BRPI0710958A2 - separador com acionamento direto - Google Patents
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Abstract
SEPARADOR COM ACIONAMENTO DIRETO. Um separador (1) que apresenta: um tambor centrífugo (2) com eixo de rotação (D) vertical e uma adução para um material de centrifugação a ser processado, um fuso de acionamento (3) para o tambor centrífugo, que está montado rotativamente por meio de uma disposição de mancal em um alojamento (6), que está elasticamente apoiado em um chassis de máquina (8), um dispositivo de acionamento com um motor de acionamento (11) elétrico, que apresenta um estator (12) e um rotor de motor (13), que está alinhado com o fuso de acionamento (3), sendo que o estator (12) está rígidamente unido com o chassis de máquina (8), o rotor de motor (13), o fuso de acionamento (3), o tambor centrífugo (2) e o alojamento (6) formam uma unidade oscilante em operação, apoiada elasticamente no chassis de máquina (8), e o dispositivo de mancal está disposto entre o motor (11) e o tambor (1).
Description
Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "SEPARADOR COM ACIONAMENTO DIRETO".
A invenção refere-se a um separador segundo o preâmbulo da reivindicação 1.
Esses separadores apropriados também para um emprego in- dustrial, especialmente também em operação contínua, são em si conheci- dos do estado atual da técnica.
Entre os sistemas conhecidos há construções, em que os tam- bores, os fusos de acionamento e o motor de acionamento elétrico estão unidos rigidamente para uma unidade construtiva, que está apoiada como um todo elasticamente em um chassi de máquina. Exemplos desse estado atual da técnica são descritos pela FR 1.287.551, DAS 1 057 979 e DE 43 14 440 C1. A desvantagem é que essas disposições são de construção rela- tivamente grande e grandes massas devem ser movidas por técnica de oscilação.
A DE 2005 001 539 U1 mostra um separador apresentando transmissão de enlace.
Entre os demais antecedentes tecnológicos pertinentes cabe mencionar ainda a CH 329 841, a CH 107 681, a US 20 40 351 e o WO 99/42 221 A1.
A invenção tem por objetivo indicar outro caminho e prover um separador de construção compacta e de fabricação a baixo custo, em que, não obstante, se possa obter uma separação da região do motor da região ou compartimento de mancai.
A invenção alcança esse objetivo pelo objeto da reivindicação 1. Segundo ela, o estator está rigidamente unido com o chassi de máquina, o rotor do motor, o fuso de acionamento, o tambor centrífugo e de preferência o alojamento formam uma unidade elasticamente apoiada no chassi de maquina, oscilando em operação e todo o dispositivo de mancai - para o fuso de acionamento - está disposto entre o motor e o tambor.
Como o estator está diretamente apoiado no chassi da máquina e o rotor do motor assenta diretamente sobre o fuso de acionamento, com emprego de apenas poucos elementos estruturais pode ser obtida uma for- ma de construção vertical especialmente compacta.
A disposição do dispositivo de mancai de acordo com a invenção entre o motor e o também possibilita uma forma de construção axialmente curta, em que, no entanto, a região de mancai e o motor estão separados ou são separáveis construtivamente entre si, que a lubrificação do dispositivo de mancai pode ser separada do motor, o que não é o caso em disposições, em que o motor fica disposto entre um mancai de colar e um mancai de pé. Não obstante, o motor pode ainda ser diretamente apoiado com seu estator no chassis de máquina.
Da DE 596 402 A, da DE 545 120 A e da GB 368 247 é de fato em si conhecida uma medida, que sustenta o estator diretamente no chassi da máquina e o rotor de motor assenta diretamente sobre o fuso de aciona- mento. Como os mancais, no entanto, estão aí dispostos axialmente na regi- ão do motor, ou como axialmente em ambos os lados do motor se encon- tram mancais, a região do motor não pode ser separada dos mancais. Essa vantagem é primeiramente obtida com a construção de acordo com a invenção.
A unidade oscilante é especialmente de tal maneira projetada que o ponto de rotação especialmente do movimento de precessão se situa no ponto central axial e radial do rotor ou do rotor do motor ou não diverge do ponto central em tal medida que o rotor do motor não mais possa girar livremente no alojamento da máquina. Assim é garantido que especialmente em operação não possa haver contato entre o rotor do motor e o tambor.
