BRPI0408102B1 - Disposição para ajuste de posição de rotores em um alimentador dosador - Google Patents

Description

"DISPOSIÇÃO PARA AJUSTE DE POSIÇÃO DE ROTORES EM UM ALIMENTADOR DOSADOR" , A presente invenção refere-se a uma disposição de acordo com o preâmbulo da reivindicação 1. Técnica Anterior É necessário em usinas de polpa de papel transferir cavacos (chips) e outros materiais lignocelulósicos, tais como licor de cozimento ou outros licores de tratamento, entre tubulações e reservatórios que mantém diferentes pressões. Desta forma, os cavacos são dosados (sluíced) através do que se conhece como alimentação de baixa pressão para o interior do reservatório de vapor no qual é mantida certa pressão de vapor, usualmente entre 150 e 200 KPa. Os cavacos, em conjunto com o licor de cozimento são dosados após o processo de vapor por meio de uma alimentação de alta pressão para o interior do sistema de alta pressão do digestor, onde uma pressão consideravelmente mais elevada é mantida. Uma alimentação de alta pressão, isto é, um alimentador dosador destinado para uso com altas diferenças de pressão, de um tipo convencional é mostrado nas Figura 1 e 2. Esta alimentação corresponde ao tipo de alimentação revelado no documento SE,C,503684. 0 mesmo consiste de uma carcaça 1 de alimentação e um rotor 2, também chamado de tap. Este tap é dividido em um número de receptáculos 3 de modo a dosar cavacos através de uma abertura de entrada 4 e fluido de cozimento através de uma abertura de entrada 5 via uma abertura de saida 6 para o digestor de polpa. 0 eixo do tap é indicado pela referencia numérica 7. 0 formato geral do tap é de um cone truncado, cuja superfície é indicada pela referencia numérica 8. Este tap é levado ao contato com uma superfície correspondentemente 9, congruente em formato de cone na carcaça de alimentação 1. As superfícies 8 e 9 são desgastadas por meio da fricção entre as superfícies 8 e 9 durante a rotação do tap (os meios de se obter esta rotação não são mostrados nas figuras). 0 assentamento do tap, portanto deve ser ajustado de forma gradual por meio de um deslocamento axial relativo à carcaça de alimentação 1. Até meados dos anos 90, tem sido utilizados para este tipo de ajuste diferentes disposições de ajuste manual por rosca em equipamentos de ajuste afixados a uma extremidade do eixo 7 da tap. Estas disposições tenham em comum que requeriam forças relativamente elevadas para ajustá-las, enquanto proporcionando ao mesmo tempo, em muitos casos, somente precisão limitada de ajuste. Tem se desenvolvido sistemas de modo a ajustar a posição do tap de forma automática. A guisa de exemplo, a patente sueca SE,C,512305 {=USA 5597446) descreve uma disposição do gênero, na qual um ajuste automático de desgaste, o qual também é dependente do tempo, da posição do tap é revelada. Um motor elétrico é utilizado em este caso que preme o eixo do rotor para dentro por meio de uma distância de regulagem de 0.03- 0.4 mm a intervalos de tempo adequados, de 3 vezes por dia para uma vez a cada quatro dias. A concepção de ajuste especificada na SE,C,512305 tem sido instalada em aproximadamente 20 usinas de polpa, e o principio de sua execução na prática é mostrado na figura 3. Um motor elétrico 50 é utilizado em este caso, suportado por uma estrutura apoiada no piso 51. 0 eixo do tap 7 é girado por meio de uma engrenagem de redução 52, esta também sendo escorada na estrutura apoiada no piso, através de uma primeira conexão 55 e uma segunda conexão 56. A conexão 55 é uma conexão flexível que pode absorver vibrações e uma orientação oblíqua entre o grupo motopropulsor e o eixo 7 do tap, onde o grupo motopropulsor (motor e engrenagens) é localizado em uma sustentação afixada ao piso e a carcaça de alimentação 1 é permitido apresentar certa flexibilidade. A segunda conexão 56 e o eixo 7 do tap são permitidos a se moverem para a direita na figura 3 durante o ajuste por desgaste através de uma conexão entalhada (a metade fêmea da conexão entalhada é mostrada em linhas achuradas na figura). A detecção da posição giratória instantânea é realizada por meio de uma roda dentada 53 que está afixada ao eixo do motor, e por um sensor 54 sobre o suporte que detecta a posição de rotação do disco 53.

