BRPI0621427B1

BRPI0621427B1 - Separador ciclônico

Info

Publication number: BRPI0621427B1
Application number: BRPI0621427-4A
Authority: BR
Inventors: Morten Kaare Hansen
Original assignee: Flsmidth A/S
Priority date: 2006-03-24
Filing date: 2006-12-28
Publication date: 2019-04-30
Also published as: US7841477B2; IL193556A0; EP1998898A4; TNSN08360A1; JP4847576B2; WO2007110715A1; AU2006341137B2; ZA200807226B; IL193556A; MY144582A; EA200801870A1; KR101304349B1; EG26126A; KR20090028683A; AU2006341137A1; CN101400449B; CA2642635C; MX2008011767A; EP1998898A1; DK176211B1

Abstract

separador de ciclone. o ciclone segundo a presente invenção compreende um alojamento (1), um duto de descarga (5), e um tubo central (3) para desvio de gases, dito tubo central (3) se estendendo axialmente no alojamento (1), e sendo composto por um número de segmentos (3a) que são suspensos em um elemento de suporte (15) provido na área entre o alojamento (1) e o duto de descarga (5). o separador de ciclone é peculiar em que compreende um número de meios transportadores (17) que são constantemente distribuídos e fixados ao lado interno do dito alojamento (1) e/ou do duto de descarga (5), e em que o elemento de suporte (15) compreende um disco anular que é frouxamente assentado no topo dos meios transportador (17), e tendo um diâmetro externo que é menor do que o diâmetro interno do alojamento (1) e/ou do duto de descarga (5), de modo que uma folga (18) é provida entre o disco anular (15) e o alojamento (1), e/ou o duto de descarga (5). desse modo, é obtida uma redução significante na transmissão de calor a partir do elemento de suporte para o alojamento e/ou o duto de descarga, de modo que o gradiente de temperatura radial no elemento de suporte é reduzido com uma temperatura aproximadamente uniforme sobre a seção transversal radial do elemento. conseqúentemente, as tensões térmicas no elemento de suporte são substancialmente reduzidas. isto é principalmente atribuível à redução na área de contato entre o elemento de suporte e o alojamento de ciclone e/ou o duto de descarga.

Description

[00001] A presente invenção se refere a um separador ciclônico compreendendo um alojamento de ciclone, um duto de descarga, e um tubo central para desvio de gases, referido tubo central se estendendo axialmente no alojamento de ciclone, e sendo composto por um número de segmentos que são suspensos em um elemento de suporte provido na área entre o alojamento de ciclone e o duto de descarga.

[00002] Separadores ciclônicos são geralmente conhecidos e amplamente usados para muitas aplicações técnicas nas quais duas fases, tais como gases e partículas de material em suspensão, são para serem separadas. Os ciclones tipicamente compreendem um alojamento de ciclone com uma parte superior substancialmente cilíndrica e uma parte inferior cônica, uma admissão frequentemente tangencial na parte superior do alojamento de ciclone para introdução da suspensão que é para ser separada, uma descarga no fundo da parte cônica para desvio de uma fração da suspensão, bem como um tubo central estendendo-se livre e axialmente no alojamento de ciclone para desvio da segunda fração da suspensão, via um duto de descarga.

[00003] A partir da Patente dos Estados Unidos N° 4.505.051 é conhecido um exemplo de um separador ciclônico do tipo antes mencionado. Nestes separadores ciclônicos conhecidos, a série superior dos segmentos do tubo central compreende uma parte em forma de L que se projeta para fora e para baixo, e que assenta contra um elemento de suporte que é formado com uma parte que se projeta ascendentemente e que é rigidamente conectada por soldagem ao alojamento de ciclone/duto de descarga. Nos exemplos onde o separador ciclônico é usado para separar material quente/suspensões de gás, por exemplo, em conjunto com o aquecimento de