Graças a essa medida, o acionamento de separador é de tal maneira projetado que os movimentos relativos, condicionados pela constru- ção de acordo com a invenção, entre o estator e o rotor de motor são redu- zidos a um mínimo, de modo que é possível dispor o rotor de motor no sis- tema oscilante e o estator dentro do/no chassi de máquina oscilante, o que possibilita uma forma de construção especialmente compacta e de baixo custo. Além disso, a massa oscilante do sistema é mantida pequena, pois apenas o rotor do motor participa dela. A sincronia em termos de técnica de oscilação é projetada de preferência "supercrítica", de modo que o sistema oscilante consistindo em tambor, fuso de acionamento e rotor de motor, projetado com uma baixa fre- qüência de ressonância própria, está montado nas ultra-buchas, sendo que a freqüência de ressonância própria se situa relativamente bem abaixo da faixa de número de rotações operacional usual. A vantagem é que o sistema em operação funciona relativamente estável com desvios apenas pequenos, pois a freqüência de ressonância já quando da partida é operada com núme- ro de rotações do tambor relativamente baixo.
De modo especialmente preferido, o rotor de motor está direta- mente unido à prova de rotação com o fuso de acionamento ou executado em uma só peça com o mesmo. Os elementos prolongando a forma de construção como um acoplamento podem assim ser dispensados. Além dis- so, também são ainda mais reduzidos os custos de fabricação.
Configurações vantajosas podem ser depreendidas das sub- reivindicações.
A invenção será mais detalhadamente descrita a seguir com ba- se em um exemplo de execução com referência ao desenho. Mostram:
figura 1 - uma vista em corte de um primeiro separador de acor- do com a invenção esquematicamente representado;
figura 2 - uma vista em corte de um segundo separador de acor- do com a invenção esquematicamente representado;
figura 3 - uma vista em corte de um terceiro separador de acordo com a invenção esquematicamente representado.
A figura 1 mostra um separador 1 com um tambor centrífugo 2 com eixo de rotação D vertical, que está envolto por uma disposição de cú- pula 17. O tambor centrífugo 2 está assentado sobre um fuso de acionamen- to 3. Este está montado rotativamente em um alojamento 6 com uma dispo- sição de mancai, que abrange aí um mancai de colar 4 (mancai superior) e um mancai de pé 5 (mancai inferior. Por exemplo, o mancai de colar 4 apre- senta aí dois mancais de rolamento. Outras configurações, por exemplo com apenas um mancai de rolamento como mancai de colar 4, seriam concebi- veis (aqui não representadas).
A região de acionamento está representada em corte abaixo de uma cobertura de mancai 32. Na região do também e da cúpula não está representado o fuso 3.
Um adutor - aqui um tubo adutor 18 - possibilita uma adução de líquido ao tambor, em que está inserido de preferência um pacote de pratos e que é projetado, de preferência, para uma operação contínua (aqui não representado).
O alojamento 6 é sustentado por meio de elementos elásticos, de preferência por meio de ultrabuchas 7, em um chassis de máquina 8. Aí, várias ultrabuchas 7 estão distribuídas pela periferia entre um flange 9 do alojamento 6 e uma parede 10 superior do chassi de máquina 8, sendo que os eixos longitudinais L das ultra-buchas 7 estão alinhados em ângulo reto para com o fuso de acionamento. O ângulo α entre o fuso de acionamento 3 ou o eixo de rotação D e as ultrabuchas 7 se situa de preferência entre 30 °e 60°.
Para o acionamento serve um acionamento de separador com um (eletro)motor 11, que apresenta um alojamento de motor com ume esta- tor 12 ou um enrolamento de estator e um rotor de motor 13. O motor 11 não apresenta aqui, vantajosamente, um suporte próprio, o que possibilita uma construção a custo mais propício. O dispositivo de mancai está disposto en- tre o motor 11 e o tambor 1. O rotor de motor 13 está assim disposto, de modo simples e vantajoso, de modo volante com relação ao fuso de aciona- mento 3. Podem ser assim surpreendentemente dispensados mancais sepa- rados no motor para obtenção de um posicionamento rígido do rotor de mo- tor 13 com relação ao estator 12 do motor, que ademais são providos em motores para separadores.
O fuso de acionamento 3 está diretamente - isto é, de preferên- cia sem elementos intercalados, como um acoplamento - unido com o rotor de motor 13. O alojamento de motor com o estator 12, pelo contrário, está disposto de modo rígido e sem molejo no chassis da máquina 8 ou apoiado no mesmo. Assim, o tambor centrífugo 1 com o fuso de acionamento 3, o rotor de motor 13 e o alojamento 6 formam uma unidade oscilante, que está apoiada elasticamente no chassis de máquina 8, à qual contudo não perten- ce o estator 12, de modo que entre o rotor de motor 13 e o estator 12 ocor- rem movimentos relativos.
