BRPI0610384A2 - dispositivo de extração para utilizar ao extrair um filtro de espuma de cerámica - Google Patents
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Abstract
A presente invenção de refere a um dispositivo de extração que é provido para ser utilizado ao extrair um filtro de espuma de cerâmica, conforme usado, por exemplo, na produção e no processamento de alumínio, O dispositivo de extração inclui um dispositivo de âncora (1) que possui um corpo de âncora (2) adequado para dirigir-se para dentro do filtro e uma rosca de parafuso (8) que se estende ao longo de pelo menos parte do comprimento do corpo de âncora para que se prenda ao filtro.
Description
RELATÓRIO DESCRITIVO
Pedido de Patente de invenção para: DISPOSITIVO DEEXTRAÇÃO PARA UTILIZAR AO EXTRAIR UM FILTRO DE ESPUMA DECERÂMICA
A presente invenção diz respeito a um dispositivo deextração para ser utilizado ao extrair um filtro de espumade cerâmica, conforme usado, por exemplo, na produção e noprocessamento de alumínio e outros metais.
O alumínio fundido geralmente deve ser filtrado antesde ser moldado. 0 processo de filtragem retira partículasque poderiam de outro modo produzir dejetos nos produtosfinais.
Tradicionalmente, filtros de espuma de cerâmica sãoutilizados. Estes são fabricados de pasta refrataria dealumina impregnando espuma reticulada fabricada com aporosidade específica da pasta. A espuma impregnada é entãoseca e aquecida em uma fornalha. A espuma queima deixandoum corpo de cerâmica poroso, que é utilizado como filtro.Filtros de cerâmica vêm em diversos tamanhos, normalmentecom largura de 16 cm, 20 cm, 27 cm, 34 cm, 38 cm 45 cm, 52cm e 58 cm de largura e 5 cm de espessura.
Para uso, o filtro é montado em um recipiente defiltro refratário. 0 alumínio líquido é vertido dentro dorecipiente através do filtro, que retém as partículas finasno metal líquido. Quando a operação de moldagem écompletada, o alumínio remanescente dentro do filtro decerâmica congela, formando um bloco de alumíniopraticamente sólido.
Após o uso, o filtro deve ser retirado e substituídoantes da próxima operação de moldagem. A prática industrialcorrente de se retirar o filtro consiste em furar umorifício no filtro enquanto ainda está cheio de alumíniolíquido. Deixa-se então que o alumínio esfrie, após o que ofiltro é puxado para fora com o auxílio de uma barra deferro provida com ganchos. No entanto, esta solução não énem a mais elegante nem a mais segura, já que o metallíquido pode respingar para fora ao perfurar o filtro. 0recipiente refratário que contém o filtro também pode serdanificado caso a ponta de aço atravesse o filtro e perfurea base. As partes quebradas do filtro podem também passarpara a próxima moldagem.
0 objetivo da presente invenção consiste em prover umdispositivo de extração de filtro e um método para extrairo filtro que mitigue pelo menos algumas das desvantagenscitadas acima.
De acordo com a presente invenção, utiliza-se umdispositivo de extração para extrair um filtro de espuma decerâmica, sendo que o dispositivo de extração inclui umdispositivo de âncora adaptado para entrar dentro do filtroe sendo que tal âncora possui um corpo de âncora e umarosca de parafuso que se estendem ao longo de pelo menosparte do comprimento do corpo de âncora para que se prendaao filtro.
O dispositivo de extração pode ser utilizado paraextrair um filtro de espuma de cerâmica usado de maneirasegura e eficaz. Como o filtro não se rompe violentamente,não há risco expressivo de que o alumínio líquido respinguepara fora do filtro ou do recipiente do filtro e poucos ounenhum detrito serão criados, reduzindo assim o risco decontaminação de um lote subseqüente de alumínio. 0dispositivo de extração se prende firmemente dentro dofiltro, reduzindo o risco de cair.
Vantajosamente, o dispositivo de extração inclui meiosde conexão para conectar o dispositivo de extração a umaferramenta de inserção/extração. O meio de conexãocompreende preferivelmente uma rosca de parafuso dispostaem uma das extremidades do corpo de âncora.
