configura propriamente como STEAM-TRACER, pois se trata de um encamisamento (50) da tubulação (20) de processo onde o vapor circula no espaço anular existente entre a tubulação (20) e o tubo-camisa (50). Neste sistema o vapor transfere calor diretamente na superfície externa da tubulação (20), sendo, portanto, de alto rendimento, no entanto sua aplicação é normalmente inviabilizada por questões óbvias como as dificuldades de construção/montagem, dimensões e peso do tubo-camisa (50) somando-se ás dimensões e peso do isolante (15) térmico aplicado, prazo extenso, suportação interna e externa, dificuldades para operação e manutenção da tubulação (50) de processo, altíssimo custo envolvido etc. Nesta mesma figura está apresentada uma configuração típica de STEAM-TRACER com isolante térmico rígido (16) como o silicato de cálcio ou a perlita em calhas. Este é o procedimento mais adotado na indústria, principalmente na de petróleo e petroquímica imposto pelas normas técnicas vigentes. [0079] FIGURE 2 presents a system that is not properly configured as STEAM-TRACER, because it is a jacking (50) of the process piping (20) where steam circulates in the annular space between the piping (20) and the jacket tube (50). In this system the steam transfers heat directly to the outer surface of the pipe (20), thus being of high performance, however its application is usually unfeasible for obvious issues such as construction / assembly difficulties, dimensions and weight of the pipe ( 50) In addition to the dimensions and weight of the thermal insulation (15) applied, long term, internal and external support, difficulties for operation and maintenance of the process piping (50), high cost involved etc. The same figure shows a typical STEAM-TRACER configuration with rigid thermal insulation (16) such as calcium silicate or gutter perlite. This is the most adopted procedure in the industry, especially petroleum and petrochemical, imposed by current technical standards.

[0080] Sem muito esforço é fácil verificar que a configuração proposta leva a um trabalho praticamente artesanal, pois as calhas (16) utilizadas são as mesmas que são normalmente fabricadas de acordo com o diâmetro externo das tubulações. Assim quando o diâmetro da tubulação passa a ser somado ao diâmetro externo do STEAM-TRACER (10), que pode ter o diâmetro nominal de ½", ¾" ou 1" o valor final jamais coincidirá com o diâmetro de calhas (16) disponíveis no mercado, sendo, portanto, especificado o diâmetro imediatamente superior. Para que ocorra o tangenciamento da calha do isolante com o STEAM-TRACER (10) são feitos recortes e adaptações gerando desperdícios e prazos maiores na aplicação. Without much effort it is easy to see that the proposed configuration leads to practically artisanal work, as the rails (16) used are the same as those normally manufactured according to the diameter. outside of the pipes. Thus when the pipe diameter is added to the outside diameter of the STEAM-TRACER (10), which may have a nominal diameter of ½ ", ¾" or 1 "the final value will never match the diameter of available chutes (16). In the market, therefore, the immediately larger diameter is specified In order to make the insulation rail tangent with STEAM-TRACER (10), cutouts and adaptations are made, generating waste and longer application times.

[0081] Outro fator importante se refere a fragilidade das calhas de isolante rígido (16) que jamais suportariam impactos ou esforços mecânicos, mesmo pequenos, nas áreas onde não estejam bem apoiados na superfície externa das tubulações, provocando trincas e quebras inaceitáveis. As perdas de calor para o ambiente ocorrem através do isolante devido ao contato direto com o STEAM-TRACER (10) e com a própria tubulação (20). [0081] Another important factor refers to the fragility of rigid insulating rails (16) that would never withstand even small mechanical impacts or stresses in areas where they are not well supported on the outside surface of the pipes, causing unacceptable cracks and breaks. Heat losses to the environment occur through the insulator due to direct contact with STEAM-TRACER (10) and the piping itself (20).

[0082] A FIGURA 3 é uma vista explodida e em perspectiva do "DISPOSITIVO MECÂNICO DE ALTO RENDIMENTO PARA RAMAIS DE AQUECIMENTO" (30), para aplicações em tubulações, incluindo as respectivas TAMPAS SOLDÁVEIS (36) para SELAGEM e ESTANQUEIDADE, a TUBULAÇÃO (20) e o STEAM-TRACER (10). Nesta mesma figura aparecem numa vista explodida os diversos componentes do dispositivo mecânico. [0082] FIGURE 3 is an exploded and perspective view of the "HIGH RATE HEATING RANGE DEVICE" (30) for piping applications including their WELDING AND SEALING COVER (36), PIPE ( 20) and STEAM-TRACER (10). In this same figure appear in an exploded view the various components of the mechanical device.