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2/5 matérias primas de cimento para manufatura de cimento, onde a temperatura pode alcançar um nível tão alto quanto 900°C, o impacto do calor no tubo central será muito significante, conduzindo a mudanças nas dimensões transversais. É uma característica particular do separador ciclônico conhecido de acordo com a patente dos Estados Unidos que, de modo a impedir danos sérios ao tubo central, a suspensão especial dos segmentos do tubo central nos elementos de suporte leva em conta devido ao fato que o tubo central é afetado por tais mudanças de dimensões transversais devido ao impacto do calor. Para o separador ciclônico conhecido, a transmissão de calor a partir do tubo central via o elemento de suporte ao alojamento de ciclone/duto de descarga será, contudo, muito significante devido às superfícies de contato relativamente grandes existentes entre estes elementos estruturais. Como uma consequência disto, um gradiente de temperatura radial pode ocorrer no elemento de suporte variando de um nível ao redor de 600°C na parte mais interna do elemento a ao redor de 200°C na parte mais externa do elemento. Um gradiente de temperatura radial desta grandeza no elemento de suporte ocorrerá para cargas de tensão térmicas significantes que, sob circunstâncias adversas, podem exceder o limite de tensão produzido do aço usado, e envolvendo, no cenário de caso pior, um risco de traturar o tubo central.

[00004] É o objeto da presente invenção proporcionar um separador ciclônico por meio do qual as desvantagens antes mencionadas são significantemente reduzidas.

[00005] Isto é obtido de acordo com a invenção por um separador ciclônico do tipo mencionado na introdução, e sendo caracterizado em que compreende um número de meios transportadores que são constantemente distribuídos e fixados ao lado interno do alojamento de ciclone e/ou do duto de descarga, e em que o elemento de suporte compreende

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3/5 um disco anular que é frouxamente assentado no topo dos meios transportadores, e tendo um diâmetro externo que é menor do que o diâmetro interno do alojamento de ciclone e/ou do duto de descarga, de modo que uma folga é provida entre o disco anular e o alojamento de ciclone, e/ou o duto de descarga.

[00006] Desse modo, é obtida uma redução significante na transmissão de calor a partir do elemento de suporte para o alojamento de ciclone e/ou o duto de descarga, de modo que o gradiente de temperatura radial no elemento de suporte é reduzido com uma temperatura aproximadamente uniforme sobre a seção transversal radial do elemento. Consequentemente, as tensões térmicas no elemento de suporte serão substancialmente reduzidas. Isto é principalmente atribuível à redução na área de contato entre o elemento de suporte e o alojamento de ciclone e/ou o duto de descarga.

[00007] Os meios transportadores podem ser configurados de qualquer maneira apropriada, mas para otimização de características de resistência, é preferido que eles sejam configurados como suportes de prateleira tendo uma forma substancialmente triangular.

[00008] Os suportes de prateleira podem ser fixados ao alojamento de ciclone e/ou ao duto de descarga em qualquer maneira apropriada, mas é preferido que eles sejam fixados por soldagem.

[00009] O disco anular que forma o elemento de suporte pode ser configurado com um flange ascendentemente projetante de modo a aperfeiçoar a fixação dos segmentos de tubo central que são tipicamente formados com um flange descendentemente projetante correspondente. De modo a limitar as tensões térmicas no flange ascendentemente projetante do disco anular, o flange é preferivelmente dividido em um número de segmentos.

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4/5 [00010] O disco anular pode também ser provido com uma camada de isolamento de calor em seu lado superior de modo a reduzir a transmissão de calor a partir do tubo central.

[00011] É preferido que o disco anular com seu flange ascendentemente projetante e os suportes de prateleira sejam produzidos de aço resistente ao calor.

[00012] É adicionalmente preferido que o separador ciclônico seja revestido na maneira tradicional.

[00013] A invenção será agora descrita em detalhes adicionais com referência ao desenho, onde:

- A Figura 1 mostra uma vista em corte de um separador ciclônico compreendendo um tubo central de acordo com uma concretização preferida da invenção, e

- A Figura 2 mostra detalhes no separador ciclônico mostrado na Figura l.