Alternativamente, algum outro tipo de meio de conexão podeser previsto, tal como por exemplo um conector de baioneta.0 dispositivo de âncora preferivelmente inclui umelemento de corte em uma das extremidades do corpo deâncora, abrindo uma passagem dentro do filtro. O elementode corte compreende preferivelmente uma lâmina ou umapluralidade de lâminas em uma das extremidades do corpo deâncora. A lâmina de corte permite que o dispositivo deextração seja orientado para dentro do filtro de espuma decerâmica sem provocar rachaduras ou quebra. Isto tambémajuda a garantir que a rosca do parafuso estabeleça umaconexão forte com o material do filtro.
Vantajosamente, o dispositivo de âncora apresentacomprimento total na faixa de 20-48 mm, de preferênciaaproximadamente 45 mm. Isto garante que ao entrar naprofundidade total do filtro, o dispositivo de âncora nãoperfure o lado oposto do filtro, evitando assim que osdejetos caiam dentro do recipiente do filtro.
Vantajosamente, o diâmetro total da rosca de parafusoestá na faixa de 25-100 mm, de preferência aproximadamente55 mm. 0 corpo de âncora é preferivelmente cilíndrico, comdiâmetro na faixa de 13-22 mm, preferivelmente 15 mm.
Vantajosamente, a rosca de parafuso compreende de uma aoito voltas, preferivelmente cerca de duas voltas. Notamosque uma rosca de parafuso com somente algumas voltasgrandemente espaçadas realiza uma conexão muito mais fortecom o material relativamente friável do filtro de espuma decerâmica do que uma rosca com voltas menos espaçadas.Vantajosamente, uma rosca de parafuso apresenta espaçamentona faixa de 5-30 mm, pref erivelmente 8-20 mm. Estaprofundidade radial da rosca do parafuso encontra-sevantajosamente entre 10 e 35 mm, preferivelmente cerca de20 mm e a espessura da rosca do parafuso é vantajosamentecompreendida entre 0,2 e 2,00 mm, preferivelmente cerca de1,0 mm.Vantajosamente, o dispositivo de extração inclui ummembro de parada, fixado em uma das extremidades dodispositivo de âncora. Isto evita que o dispositivo deâncora seja levado a um ponto demasiadamente longe nofiltro.
O dispositivo de extração é feito preferivelmente deaço de carbono. Alternativamente, pode ser fabricado em açoinoxidável, alumínio ou outro material adequado.
De acordo com outro aspecto da presente invenção, éprovido um método para extrair um filtro de espuma decerâmica, sendo que este método inclui aparafusar umdispositivo de extração para dentro do filtro e sendo quetal dispositivo de extração inclui um dispositivo de âncorae um parafuso de rosca que se estende ao longo docomprimento do corpo de âncora e levanta o dispositivo deextração para extrair o filtro.
O dispositivo de extração é preferivelmente conformedefinido em quaisquer das descrições anteriores dainvenção.
Diversas modalidades da invenção serão agora descritasa título de exemplo, com referência ao desenhos em anexo,nos quais:
A Figura 1 é uma vista isométrica de um primeirodispositivo de extração de acordo com a invenção;A Figura 2 é uma vista lateral em elevação do primeirodispositivo de extração;A Figura 3 é uma vista frontal em elevação do primeirodispositivo de extração;
A Figura 4 é uma vista final do primeiro dispositivo deextração;
A Figura 5 é uma vista em seção transversal do primeirodispositivo de extração na linha V-V da Figura 2;A Figura 6 é uma vista isométrica do segundo dispositivo deextração de acordo com a invenção;
A Figura 7 é uma vista frontal em elevação do segundodispositivo de extração;
A Figura 8 é uma vista final do segundo dispositivo deextração; e
A Figura 9 é uma vista em seção transversal do segundodispositivo de extração, na linha IX-IX da Figura 8.
O primeiro dispositivo de extração mostrado nasFiguras 1-5 inclui um dispositivo de âncora (1) quecompreende um corpo de âncora cilíndrico (2) que contém umalâmina de corte (4) em uma das extremidades do corpo e umorifício cilíndrico (6) na outra extremidade do corpo. Aforma externa da lâmina de corte (4) é um trapézio(trapezóide US) e a borda da lâmina é afiada, para quecorte ao entrar no filtro de espuma de cerâmica. 0 orifício(6) é provido com uma rosca interna fêmea (não mostrada) ,que forma um meio de conexão para conectar o dispositivo deextração a uma ferramenta de inserção/extração (nãomostrada). A ferramenta de inserção/extração pode, porexemplo, consistir em uma barra em "T" com uma rosca deparafuso em uma das extremidades, para que se prenda àrosca interna do parafuso no orifício (6). A ferramenta deinserção/extração também pode incluir um olhai delevantamento, para conexão a um guincho ou a outrodispositivo de elevação.