O acionamento do separador é de tal maneira projetado que o ponto de rotação M do sistema oscilante (o tambor centrífugo 12 executa entre outros um movimento de precessão em operação) se situa no ponto central axial e radial do rotor de motor 13. De maneira ideal, o ponto de rota- ção Meo ponto central - como representado na figura 1 - coincidem exata- mente. Mas também é concebível divirjam ligeiramente entre si, à medida que continue garantido que o rotor de motor 13, que acompanha a oscilação do fuso de acionamento 3, ainda possa girar livremente no estator 12, sem tocar no mesmo.
A posição do ponto de rotação M do sistema oscilante ou da u- nidade oscilante é definida pelas ultra-buchas 7 e sua disposição. Aí per- pendiculares S se interceptam respectivamente pelo meio dos eixos longitu- dinais L das ultra-buchas 7 respectivamente precisamente no ponto de rotação M.
Graças a essa medida, o acionamento de separador é de tal maneira projetado que os movimentos relativos entre o estator 12 e o rotor de motor 13, que ocorrem em operação, são reduzidos a um mínimo.
Na outra extremidade do fuso de acionamento está disposta uma roda de ventilador 14, que aí aspira ar de baixo por uma abertura de chassis 15 no chassi da máquina, o transporta pelo motor 11 e o expele em uma outra abertura 16 do chassi de máquina 8.
Para a produção de uma suficiente diferença de pressão, o esta- tor 12 é executado vedado para baixo no sentido do chassi de máquina 8 e a adução ou abertura de chassi 15 está diretamente posicionada sob o fuso de acionamento 3. Assim, com auxílio da roda de ventilador 14 é obtida, de mo- do simples, uma construção semelhante a uma bomba.
A roda de ventilador poderia também ser acionada com um (pe- queno) acionamento próprio, de modo que seria obtido um "ventilador estra- nho", isto é, uma ventilação independente, desacoplada do fuso de aciona- mento. A vantagem dessa configuração reside em uma ventilação indepen- dente do número de rotações do rotor do motor, de modo que seria garanti- do um resfriamento uniforme.
Caso seja indesejada uma corrente de ar, também pode ser ins- talado um dispositivo de refrigeração com água, como em si conhecida de motores refrigerados à água. O chassi da máquina pode então ser executa- do correspondentemente vedado.
A figura 2 mostra uma construção, em que uma parede divisória 19 no chassi de máquina 8 separa o segmento axial, em que está alojado o motor 11, do segmento axial, que aloja o dispositivo de mancai com o man- cai de colar 4 e o mancai de pé 5. A parede divisória 19 está estanquemente próxima ao fuso de acionamento, mas não gira com a mesma. A abertura de chassis 15 para a aspiração de ar pelo motor 11 e pela abertura de chassis 16 para expulsão desse ar estão ambas dispostas no segmento axial inferior do chassis de máquina abaixo da parede divisória. O chassi de máquina 8 pode ser formado fechado até as aberturas de chassis 15 e 16 nesse seg- mento inferior.
A lubrificação dos dispositivos de mancai é, pelo contrário, dis- posta na região acima da parede divisória (aqui não representada).
Outra construção é mostrada pela figura 3, cujo tipo de repre- sentação corresponde às figuras 1 e 2 e, no que concerne aos elementos aqui não representados, pode ser configurada como os separadores repre- sentados nessas figuras.
O dispositivo de mancai para o fuso de acionamento 3 está dis- posto, segundo a figura 1, completamente acima do motor 11.
Segundo a figura 3, sobre o fuso de acionamento 3 está disposto um invólucro 21 do tipo copo, que está unido à prova de rotação com o fuso de acionamento 3. O invólucro 21 apresenta então um segmento de invólu- cro 22 superior, internamente oco, e um segmento de disco 23 inferior, que está unido com o fuso de acionamento e atravessado pelo fuso de aciona- mento 3 para baixo.
O alojamento de mancai 6 apresenta um flange 24 superior e um segmento de alojamento 25 inferior, do tipo invólucro, que atravessa uma abertura superior no chassi de máquina 8 e engata com sua extremidade inferior no invólucro 21 aberto para cima. O motor está disposto abaixo do invólucro 21 (aqui não identificável).