No entanto, o servomecanismo de ajuste como implementado e descrito na Figura 3 é relatívamente dispendioso já que vários conectores caros diferentes são requeridos de modo a se conectarem os eixos entre grupo motopropulsor que é afixado no piso e o eixo no tap.

Particularmente, a conexão flexível é muito onerosa já que deve ser capaz de absorver o rotação de ajuste relativamente grande sem nenhum risco de aparecer um jogo na posição de rotação. Custos de ajuste também serão desnecessariamente altos já que a instalação do servomecanismo de ajuste requer uma preparação no local durante a finalização da estrutura apoiada no piso.

Finalidade e objetivo da invenção A presente invenção se destina a proporcionar um servo mecanismo de ajuste mais rentável, melhor e consideravelmente mais simples para a compensação do desgaste do alimentador dosador (sluice feeder).

De acordo com a invenção, podem ser eliminados no mínimo um conector e duas conexões onerosas.

Preparativos para instalação e custos de instalação podem ser reduzidos a um mínimo já que a estrutura apoiada no piso pode ser totalmente eliminada e ao invés disso, o servomecanismo de ajuste completo é sustentado no eixo do tap com sustentação de rotaçãona carcaça de alimentação. Um conector entalhado pode também ser eliminado e substituído por um mancai de apoio deslizante que é afixado à carcaça de alimentação. Em suma, um servomecanismo de ajuste é obtido com o projeto simplificado e os procedimentos simplificados de instalação que custam somente 1/3 -1/5 do custo equivalente para um servomecanismo de ajuste conhecido.

Em contraste com a técnica anterior, o equipamento de acionamento completo é sustentado no eixo do tap e acompanha o deslizamento em direção ao mancai de apoio deslizante durante o ajuste de posição do eixo do tap.

Descrição das Figuras A Fig. 1 mostra o principio de operação de um alimentador de deslocamento conhecido; A Fig. 2 mostra uma vista lateral do alimentador de deslocamento da figura 1; A Fig. 3 mostra a forma de instalação de um servomecanismo de ajuste de desenho conhecido sobre o alimentador de dosagens; A figura 4 mostra uma vista lateral de um servomecanismo de ajuste de acordo com a presente invenção; A figura 5 mostra uma vista do servomecanismo de ajuste visto na figura 4; A figura 6 mostra uma vista do servomecanismo de ajuste de acordo com a presente invenção sendo uma vista em alçado em corte transversal conforme as linhas de corte VI- VÍ na figura 4; A figura 7 mostra uma vista do servomecanismo de ajuste de acordo com a presente invenção sendo uma vista perpendicular em corte transversal conforme as linhas de corte VII-VII na figura 4.