Uma rosca de parafuso externa e helicoidal macho (8)estende-se para fora da superfície cilíndrica do corpo deâncora (2). Na modalidade mostrada nos desenhos, esta roscade parafuso estende-se ao longo de todo o comprimento docorpo de âncora e inclui cerca de quatro voltas amplamenteespaçadas. As roscas de parafuso apresentam profundidaderadial de aproximadamente 20 mm, uma espessura de cerca de1 mm e um espaçamento de cerca de 8,55 mm. O corpo deâncora (2) apresenta um diâmetro de cerca de 15 mm, de modoque o diâmetro total do dispositivo de extração seja deaproximadamente 55 mm. 0 comprimento do dispositivo deâncora (1) é de aproximadamente 45 mm, o comprimento docorpo de âncora (2) é de aproximadamente 35 mm e ocomprimento da lâmina (4) é de aproximadamente 10 mm. 0dispositivo de extração é fabricado por exemplo em aço decarbono.
Em uso, uma ferramenta de inserção/extração éconectada ao dispositivo de extração ao ser aparafusado noorifício rosqueado (6) na extremidade superior do corpo deâncora (2) . Logo, enquanto o alumínio dentro do filtroainda se encontra em estado liquido, o dispositivo deextração é orientado para dentro da face superior do filtrode espuma de cerâmica por meio de rotação da ferramenta deinserção/extração. Conforme roda, a lâmina de corte (4)corta um orifício cilíndrico no filtro a fim de acomodar ocorpo de âncora cilíndrico. A rosca do parafuso corta umparafuso helicoidal para dentro do filtro ao redor doorifício realizado pela lâmina de corte (4), prendendoassim o dispositivo de extração dentro do filtro. Odispositivo de extração é orientado para dentro do filtroaté que o dispositivo de âncora (1) seja mergulhado naprofundidade total e a extremidade superior do corpo deâncora (2) esteja nivelado com a superfície superior dofiltro. Como o comprimento do dispositivo de âncora (1) éligeiramente menor do que a espessura do filtro, nãoperfurará a face inferior do filtro, evitando assim quedejetos caiam dentro do recipiente do filtro.
O dispositivo de extração é deixado dentro do filtroaté que o alumínio retido tenha se solidificado: istoaumenta o entrosamento mecânico entre o dispositivo deextração e o filtro. O filtro é então extraído dorecipiente do filtro levantando-se a ferramenta deinserção/extração. 0 filtro pode assim ser removido demaneira fácil e limpa, sem deixar dejetos no recipiente dofiltro e sem que o alumínio líquido corra o risco derespingar para fora do filtro. Um novo filtro pode entãoser colocado no recipiente do filtro para que esteja prontopara uma nova operação de moldagem.
Um segundo dispositivo de extração de acordo com ainvenção é mostrado nas Figuras 6-9. Este é semelhante emmuitos aspectos ao primeiro dispositivo de extraçãodescrito acima e números de referências semelhantes foramusados quando apropriado.
A diferença entre o segundo dispositivo de extração eo primeiro dispositivo de extração reside na existência deum membro de vedação (10) que compreende uma placa anularligada à extremidade superior de outro corpo de âncora (2) .O diâmetro do membro de vedação (10) é maior do que odiâmetro da rosca de parafuso (8), de modo que se estendapara fora além da borda externa da rosca de parafuso. Porexemplo, a placa de vedação (10) pode ter um diâmetro deaproximadamente 75 mm.
0 segundo dispositivo de extração é utilizado do mesmomodo que o primeiro dispositivo de extração descrito acima.No entanto, quando o dispositivo de âncora (1) tiver sidototalmente orientado para dentro do filtro, a placa devedação (10) toca a face do filtro, impedindo que odispositivo de âncora entre ainda mais dentro do filtro.Isto garante que nenhuma parte do dispositivo de âncoraseja quebrada através da superfície inferior do filtro. Umavez que o dispositivo de âncora (1) tenha entradototalmente dentro do filtro e o alumínio estejasolidificado, o filtro é retirado conforme descritoanteriormente.