[0083] A FIGURA 4 é uma vista FRONTAL da seção transversal e em perspectiva do "DISPOSITIVO MECÂNICO DE ALTO RENDIMENTO PARA RAMAIS DE AQUECIMENTO" (30), para aplicações em tubulações, incluindo as respectivas TAMPAS SOLDÁVEIS (36) para SELAGEM e ESTANQUEIDADE, a TUBULAÇÃO (20), A exclusiva "CÂMARA DO STEAM-TRACER" (35) e o STEAM-TRACER (10). Nesta mesma figura aparecem numa vista explodida os diversos componentes do dispositivo mecânico. [0083] FIGURE 4 is a front cross-sectional and perspective view of the "HIGH RATE HEATING RAMP DEVICE" (30) for piping applications, including their WELDING AND SEALING COVERS (36), PIPE (20), the exclusive "STEAM-TRACER CAMERA" (35) and STEAM-TRACER (10). In this The same figure shows in an exploded view the various components of the mechanical device.

[0084] A FIGURA 5 é uma vista em perspectiva dos principais componentes do "DISPOSITIVO MECÂNICO DE ALTO RENDIMENTO PARA RAMAIS DE AQUECIMENTO" (30) que são os MÓDULOS ou CAMARAS SELADAS (31) dimensionadas para aplicação de vácuo e também para utilização com ar estratificado e/ou inserção de isolantes térmicos convencionais isoladamente ou em combinação inclusive com ar estratificado. Apresenta o detalhe das ESTRIAS (34) de suporte para a inserção e utilização de blindagens térmicas e de pequenos perfis tubulares redondos, quadrados, retangulares, triangulares e/ou oblongos que objetivam restringir a convecção e minimizar os efeitos da radiação térmica. [0084] FIGURE 5 is a perspective view of the major components of the "HIGH RANGE HEATING RANGE DEVICE" (30) which are the SEALED MODULES or SHELLS (31) sized for vacuum application and also for use with air. and / or insertion of conventional thermal insulators alone or in combination including with stratified air. It presents the detail of the support STRIAS (34) for the insertion and use of thermal shields and small round, square, rectangular, triangular and / or oblong tubular profiles to restrict convection and minimize the effects of thermal radiation.

[0085] São apresentados, também, o RESSALTO DE ANCORAGEM LONGITUDINAL (38) que permite tanto o encaixe/acoplamento dos MÓDULOS ou CÂMARAS SELADAS (31), entre si, utilizando o PERFIL DE FECHAMENTO/ACOPLAMENTO LONGITUDINAL (37), constante na próxima figura, como da PLACA DE PISOTEAMENTO (39), que atua como um "ARCO ROMANO" ,ou seja, quando ocorrer o pisoteamento (pessoas caminhando sobre o dispositivo mecânico) as cargas serão dirigidas para as laterais longitudinais da PLACA DE PISOTEAMENTO (39), que já estava encaixada no RESSALTO DE ANCORAGEM LONGITUDINAL (38) onde as cargas ficarão distribuídas. Also shown are the LONGITUDINAL ANCHOR BULLET (38) which allows either the snap-on / coupling of the MODULES or SEALED CHAMBERS (31) to each other using the LONGITUDINAL CLOSING / COUPLING PROFILE (37) next figure, such as the TRAILING BOARD (39), which acts as a "ROMAN ARC", ie when trampling occurs (people walking on the mechanical device) loads will be directed to the longitudinal sides of the TRAILING BOARD (39) , which was already fitted into the LONGITUDINAL ANCHOR BULLET (38) where the loads will be distributed.