Descrição detalhada das modalidades preferidas A invenção refere-se a uma disposição para um alimentador de dosagens equivalente ao mostrado na figura 1 e que foi descrito anteriormente. 0 alimentador de deslocamento é disposto para deslocar material a partir de uma primeira região superior 4 com pressão baixa para uma segunda região inferior 6 com pressão maior, onde o alimentador de deslocamento compreende um rotor 3 com um eixo de rotor 7 disposto na carcaça de alimentação 1, onde o rotor apresenta a forma de um cone truncado disposto com simetria de rotação ao redor do eixo do rotor 7 com no mínimo dois receptáculos 3 no rotor que são abertos radialmente em direção ao perímetro, e onde a superfície interna da carcaça de alimentação apresenta uma forma cônica que é congruente com àquela do rotor com uma entrada conectada à primeira região 4 e uma saída conectada à segunda região 6, pelo que um receptáculo no rotor é preenchido inicialmente com o material proveniente da primeira região superior e, após a rotação do rotor, entrega o material à segunda região inferior. 0 rotor é equipado com um servomecanismo de ajuste de forma conhecida para o ajuste da posição axial do rotor na carcaça de alimentação 1 de modo a compensar o desgaste entre o rotor e a carcaça de alimentação desse modo obtendo-se aqui uma compensação de desgaste pelo ajuste da posição axial do rotor de modo que o jogo entre a forma cônica do rotor e a superfície cônica interna da carcaça de alimentação seja reduzida a um mínimo. O servomecanismo de ajuste de acordo com a invenção é mostrado em diferentes vistas nas figuras 4,5,6 e 7, servomecanismo este que compreende um grupo motopropulsor 60 e uma engrenagem 61, que nesta modalidade é um parafuso sem fim. O grupo motopropulsor 60, 61 está disposto com acoplamento direto ao eixo do rotor 7 sem uma estrutura apoiada no piso para o grupo motopropulsor, por meio de uma base de acoplamento 63 e uma luva de eixo 64 fixada à base de acoplamento 63. A luva do eixo 64 é fixa com relação ao giro, ao eixo do rotor por meio de uma peça de união com chaveta convencional. De acordo com a invenção, no mínimo um suporte fixo de rotação (dois suportes de rotação 70a, 70b são mostrados nas figuras) é disposto na carcaça de alimentação 1, que está disposto de forma paralela ao eixo de rotor 7 com um prolongamento do suporte de rotação a partir da carcaça de alimentação 1 para o grupo motopropulsor 60, 61, e que o grupo motopropulsor 60, 61 faz contato com o suporte de rotação70a, 70b, quando vistos a partir da direção de rotação do rotor/eixo do rotor 7. 0 suporte de rotação é constituído por no mínimo uma travessa 70a, 70b rígida à prova de rotação na carcaça de alimentação, preferivelmente uma travessa oca como mostrado nas figuras 6 e 7. Cada travessa é disposta de forma fixa, de forma apropriada por solda à extremidade relevante da carcaça de alimentação sobre um flange 80 afixado de forma rosqueada à carcaça de alimentação ustilizando-se parafusos de fixação 81. A figura 6 mostra que as travessas também apresentam reforços 82 que, como amostrado nas figuras 4 e 5, se estendem por uma certa distância a partir da extremidade livre da travessa. 0 suporte completo do conjunto de rotaçãoé assim constituído somente pelo flange 80, pelas travessas 70a,70b e os reforços 82, os quais são montados com parafusos de fixação 81. A travessa rígida à prova de torção é projetada para apresentar uma superfície de contato alongada 71,72 sobre a travessa que é paralela ao eixo do rotor. Na modalidade mostrada, existem dois suportes do conjunto de rotaçãona forma de duas travessas a prova de torção que estão dispostas a uma distância, na modalidade mostrada a distâncias iguais a partir do centro do eixo do rotor 7, e onde cada uma das duas travessas está localizada sobre lados opostos do centro do eixo do rotor.

Naturalmente, pode ser utilizada uma quantidade de suportes do conjunto de rotação em número diferente de dois, por exemplo, podem ser três suportes do conjunto de rotação, que então estarão dispostos de forma apropriada, essencialmente distribuídos de forma equivalente ao redor do eixo do rotor, preferivelmente a 120° entre os suportes do conjunto de rotaçãoao redor do eixo do rotor. A figura 5 deixa claro que cada travessa 70a, 70b é projetada com duas superfícies paralelas alongadas de contato (71a e 71b) sobre ambos os lados da travessa. De modo que o grupo motopropulsor seja capaz de absorver um rotaçãorelativo à carcaça de alimentação, o grupo motopropulsor 60, 61 é projetado com um apoio deslizante 73a, 73b e 74a, 74b que faz contato com as superfícies alongadas de contato da travessa.