Diversas modificações do dispositivo de extração sãoclaramente possíveis, por exemplo, o dispositivo de âncorapode ter comprimento total na faixa de 20-48 mm e umdiâmetro na faixa de 13-22 mm. 0 parafuso da rosca pode ter1 a voltas, preferivelmente cerca de 2 voltas, comprofundidade radial de 10-35 mm e espessura de 0,2-2,0 mm,preferivelmente cerca de 1,0 mm. O corpo de âncora podeapresentar também outras formas, por exemplo, pode sercônico ou frusto-cônico e a rosca de parafuso pode tambémaumentar de diâmetro de uma extremidade do corpo de âncorapara a outra. O dispositivo de extração pode ser fabricadode aço de carbono ou outro material adequado, por exemplo,aço inoxidável ou alumínio.
Claims (16)
1. Dispositivo de extração para utilização aoextrair um filtro de espuma de cerâmica, caracterizado pelofato de que o dispositivo de extração inclui um dispositivode âncora adaptado para ser orientado para dentro dofiltro, e pelo fato de que o dispositivo de âncora tem umcorpo de âncora e uma rosca de parafuso que se estende aolongo da parte moldada do comprimento do corpo de âncora,para fixação ao filtro.
2. Dispositivo de extração de acordo com areivindicação 1, caracterizado pelo fato de incluir um meiode conexão para conectar o dispositivo de extração a umaferramenta de inserção/extração.
3. Dispositivo de extração de acordo com areivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o meio deconexão compreende uma rosca de parafuso provida em uma dasextremidades do corpo de âncora.
4. Dispositivo de extração de acordo com qualqueruma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fatode que o dispositivo de âncora inclui um elemento de corteem uma das extremidades do corpo de âncora, para cortar umapassagem dentro do filtro.
5. Dispositivo de extração de acordo com areivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o elementode corte compreende uma lâmina ou uma pluralidade delâminas providas em uma das extremidades do corpo deâncora.
6. Dispositivo de extração de acordo com qualqueruma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fatode que o dispositivo de âncora tem comprimento total nafaixa de 2 0-48 mm, preferivelmente aproximadamente 4 5 mm.
7. Dispositivo de extração de acordo com qualqueruma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fatode que o diâmetro total da rosca de parafuso está na faixade 25-100 mm, de preferência aproximadamente 55 mm.
8. Dispositivo de extração de acordo com qualqueruma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fatode que o corpo de âncora é cilíndrico, tendo diâmetro nafaixa de 13-22 mm, de preferência aproximadamente 15 mm.
9. Dispositivo de extração de acordo com qualqueruma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fatode que a rosca do parafuso tem um espaçamento na faixa de 5-30 mm, preferivelmente 8-20 mm.
10. Dispositivo de extração de acordo com qualqueruma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fatode que a rosca do parafuso compreende de uma a oito voltas,preferivelmente cerca de duas voltas.
11. Dispositivo de extração de acordo com qualqueruma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fatode que a profundidade radial da rosca do parafuso estáentre 10 mm e 35 mm, de preferência aproximadamente 2 0 mm.
12. Dispositivo de extração de acordo com qualqueruma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fatode que a rosca do parafuso está entre 0,2 mm e 2,00 mm, depreferência cerca de 1.0 mm.
13. Dispositivo de extração de acordo com qualqueruma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fatode que o dispositivo de extração inclui um membro de paradaligado a uma das extremidades do corpo de âncora.
14. Dispositivo de extração de acordo com qualqueruma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fatode que o dispositivo de extração é fabricado em aço decarbono.
15. Método de extração de um filtro de espuma decerâmica, caracterizado pelo fato de que o método inclui umdispositivo de extração aparafusado para dentro do filtro,sendo que o dispositivo de extração inclui um dispositivode âncora que tem um corpo de âncora e uma rosca deparafuso que se estende ao longo de pelo menos parte docomprimento do corpo de âncora e de que o dispositivo deextração é levantado para extrair o filtro.
16. Método de acordo com qualquer uma dasreivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de queo dispositivo de extração é definido por qualquer uma dasreivindicações de 1 a 14.
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