Devido à rotação do fuso, óleo para lubrificação dos mancais 4, 5 do dispositivo de mancai em operação se coleta no revestimento interno do segmento de invólucro 22 do invólucro 21.
No segmento de invólucro 22, em sua extremidade superior está formado um colar 26 circunferencial, se projetando para dentro. Assim, entre o colar 26 superior, interior, a borda periférica interior do segmento de invó- lucro 22, o segmento de disco 23 inferior e o fuso de acionamento 3 se for- ma um compartimento de agente lubrificante 28 anular para alojamento de uma película de agente lubrificante.
Para dentro desse compartimento de agente lubrificante 28 se projeta um ressalto ou saliência 29 tubular, se estendendo radialmente do segmento inferior, do tipo invólucro, do alojamento de mancai 6 para fora, para dentro do compartimento de lubrificante 28, que à maneira de uma bomba ou semelhante apresenta transição para um disco descascador não juntamente rotativo em um canal de derivação 30 para o lubrificante, que se estende inicialmente radialmente para dentro e depois no alojamento de mancal 6 para cima e parte do mesmo para fora.
Por meio do ressalto 29 do tipo disco descascador com o canal de derivação 30 a montante é possível, com rotações do tambor ou do fuso 3, derivar à maneira de bomba lubrificante sob pressão para fora do compar- timento de lubrificante 28 e reconduzi-lo ao dispositivo de mancai por exem- plo através de um conduto 31 a montante do alojamento de mancai não rota- tivo, sem que ocorram névoas ou borrifos. No conduto 31 podem ser ligados agregados dos mais diversos tipos, como um filtro 20 e/ou um refrigerador. Pela ação do tipo bomba pode, vantajosamente, ser dispensada uma bomba separada ou externa como agregado. Opcionalmente pode, no entanto, estar prevista, por exemplo, para transportar o óleo para a lubrificante para o man- cai de rolamento do dispositivo de mancai (aqui não representado).
Segundo a figura 3, pode ser também dispensada a parede in- termediária 19, pois o próprio invólucro 21 encerra a região de lubrificante para a montagem.
LISTA DE REFERÊNCIAS
1 separador 2 tambor centrífugo 3 fuso de acionamento 4 mancai de colar 5 mancai de pé 6 alojamento 7 ultrabuchas 8 chassi de máquina 9 flange 10 parede 11 motor 12 estator 13 rotor de motor 14 roda de ventilador 15 abertura de alojamento 16 abertura 17 disposição de cúpula 18 adução 19 parede divisória 20 filtro 21 invólucro 22 segmento de invólucro 23 segmento de disco 24 flange 25 segmento de alojamento 26 colar 27 colar
28 compartimento de lubrificante
29 saliência
30 canal de derivação
31 conduto
eixos longitudinais L
eixo de rotação D
ponto de rotação M
ângulo α
Claims (23)
1. Separador (1), que apresenta o seguinte: a. um tambor centrífugo (2) com eixo de rotação (D) vertical e uma adução para um material de centrifugação a ser processado, b. um fuso de acionamento (3) para o tambor centrífugo, que está montado rotativamente por meio de uma disposição de mancai em um alojamento (6), que está elasticamente apoiado no chassis de máquina (8), c. um dispositivo de acionamento com um motor de acionamento (11) elétrico, que apresenta um estator (12) e um rotor de motor (13), que está alinhado com o fuso de acionamento (3), caracterizado pelo fato de que d. o estator (12) está rigidamente unido com o chassi de máqui- na (8), e. o rotor de motor (13), o fuso de acionamento (3), o tambor centrífugo (2) e, de preferência, o alojamento (6) formam uma unidade osci- lante em operação, apoiada elasticamente no chassis de máquina (8), e f. o dispositivo de mancai está disposto entre o motor (11) e o tambor (1).
2. Separador, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o acionamento de separador é projetado de tal maneira que o ponto de rotação (M) da unidade oscilante se situa no ponto central (M) axial e radial do rotor de motor.
3. Separador, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracteri- zado pelo fato de que o rotor de motor (13) está unido diretamente com o fuso de acionamento (3) ou é executado em uma só peça com o mesmo.
4. Separador, de acordo com a reivindicação 1, 2 ou 3, caracte- rizado pelo fato de que o ponto de rotação (M) e o ponto central (M) diver- gem ligeiramente entre si, em tal medida que o rotor de motor (13), que a - companha a oscilação do fuso de acionamento (3), ainda pode girar Iivre- mente no estator (12), sem tocar no mesmo.