Na modalidade mostrada, estes apoios são constituídos pelas superfícies terminais de um parafuso de ajuste. O suporte deslizante 73a, 73b e 74a, 74b transporta, na modalidade amostrada, a travessa absorvedora de rotação que interage e que faz contato com as superfícies de contato alongadas sobre cada lado da travessa. Desta forma, a absorção do rotação pode ocorrer em ambas as direções sem nenhuma ocorrência de jogo.

Na modalidade mostrada, onde o apoio deslizante compreende é na forma das superfícies finais de parafusos de ajuste, é fácil ajustar o jogo entre o suporte deslizante do grupo motopropulsor e a superfície alongada de contato de cada travessa, e travar os parafusos de ajuste com a porca de travamento mostrada. O grupo motopropulsor completo ira acompanhar o deslocamento axial do eixo do rotor durante o ajuste enquanto que os suportes deslizantes deslizam ao longo das superfícies de contato da travessa ou travessas 70a,70b.

De acordo com o ajuste conhecido a partir do documento SE, C, 512305 (=US,A, 5597446), pode ocorrer um ajuste automático contra desgaste com base no tempo, neste caso, apropriadamente com uma grandeza de ajuste de 0,03 - 0.04 com uma freqüência de três vezes ao dia e até um ajuste uma vez a cada quatro dias. No entanto, este método de ajuste tem se revelado como não adequado e insensível a variações no processo, já que o desgaste no alimentador de deslocamento está longe de ser uniforme ao longo de um período de tempo e depende da tendência do material sendo alimentado em qualquer momento para desgastar o jogo entre o rotor e a carcaça de alimentação. Ao se usar um ajuste baseado estritamente no tempo, inicia-se na maioria das vezes um deslocamento do rotor a intervalos que não se justificam, sendo isto algo que significa que o alimentador de deslocamento é ajustado com jogo muito pequeno, dando não somente um rotação de motor aumentado, o que resulta em custos de operação aumentados, porém também aumenta o desgaste sobre o alimentador de deslocamento (ambos o rotor e a carcaça de alimentação). É preferido que o ajuste seja realizado de uma forma adaptativa na dependência de um parâmetro do alimentador de deslocamento que depende da operação, e que é indicativo do grau de desgaste. Este parâmetro pode ser constituído por um ou vários dos seguintes parâmetros.

Parâmetro N°1 0 rotação do motor para tracionar o rotor do alimentador de deslocamento. Ao se monitorar o rotação do motor a uma produção pré-determinada (rpm. do rotor), pode ser iniciado um ajuste assim que o rotação do motor caia de forma constante abaixo de um determinado valor de limiar durante um certo período mínimo. È apropriado que o valor de limiar seja ajustado para uma rotação de motor entre 5- 10% durante a rotação nominal do motor, rotação nominal do motor este que corresponde ao rotação requerida à relação relevante de revolução e o jogo inicialmente medido entre o rotor e a carcaça de alimentação. É apropriado que a medição de rotação no eixo ou uma medição de rotação do grupo motopropulsor seja utilizada para a detecção da rotação do motor, por meio da detecção da alimentação de corrente instantânea ao motor elétrico (para um motor tendo uma relação controlada de revoluções).

Parâmetro N°2 Alimentadores de deslocamento do tipo em tela na maioria das vezes apresentam um fluxo de retorno do alimentador de deslocamento de modo a compensar o desgaste majorado, e, desta forma, também o vazamento do licor de cozimento. Um ajuste pode ser iniciado pela monitoração deste fluxo de retorno, assim que a vazão exceder um valor de limiar pré-determínado durante um certo período mínimo. É apropriado que o valor de limiar seja ajustado a uma vazão que se situa 10-20% acima da vazão nominal, que corresponde à vazão requerida para a relação de revoluções relevante e o jogo entre o rotor e a carcaça de alimentação inicialmente medida.