[0086] A FIGURA 6 é uma vista em perspectiva do "DISPOSITIVO MECÂNICO DE ALTO RENDIMENTO PARA RAMAIS DE AQUECIMENTO" (30), para aplicações em tubulações, incluindo o PERFIL DE FECHAMENTO/ACOPLAMENTO LONGITUDINAL (37), os ANÉIS SEPARADORES (32) e a exclusiva "CÂMARA DO STEAM-TRACER" (35). [0087] Esta vista deixa claro que mesmo mantendo a exclusiva "CÂMARA DO STEAM-TRACER" (35) o "DISPOSITIVO MECÂNICO DE ALTO RENDIMENTO PARA RAMAIS DE AQUECIMENTO" (30), pode e deve ser aplicado também em tubulações de processo que não necessitem de ramais de aquecimento(STEAM-TRACERS), devido ao excelente desempenho térmico quanto à conservação de energia quando aplicado nas tubulações em geral. [0086] FIGURE 6 is a perspective view of the "HIGH RATE HEATING RATE DEVICE" (30), for pipe applications, including LONGITUDINAL CLOSING / COUPLING PROFILE (37), SEPARATOR RINGS (32) and the exclusive "STEAM-TRACER CAMERA" (35). [0087] This view makes it clear that, while retaining the exclusive "STEAM-TRACER CHAMBER" (35) the "HIGH-PERFORMANCE HEATING RANGE DEVICE" (30), it can and should be applied also to non-process pipes. require heating traps (STEAM-TRACERS), due to the excellent thermal performance regarding energy conservation when applied to the pipes in general.

[0088] A FIGURA 7 objetiva deixar bem definidos todos os componentes do "DISPOSITIVO MECÂNICO DE ALTO RENDIMENTO PARA RAMAIS DE AQUECIMENTO" (30), para aplicações em tubulações, incluindo as TAMPAS SOLDÁVEIS (36) para SELAGEM e ESTANQUEIDADE, o PERFIL DE FECHAMENTO/ACOPLAMENTO LONGITUDINAL (37), os ANÉIS SEPARADORES (32) e a exclusiva "CÂMARA DO STEAM-TRACER" (35). [0088] FIGURE 7 aims to clearly define all components of the "HIGH RATE HEATING RANGE DEVICE" (30) for piping applications including WELDING AND SEALING COVERS (36), CLOSING PROFILE LONGITUDINAL COUPLING (37), SEPARATOR RINGS (32) and the exclusive "STEAM-TRACER CAMERA" (35).

[0089] Esta configuração do "DISPOSITIVO METÁLICO DE ALTO RENDIMENTO PARA STEAM TRACERS (RAMAIS DE AQUECIMENTO COM VAPOR) ou HEAT TRACERS (RAMAIS DE AQUECIMENTO ELÉTRICO)" (30) foi simulada exaustivamente através de análise por elementos finitos, ou seja, Finite Element Modeling (FEA) and Computational Fluid Dynamics (CFD) techniques, considerando CONJUGATE HEAT TRANSFER , que inclui os efeitos da condução, convecção e radiação. [0089] This configuration of the "HIGH-METAL METAL DEVICE FOR STEAM TRACERS or HEAT TRACERS" (30) has been thoroughly simulated using finite element analysis, ie Finite Element. Modeling (FEA) and Computational Fluid Dynamics (CFD) techniques, considering CONJUGATE HEAT TRANSFER, which includes the effects of conduction, convection and radiation.

[0090] Todos os três meios de transferência de calor foram considerados. Primeiro a condução térmica a partir do aquecimento do Steam-Tracer. A partir do aumento de temperatura dos componentes sólidos a convecção térmica interna provoca um movimento ou fluxo nos espaços vazios do dispositivo transferindo calor entre as superfícies internas pelo movimento do AR e finalmente a parcela referente à Radiação térmica incluindo a radiação de superfície para superfície e a radiação térmica para o ambiente. All three heat transfer media were considered. First the thermal conduction from steam-tracer heating. From the temperature increase of the solid components the internal thermal convection causes a movement or flow in the device voids transferring heat between the internal surfaces by the movement of the AR and finally the portion related to the thermal radiation. including surface to surface radiation and thermal radiation to the environment.

[0091] A partir dos dados calculados é possível obter os resultados do modelo simulado por integração, como exemplo alguns resultados foram plotados e estão apresentados na FIGURA 12. From the calculated data it is possible to obtain the results of the model simulated by integration, as an example some results were plotted and are presented in FIGURE 12.