5. Separador, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o apoio elástico no chassis de máquina (8) é feito por meio de ultra-buchas (7), que apresentam um eixo longitudinal (L), que está alinhado em ângulo para com o eixo de rotação (D) ou o fuso de acionamento (3).
6. Separador, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que as ultra-buchas (7) estão alinhadas a um ângulo (a) de 30 0 até 60 0 para com o eixo de rotação.
7. Separador, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que perpendiculares (S) se interceptam pelo meio dos eixos longitudinais (L) das ultra-buchas (7) no ponto de rotação (M) do rotor de motor (13).
8. Separador, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que a disposição de mancai abrange um mancai de colar (4) e um mancai de pé (5).
9. Separador, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que na extremidade inferior do fuso de acio- namento está disposta uma roda de ventilador (14).
10. Separador, de acordo com qualquer uma das reivindicações -1 a 9, caracterizado pelo fato de que a roda de ventilador (14) está de tal maneira disposta e executada que com ela ar é aspirado do ambiente do chassi de máquina de baixo por uma abertura de chassis (15) no chassi da máquina.
11. Separador, de acordo com qualquer uma das reivindicações -1 a 10, caracterizado pelo fato de que o chassi da máquina apresenta uma outra abertura de chassis (16) para ar escoando.
12. Separador, de acordo com qualquer uma das reivindicações -1 a 11, caracterizado pelo fato de que o estator é executado vedado para baixo no sentido do chassi de máquina (8) e abertura de chassis (15) está diretamente posicionada sob o fuso de acionamento (3).
13. Separador, de acordo com qualquer uma das reivindicações -1 a 12, caracterizado pelo fato de que o motor (11) não apresenta um supor- te próprio.
14. Separador, de acordo com qualquer uma das reivindicações -1 a 13, caracterizado pelo fato de que o rotor de motor (13) móvel com rela- ção ao fuso de acionamento.
15. Separador, de acordo com qualquer uma das reivindicações -1 a 14, caracterizado pelo fato de que uma parede divisória (19) no chassi de máquina (8) separa o segmento axial, em que está alojado o motor (11), do segmento axial, que aloja o dispositivo de mancai.
16. Separador, de acordo com qualquer uma das reivindicações -1 a 15, caracterizado pelo fato de que a abertura de chassi (15) para aspira- ção de ar pelo motor (11) e a abertura de chassis (16) para derivação de ar estão ambas dispostas no segmento axial inferior do chassi de máquina (8) abaixo da parede divisória (19).
17. Separador, de acordo com qualquer uma das reivindicações -1 a 16, caracterizado pelo fato de que o chassi de máquina (8) é executado fechado no segmento inferior abaixo da parede divisória (19) até as abertu- ras de chassis (15 e 16).
18. Separador, de acordo com qualquer uma das reivindicações -1 a 17, caracterizado pelo fato de que a lubrificação dos dispositivos de mancai é realizada na região acima da parede divisória (19).
19. Separador, de acordo com qualquer uma das reivindicações -1 a 18, caracterizado pelo fato de que sobre o fuso de acionamento (3) está disposto um invólucro (21) do tipo copo, que está unido à prova de rotação com o fuso de acionamento (3) e atravessado pelo fuso de acionamento (3) para baixo.
20. Separador, de acordo com qualquer uma das reivindicações -1 a 19, caracterizado pelo fato de que o invólucro (21) apresenta um seg- mento de invólucro (22) superior, internamente oco e um segmento de disco (23) inferior, que está unido com o fuso de acionamento, sendo que o aloja- mento de mancai (6) apresenta um segmento de alojamento (25) inferior, do tipo invólucro, que engata no invólucro (21).
21. Separador, de acordo com qualquer uma das reivindicações -1 a 20, caracterizado pelo fato de que na extremidade superior do segmento de invólucro (22) está executado um colar (26) circunferencial, se projetando para dentro.
22. Separador, de acordo com qualquer uma das reivindicações -1 a 21, caracterizado pelo fato de que o invólucro (21) delimita um compar- timento de lubrificante (28).
23. Separador, de acordo com qualquer uma das reivindicações -1 a 22, caracterizado pelo fato de que para dentro do compartimento de a- gente lubrificante (28) se projeta um ressalto ou saliência (29) tubular, se estendendo radialmente do segmento inferior, do tipo invólucro, do aloja- mento de mancai (6) para fora, para dentro do compartimento de lubrificante (28), que à maneira de uma bomba ou semelhante apresenta transição para um disco descascador não juntamente rotativo em um canal de derivação (30) para o lubrificante.
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