BRPI0715307A2

BRPI0715307A2 - aparelho para causar abrasço da superficie de objetos e mÉtodo de abrasço de objetos para causar abrasço de seu material de superfÍcie

Info

Publication number: BRPI0715307A2
Application number: BRPI0715307-4A
Authority: BR
Inventors: Alec Anderson
Original assignee: Koolmill Systems Ltd
Priority date: 2006-10-09
Filing date: 2007-10-09
Publication date: 2013-06-18
Also published as: EP2094389A1; ES2664774T3; AU2007306166B2; BRPI0715307B1; US20090276968A1; AU2007306166A1; US8241095B2; CN101528352A; CN101528352B; EP2094389B1; GB0619926D0; WO2008043991A1

Abstract

APARELHO PARA CAUSAR ABRASAO DA SUPERFÍCIE DE OBJETOS E MÉTODO DE ABRASAO DE OBJETOS PARA CAUSAR ABRASçO DO SEU MATERIAL DE SUPERFÍCIE. São descritas um aparelho e método de abrasão da superfície de objetos. O aparelho compreende uma câmara, uma superfície abrasiva que define uma parede da mencionada câmara e meios de direcionamento para mover a superfície abrasiva com relação à câmara. Durante o uso, o movimento relativo mencionado acima promove a circulação dos objetos no interior da câmara, em que a câmara é moldada de tal forma que as regiões de estagnaçao do fluxo no interior da câmara sejam evitadas ou minimizadas. Adicional ou alternativamente, a câmara pode ser moldada de forma a aproximar-se do trajeto 3 de fluxo periférico dos objetos no interior da câmara.

Description

APARELHO PARA CAUSAR ABRASÃO DA SUPERFÍCIE DE OBJETOS E MÉTODO DE ABRASÃO DE OBJETOS PARA CAUSAR ABRASÃO DO

SEU MATERIAL DE SUPERFÍCIE

A presente invenção refere-se, de forma geral, a um aparelho e a um método de tratamento da superfície de objetos. Mais específica, mas não exclusivamente, a presente invenção refere-se a aparelhos e métodos de abrasão da superfície de objetos pequenos, tais como sementes, incluindo cereais, legumes, nozes e similares; limpeza de agregado e objetos de madeira, plástico, mineral ou metal.

Vários aparelhos de tratamento abrasivo da superfície de pequenos objetos já são conhecidos. Aparelhos típicos compreendem, em combinação, uma câmara com profundidade constante, meios de fornecimento de um fundo móvel abrasivo que passa sob uma parede transversal da câmara, uma entrada para objetos a sofrerem abrasão e uma saída para objetos que sofreram abrasão. O aparelho é disposto de tal forma que, durante a utilização, os objetos circulam na câmara e o material removido dos objetos passa sob a parede transversal. A câmara possui um topo, oposto ao fundo, em que o topo é suficientemente próximo do fundo para que, durante a utilização, seja exercida pressão sobre os objetos em circulação para pressionar os objetos inferiores

contra o fundo.

No aparelho mencionado acima, uma correia sem fim

que possui uma superfície abrasiva move-se sobre uma placa

para fornecer o fundo móvel abrasivo. O alinhamento da

correia com a placa geralmente plana nem sempre é preciso, o

que gera um aumento do consumo de energia e um risco de que

haja separação incompleta do material que sofreu abrasão dos

objetos pequenos que sofreram abrasão.

A fim de abordar estas questões, EP 0755304 fornece

um aparelho no qual pequenos objetos são moídos em uma máquina que compreende um tambor vertical giratório que possui uma correia abrasiva sem fim fixada à superfície externa do tambor. Câmaras com profundidade constante que possuem uma seção cruzada retangular são espaçadas em volta do tambor, de tal forma que a correia aja como um piso para as câmaras com um leve espaço entre cada câmara e a correia. Os objetos são passados verticalmente para baixo e sofrem abrasão pela correia. O material de superfície removido dos objetos passa através do espaço dirigido através de uma saída subsidiária ao longo da saída principal de cada câmara.

A presente invenção foi desenvolvida após a descoberta de que formas de câmara convencionais utilizadas no estado da técnica mencionado acima são propensas a regiões de estagnação de fluxo, o que resulta em tratamento

inconsistente dos objetos tratados no presente.

Também se observou que a eficácia do processo de tratamento é reduzida à medida que o material sofre abrasão dos objetos a partir do ponto de introdução na câmara até o

ponto de saída da câmara.

Consequentemente, a presente invenção busca

fornecer um aparelho aprimorado que reduz as desvantagens

associadas ao aparelho descrito em EP 0755304.