[0092] A FIGURA 8 apresenta uma configuração do "DISPOSITIVO MECÂNICO DE ALTO RENDIMENTO PARA RAMAIS DE AQUECIMENTO" (30), idêntica ao exemplo anterior, mas aplicado numa tubulação SEM STEAM-TRACER (10), mas mantendo a exclusiva "CÂMARA DO STEAM-TRACER" (35) vazia. FIGURE 8 shows a configuration of the "HIGH RATE HEATING RANGE DEVICE" (30), identical to the previous example, but applied to a STEAM-TRACER-free pipe (10) but retaining the unique "STEAM CHAMBER" -TRACER "(35) is empty.

[0093] Esta configuração do "DISPOSITIVO MECÂNICO DE ALTO RENDIMENTO PARA RAMAIS DE AQUECIMENTO" (30) foi simulada exaustivamente através de análise por elementos finitos, ou seja, Finite Element Modeling (FEA) and Computational Fluid Dynamics (CFD) techniques, considerando CONJUGATE HEAT TRANSFER , que inclui os efeitos da condução, convecção(laminar e/ou turbulenta) e radiação térmica. [0093] This configuration of the "HIGH RANGE MECHANICAL DEVICE FOR HEATING RAMALS" (30) has been thoroughly simulated through finite element analysis, ie Finite Element Modeling (FEA) and Computational Fluid Dynamics (CFD) techniques, considering CONJUGATE HEAT TRANSFER, which includes the effects of conduction, convection (laminar and / or turbulent) and thermal radiation.

[0094] Todos os três meios de transferência de calor foram considerados. Primeiro a condução térmica a partir do aquecimento do Steam-Tracer. A partir do aumento de temperatura dos componentes sólidos a convecção térmica interna provoca um movimento ou fluxo nos espaços vazios do dispositivo transferindo calor entre as superfícies internas pelo movimento do AR e finalmente a parcela referente à Radiação térmica incluindo a radiação de superfície para superfície e a radiação térmica para o ambiente. All three heat transfer media were considered. First the thermal conduction from steam-tracer heating. From the temperature rise of the solid components the internal thermal convection causes a movement or flow in the voids of the device transferring heat between the internal surfaces by the movement of the AR and finally the portion referring to the thermal radiation including surface to surface radiation and thermal radiation to the environment.

[0095] A partir dos dados calculados é possível obter os resultados do modelo simulado por integração, como exemplo alguns resultados foram plotados e estão apresentados na FIGURA 13 [0096] A FIGURA 9 apresenta uma configuração do "DISPOSITIVO MECÂNICO DE ALTO RENDIMENTO PARA RAMAIS DE AQUECIMENTO" (30), idêntica ao exemplo anterior, aplicado numa tubulação SEM STEAM-TRACER (10), mas retirando a exclusiva "CÂMARA DO STEAM-TRACER" (35), cujo espaço ficou ocupado por mais um dos MÓDULOS ou CÂMARAS SELADAS (31). Esta configuração também atende sem alterações a utilização do HEAT-TRACER ou ramal de aquecimento elétrico, pois este tipo de ramal de aquecimento não exige espaços especiais para sua aplicação. From the calculated data it is possible to obtain the results of the model simulated by integration, as an example some results were plotted and are presented in FIGURE 13. FIGURE 9 shows a configuration of the "HIGH RATE HEATING RANGE DEVICE" (30), identical to the previous example, applied to a STEAM-TRACER tubing (10) but excluding the exclusive "STEAM-CHAMBER CAMERA". TRACER "(35), whose space was occupied by one of the SEALED MODULES or CHAMBER (31). This configuration also meets unaltered the use of HEAT-TRACER or electric heating extension, as this type of heating extension does not require special spaces for its application.

[0097] Esta configuração do "DISPOSITIVO MECÂNICO DE ALTO RENDIMENTO PARA RAMAIS DE AQUECIMENTO" (30) foi também simulada exaustivamente através de análise por elementos finitos, ou seja, Finite Element Modeling (FEA) and Computational Fluid Dynamics (CFD) techniques, considerando CONJUGATE HEAT TRANSFER , que inclui os efeitos da condução, convecção(laminar e/ou turbulenta) e radiação. [0097] This configuration of the "HIGH RANGE MECHANICAL DEVICE FOR HEATING RAMALS" (30) has also been thoroughly simulated through finite element analysis, ie Finite Element Modeling (FEA) and Computational Fluid Dynamics (CFD) techniques, considering CONJUGATE HEAT TRANSFER, which includes the effects of conduction, convection (laminar and / or turbulent) and radiation.