[00014] Nas Figuras 1 e 2, é visto um separador ciclônico compreendendo um alojamento de ciclone 1. O alojamento de ciclone 1 tem uma parte cilíndrica superior la e uma parte cônica inferior lb, uma admissão tangencial 9 para introdução da suspensão a ser separada, uma descarga 11 no fundo da parte central para desvio de uma fração da suspensão, bem corno um tubo central 3 que se estende axialmente no alojamento de cilindro 1 para desvio da segunda fração da suspensão, via um duto de descarga 5.

[00015] O tubo central 3 é produzido de um número de segmentos 3a que são suspensos em um elemento de suporte 15 na extremidade superior do alojamento de ciclone l. O elemento de suporte 15 compreende um flange ascendentemente projetante 16 que, conforme mostrado, é dividido em segmentos 16a.

[00016] De acordo com a invenção, o separador ciclônico compreende um número de meios transportadores 17, aqui mostrados por meio de braçadeiras de prateleira 17,

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5/5 que são fixados, constantemente distribuídos, à parte mais inferior do lado interno do duto de descarga 5. O elemento de suporte na forma de um disco anular 15 é frouxamente assentado nas braçadeiras de prateleira, permitindo que o disco se mova em relação às braçadeiras de prateleira 17. O disco anular é formado com um diâmetro externo que é menor do que o diâmetro interno do duto de descarga 5, criando, desse modo, uma folga 18 entre o disco anular 15 e o duto de descarga 5.

[00017] Conforme mencionado na introdução, a transmissão de calor a partir do disco anular 15, via as braçadeiras de prateleira 17, ao duto de descarga 5, desse modo, será substancialmente reduzida devido a redução na área de contato de modo que o disco anular 15 tem uma temperatura aproximadamente uniforme através de sua seção transversal, consequentemente sendo submetido a tensões térmicas substancialmente reduzidas.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Separador ciclônico compreendendo um alojamento de ciclone (1), um duto de descarga (5), e um tubo central para desvio de gases, referido tubo central (3) se estendendo axialmente no alojamento de ciclone (1), e sendo composto por um número de segmentos (3a) que são suspensos em um elemento de suporte (15) provido na área entre o alojamento de ciclone (1) e o duto de descarga (5), caracterizado por compreender um número de meios transportadores (17) que são constantemente distribuídos e fixados ao lado interno do alojamento de ciclone (1) e/ou do duto de descarga (5), e em que o elemento de suporte (15) compreende um disco anular que é frouxamente assentado no topo dos meios transportadores (17), e tendo um diâmetro externo que é menor do que o diâmetro interno do alojamento

de ciclone (1) e/ou do duto de descarga (5), de modo que uma folga (18) é provida entre o disco anular (15) e o aloj amento de ciclone (1) e/ou o duto de descarga (5). 2. Separador ciclônico, de acordo com a

reivindicação l, caracterizado por os meios transportadores (17) serem configurados como suportes de prateleira tendo uma forma substancialmente triangular.

3. Separador ciclônico, deacordo com a reivindicação
2, caracterizado por os meios transportadores (17) serem

fixados ao alojamento de ciclone (1) e/ou ao duto de descarga (5) por soldagem. 4. Separador ciclônico, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o di sco anular (5) ser

configurado com uma flange ascendentemente projetante (16).
5. Separador ciclônico, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por a flange ascendentemente projetante (16) ser dividida em um número de segmentos.

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6. Separador ciclônico, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por o disco anular (15) ser provido com uma camada de isolamento de calor em seu lado superior.
7. Separador ciclônico, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por o disco anular (15), com sua flange ascendentemente projetante (16) e os suportes de prateleira (17), serem produzidos de aço resistente ao calor.
8. Separador ciclônico, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado por o separador ciclônico ser revestido.