Uma iniciação do ajuste controlado por retroalimentação utilizando-se um parâmetro que indique desgaste permite que cada ajuste seja bem menor, já que uma detecção seguinte do parâmetro pode ser realizada após ter sido realizado o ajuste. Se o parâmetro relevante ainda indicar que o desgaste é muito grande, um novo ajuste poderá ser realizado somente após alguns minutos, preferivelmente no mínimo 10 minutos após o ajuste anterior. O valor nominal desejado pode ser utilizado ao invés do valor de limiar durante o ajuste repetido, se for desejado um ajuste de retorno para a situação de otimização.

Claims (7)

1. Disposição para ajuste de posição para rotores em alimentadores dosadores (sluice feeders), aliinentadores dosadores que estão dispostos para deslocar material desde uma primeira região superior a uma pressão baixa para uma segunda região inferior a uma pressão maior, onde o alimentador dosador compreende um rotor (2) com um eixo de rotor (7) disposto dentro de uma carcaça (1), no qual o rotor apresenta a forma de um cone truncado disposto com simetria de rotação ao redor do eixo do rotor com no mínimo dois receptáculos (3) no rotor que são abertos radialmente em direção ao perímetro, e onde a superfície interna da carcaça de alimentação apresenta um perfil que é convergente com aquele do rotor com uma entrada (4) conectada à primeira região e uma saída {6) conectada à segunda região, pelo que um receptáculo do rotor e preenchido inicialmente com o material proveniente da primeira região superior e, após a rotação do rotor, entrega o material à segunda região inferior, e onde o rotor é equipado com um servomecanismo de ajuste para ajustar a posição axial do rotor na carcaça de modo a compensar o desgaste entre o rotor e a carcaça por meio de ajuste da posição axial do rotor de modo que o jogo entre a forma cônica do rotor e a superfície cônica interna da carcaça de alimentação é minimizada, caracterizado pelo fato de que o ajuste do servomecanismo compreende uma grupo motopropulsor com um motor (60) e uma engrenagem (61), grupo motopropulsor este que está disposto para ser conectado (63,64) ao eixo do rotor (7) sem pedestal de apoio no piso para o grupo motopropulsor, que no mínimo está disposto um apóio de rotação {70a,70b) de forma fixa na carcaça de alimentação(1), cujo apoio de rotação está disposto em paralelo ao eixo do rotor com um prolongador do apoio de rotação a partir da carcaça de alimentação (1) e para o grupo motopropulsor (60,61), e que o grupo motopropulsor faz contato com o apoio de torque,

2. Disposição para ajuste de posição de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o apoio de rotação é constituído no mínimo por uma travessa (70a,70b) à prova de torção disposta de forma fixa na carcaça de alimentação, travessa esta que é projetada para apresentar uma superfície de contato alongada (71,72,71a,71b,72a,72b) que é paralela com o eixo do rotor.

3. Disposição para ajuste de posição de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o apoio de rotação é constituído por duas travessas rígidas à prova de torção (70a,70b) em relação de espaçamento com relação ao centro do eixo do rotor, e onde as duas travessas estão localizadas sobre lados opostos do centro do eixo do rotor.

4. Disposição para ajuste de posição de acordo com a reivindicação 2 ou 3, caracterizado pelo fato de que os lados opostos de cada travessa são dimensionados respectivamente com duas superfícies paralelas alongadas de contato (71a,71b/72a,72b).

5. Disposição para ajuste de posição de acordo com a reivindicação 2 ou 3, caracterizado pelo fato de que o grupo motopropulsor é dimensionado com um mancai de apoio deslizante(73a,73b,74a,74b) que faz contato com as superfícies alongadas de contato da travessa.

6. Disposição para ajuste de posição de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o grupo motopropulsor é dimensionado com um mancai de apoio deslizante (73a, 73b,74a,74b) que transporta a travessa absorvedora de rotação que interage e que faz contato com as superfícies de contato alongadas (71a,71b/72a,72b) da travessa.

7. Disposição para ajuste de posição de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o mancai de apoio deslizante compreende meios de ajuste para ajustar o jogo entre o mancai de apoio deslizante do grupo motopropulsor e as superfícies alongadas de contato de cada travessa.