[0098] Todos os três meios de transferência de calor foram considerados. Primeiro a condução térmica a partir do aquecimento do Steam-Tracer. A partir do aumento de temperatura dos componentes sólidos a convecção térmica interna provoca um movimento ou fluxo nos espaços vazios do dispositivo transferindo calor entre as superfícies internas pelo movimento do AR e finalmente a parcela referente à Radiação térmica incluindo a radiação de superfície para superfície e a radiação térmica para o ambiente. All three heat transfer media were considered. First the thermal conduction from steam-tracer heating. From the temperature rise of the solid components the internal thermal convection causes a movement or flow in the voids of the device transferring heat between the internal surfaces by the movement of the AR and finally the portion referring to the thermal radiation including surface to surface radiation and thermal radiation to the environment.

[0099] A partir dos dados calculados é possível obter os resultados do modelo simulado por integração, como por exemplo alguns resultados foram plotados e estão apresentados na FIGURA 14. From the calculated data it is possible to obtain the results of the model simulated by integration, as for example some results were plotted and are presented in FIGURE 14.

[0100] A FIGURA 10 apresenta uma configuração do "DISPOSITIVO MECÂNICO DE ALTO RENDIMENTO PARA RAMAIS DE AQUECIMENTO PARA EQUIPAMENTOS, VASOS VERTICAIS ou HORIZONTAIS, FORNOS E TANQUES DE ARMAZENAMENTO" (70), Todos os componentes do Dispositivo mecânico são idênticos aos utilizados em tubulações, excetuando-se os MÓDULOS ou CÂMARAS SELADAS (31) que neste caso são retangulares e não em formato curvo com um determinado ângulo de abertura, Assim os MÓDULOS ou CAMARAS SELADAS passam a ser identificados pelo número (71). [0100] FIGURE 10 presents a configuration of the "HIGH-PERFORMANCE MECHANICAL DEVICE FOR HEATING FOR EQUIPMENT, VERTICAL OR HORIZONTAL VESSELS, OVEN AND STORAGE TANKS "(70), All components of the Mechanical Device are identical to those used in piping, except the MODULES or SEALED CHAMBERS (31) which in this case are rectangular and not in curved shape with a certain opening angle. Thus, SEALED MODULES or BEDS are now identified by the number (71).

[0101] As FIGURA 12 e 13 apresentam detalhes do "DISPOSITIVO MECÂNICO DE ALTO RENDIMENTO PARA RAMAIS DE AQUECIMENTO PARA EQUIPAMENTOS, VASOS VERTICAIS ou HORIZONTAIS, FORNOS E TANQUES DE ARMAZENAMENTO" (70). O que difere dos componentes utilizados para aplicação em tubulações são os MÓDULOS ou CÂMARAS SELADAS (71) e o local onde será aplicado que passa a ser o costado de um tanque(80) ou superfícies planas de grandes dimensões de fornos etc. [0101] FIGURES 12 and 13 show details of the "HIGH PERFORMANCE MECHANICAL DEVICE FOR HEATING RAYS FOR EQUIPMENT, VERTICAL OR HORIZONTAL VASES, OVEN AND STORAGE TANKS" (70). What differs from the components used for piping applications are the MODULES or SEALED CHAMBER (71) and the place where it will be applied which becomes the side of a tank (80) or large flat surfaces of furnaces etc.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. DISPOSITIVO MECÂNICO DE ALTO RENDIMENTO PARA RAMAIS DE AQUECIMENTO para tubulações caracterizado por compreender os seguintes componentes: 1. HIGH-PERFORMANCE MECHANICAL DEVICE FOR HEATING RAMALS for pipes characterized by comprising the following components:

• MÓDULOS ou CÂMARAS SELADAS (31), a serem aplicadas em pelo menos duas camadas de diâmetros diferentes, dimensionadas para aplicação de vácuo e também para utilização com ar estratificado e/ou inserção de isolantes térmicos convencionais individualmente ou em combinação, entre estes, inclusive com ar estratificado, contendo: • SEALED MODULES or CHAMBER (31), to be applied in at least two layers of different diameters, sized for vacuum application and also for use with stratified air and / or insertion of conventional thermal insulation individually or in combination, including these with stratified air, containing:

a) Externamente: a) Externally:

- RESSALTO DE ANCORAGEM LONGITUDINAL (38) - permite o encaixe ou acoplamento com outros MÓDULOS ou CÂMARAS SELADAS (31) e também a PLACA DE PISOTEAMENTO (39); - LONGITUDINAL ANCHOR BULLET (38) - allows the fitting or coupling with other SEALED MODULES or CHAMBERS (31) and also the PEAKING BOARD (39);

- TAMPAS SOLDÁVEIS (36) - tornam os MÓDULOS ou CÂMARAS SELADAS (31) completamente estanques. b) Internamente: - WELD COVERS (36) - make the SEALED MODULES or CHAMBER (31) completely watertight. b) Internally:

- ESTRIAS (34) - Suporte para a inserção e utilização de partições (folhas metálicas) e/ou perfis tubulares, de diminuta seção transversal (poucos centímetros), redondos, quadrados, retangulares, triangulares e/ou oblongos que objetivam restringir a convecção e minimizar os efeitos da radiação térmica. - STRIPES (34) - Support for the insertion and use of partitions (foil) and / or tubular sections of small cross-section (few centimeters), round, square, rectangular, triangular and / or oblong to restrict convection and minimize the effects of thermal radiation.

• PERFIL DE FECHAMENTO ou ACOPLAMENTO LONGITUDINAL (37) - utilizado para encaixar ou acoplar os MÓDULOS ou CÂMARAS SELADAS (31) entre si; • PLACA DE PISOTEAMENTO (39) - atua como um autêntico "ARCO ROMANO", ou seja, quando ocorrer o pisoteamento, que ocorrerá quando pessoas caminharem, indevidamente, sobre o dispositivo mecânico, as cargas serão dirigidas para as laterais longitudinais da PLACA DE PISOTEAMENTO (39), que já estaria encaixada no RESSALTO DE ANCORAGEM LONGITUDINAL (38) onde as cargas ficarão distribuídas; • LONGITUDINAL CLOSING or COUPLING PROFILE (37) - used to fit or couple the SEALED MODULES or CAMERA (31) together; • SCREENING PLATE (39) - acts as a true "ROMAN ARC", ie when trampling occurs when people improperly walk over the mechanical device, loads will be directed to the longitudinal sides of the SCREENING PLATE (39), which would already be fitted into the LONGITUDINAL ANCHOR BULLET (38) where the loads will be distributed;

• ANÉIS SEPARADORES (32) - utilizados para promover o afastamento entre as camadas dos MÓDULOS ou CÂMARAS SELADAS (31), fabricados de materiais metálicos, mas de baixa condutividade térmica, e colocados espaçadamente, entre si, evitando a formação de "ponte térmica". • SEPARATING RINGS (32) - used to promote the separation between the layers of the MODULES or SEALED CHAMBERS (31), made of metallic materials, but of low thermal conductivity, and spaced apart, avoiding the formation of a "thermal bridge". .

2 - DISPOSITIVO MECÂNICO DE ALTO RENDIMENTO PARA RAMAIS DE AQUECIMENTO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por os ditos componentes serem laváveis, reutilizáveis e recicláveis, fabricado por extrusão metálicos em alummio, aço, cobre, entre outros, ou em termoplásticos, sendo que para cada diâmetro e/ou espessura (altura) da câmara existirá uma matriz específica para produção do perfil. HIGH-PERFORMANCE HEATING RANGE DEVICE according to claim 1, characterized in that said components are washable, reusable and recyclable, manufactured by extrusion metal in aluminum, steel, copper, among others, or in thermoplastics, being that for each diameter and / or thickness (height) of the chamber there will be a specific matrix for producing the profile.

3 - DISPOSITIVO MECÂNICO DE ALTO RENDIMENTO PARA RAMAIS DE AQUECIMENTO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por os ditos componentes serem laváveis, reutilizáveis e recicláveis, fabricado por extrusão de perfis metálicos em alumínio, aço, cobre, entre outros, ou em termoplásticos, sendo que para cada diâmetro e/ou espessura(altura) da câmara existirá uma matriz específica para produção do perfil., para aplicação em tubulações sem ramais de aquecimento (STEAM- TRACERS) . HIGH-PERFORMANCE HEATING RANGE MECHANICAL DEVICE according to claim 1, characterized in that said components are washable, reusable and recyclable, manufactured by extruding metal profiles in aluminum, steel, copper, among others, or in thermoplastics. For each diameter and / or thickness (height) of the chamber there will be a specific die for the production of the profile., for application in pipes without heating branches (STEAMTRACERS).

4 - DISPOSITIVO MECÂNICO DE ALTO RENDIMENTO PARA RAMAIS DE AQUECIMENTO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por quando aplicado numa tubulação SEM STEAM- TRACER (10) e retirando a exclusiva "CÂMARA DO STEAM-TRACER" (35), cujo espaço fica ocupado por mais um dos MÓDULOS ou CAMARAS SELADAS (31), os referidos componentes serem fabricado por extrusão de perfis metálicos em alumínio, aço, cobre, entre outros, ou em termoplásticos, sendo que para cada diâmetro e/ou espessura(altura) da câmara existirá uma matriz específica para produção do perfil., para aplicação em tubulações. 4 - HIGH RANGE MECHANICAL DEVICE FOR HEATING RAMALS according to claim 1, characterized in that when applied to a pipe without STEAM-TRACER (10) and removing the exclusive "STEAM-TRACER CHAMBER" (35), the space of which is occupied by one of the SEALED MODULES or CAMERA (31), said components are manufactured by extrusion of metal profiles in aluminum, steel, copper, among others, or in thermoplastics, and for each diameter and / or thickness (height) of the chamber there will be a specific matrix for the production of the profile, for application in pipes.

5 - DISPOSITIVO MECÂNICO DE ALTO RENDIMENTO PARA RAMAIS DE AQUECIMENTO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por para equipamentos, vasos verticais ou horizontais, fornos e tanques de armazenamento, utilizar os MÓDULOS ou CAMARAS SELADAS (71) que têm seção transversal retangular e o local onde será aplicado que passa a ser o costado de um tanque (80), vasos verticais ou horizontais ou superfícies planas de grandes dimensões de fornos, entre outros. HIGH-PERFORMANCE HEATING RANGE DEVICE according to claim 1, characterized in that for equipment, vertical or horizontal vessels, ovens and storage tanks, use the SEALED MODULES or BEDS (71) which have rectangular cross-section and the place where it will be applied becomes the side of a tank (80), vertical or horizontal vessels or large flat surfaces of ovens, among others.

6 - DISPOSITIVO MECÂNICO DE ALTO RENDIMENTO PARA RAMAIS DE AQUECIMENTO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por alternativamente apresentar o detalhe das ESTRIAS (34) de suporte para a inserção e utilização de blindagens térmicas e de pequenos perfis tubulares redondos, quadrados, retangulares, triangulares e/ou oblongos que objetivam restringir a convecção e minimizar os efeitos da radiação térmica. HIGH-PERFORMANCE HEATING RANGE DEVICE according to claim 1, characterized in that it alternatively presents the detail of the support RIBS (34) for the insertion and use of thermal shields and small round, square, rectangular tubular profiles , triangular and / or oblong aiming to restrict convection and minimize the effects of thermal radiation.

7 - DISPOSITIVO MECÂNICO DE ALTO RENDIMENTO PARA RAMAIS DE AQUECIMENTO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por adicionalmente apresentar o RESSALTO DE ANCORAGEM LONGITUDINAL (38) que permite tanto o encaixe/acoplamento dos MÓDULOS ou CÂMARAS SELADAS (31), entre si, utilizando o PERFIL DE FECHAMENTO/ACOPLAMENTO LONGITUDINAL (37), como da PLACA DE PISOTEAMENTO (39), que atua como um "ARCO ROMANO", quando ocorrer o pisoteamento (pessoas caminhando sobre o dispositivo mecânico) para que as cargas sejam dirigidas para as laterais longitudinais da PLACA DE PISOTEAMENTO (39), que já estava encaixada no RESSALTO DE ANCORAGEM LONGITUDINAL (38) onde as cargas ficarão distribuídas; HIGH-PERFORMANCE HEATING RANGE DEVICE according to claim 1, characterized in that it additionally has the LONGITUDINAL ANCHORING BEAM (38) which permits either the fitting / coupling of the MODULES or SEALED CHAMBERS (31) between using the LONGITUDINAL CLOSING / COUPLING PROFILE (37), such as the LEAKING BOARD (39), which acts as a "ROMAN ARC" when trampling occurs (people walking over the mechanical device) so that loads are directed to the longitudinal sides of the LEAKING BOARD (39), which was already fitted to the LONGITUDINAL ANCHOR BULLET (38) where the loads will be distributed;