Em um aspecto, a presente invenção fornece um

aparelho de abrasão da superfície de objetos que compreende uma câmara, uma superfície abrasiva que define uma parede da mencionada câmara e meios de direcionamento para mover a superfície abrasiva com relação à câmara, por meio do quê, durante a utilização o mencionado movimento relativo promove a circulação dos objetos no interior da câmara, em que a câmara é moldada de forma que as regiões de estagnação de fluxo dos objetos no interior da câmara sejam evitadas ou

minimizadas.

Em um segundo aspecto, a presente invenção fornece um aparelho de abrasão da superfície de objetos que compreende uma câmara, uma superfície abrasiva que define uma parede da mencionada câmara e meios de direcionamento para mover a superfície abrasiva com relação à câmara, por meio do quê, durante o uso, o mencionado movimento relativo promove a circulação dos objetos no interior da câmara, em que a câmara é moldada de forma a aproximar o trajeto de fluxo periférico

dos objetos no interior da câmara.

A câmara pode possuir uma seção cruzada

substancialmente retangular com pelo menos um canto chanfrado, tal como um par de cantos chanfrados.

Alternativa ou adicionalmente, a câmara pode compreender primeira e segunda partes de paredes opostas que se estendem em direção à superfície abrasiva, em que a segunda parte de parede é espaçada da primeira parte de parede na direção de movimento da superfície abrasiva. Preferencialmente, a câmara compreende adicionalmente uma terceira parte de parede que une a primeira e segunda parte de paredes, em que a terceira parte de parede é moldada para aproximar-se ao menos parcialmente do trajeto de fluxo

periférico dos objetos.

De maior preferência, o aparelho compreende

adicionalmente um espaço entre a segunda parte de parede e a superfície abrasiva, em que o espaço é dimensionado para permitir seletivamente a saída do material de superfície que sofreu abrasão através dele. O espaço para a mencionada superfície abrasiva pelo mencionado espaço é de preferencialmente cerca de 0,25 mm. A câmara pode compreender adicionalmente uma parede de extensão adjacente ao espaço para dirigir o material com superfície que sofreu abrasão para uma saída secundária. 0 aparelho pode compreender adicionalmente meios de deposição de um vácuo fora da câmara para depositar o material com superfície que sofreu abrasão a partir da saída secundária.

A câmara pode compreender adicionalmente uma

entrada, em que os objetos são fornecidos a ela, e uma saída principal para descarga de objetos que sofreram abrasão.

A superfície abrasiva pode ser fornecida por uma

correia sem fim.

Opcionalmente, o aparelho pode compreender

adicionalmente meios de parafuso dispostos para alimentar os

objetos para a câmara sob pressão para forçar os objetos

contra a superfície abrasiva.

Preferencialmente, o aparelho compreende

adicionalmente um membro de tambor, em que a superfície abrasiva compreende uma superfície do membro de tambor e os meios de direcionamento efetuam rotação do tambor.

A superfície abrasiva pode ser substancialmente

vertical.

Opcionalmente, a profundidade da câmara pode aumentar e/ou diminuir entre a entrada e a saída principal. Preferencialmente, a profundidade da câmara aumenta entre a

entrada e a saída principal.

Um outro aspecto da presente invenção fornece um

método de abrasão de objetos para causar abrasão do material

de superfície, em que o método compreende as etapas de

introdução dos objetos em uma câmara que possui uma parede

definida por uma superfície abrasiva e que move a superfícxe

abrasiva com relação à câmara, por meio do quê, durante a

utilização, o mencionado movimento relativo promove a

circulação dos objetos no interior da câmara, em que a câmara

é moldada de tal forma que as regiões de estagnação do fluxo

dos objetos no interior da câmara sejam evitadas ou

minimizadas .

0 método pode compreender ainda a etapa de permissão seletiva da saída do material de superfície que sofreu abrasão através de um espaço entre uma parte de parede

da câmara e a superfície abrasiva.

Preferencialmente, os objetos são introduzidos na câmara através de uma entrada e saem através de uma saída principal de descarga de objetos que sofreram abrasão.

Opcionalmente, os objetos são introduzidos na câmara sob pressão para forçar os objetos contra a superfície

abrasiva.

0 método pode compreender ainda a etapa de deposição de um vácuo fora da câmara para depositar o material de superfície que sofreu abrasão a partir do espaço.

Os objetos podem ser grãos de arroz. A distância para a mencionada superfície abrasiva definida pelo

mencionado espaço pode ser de cerca de 0,25 mm.

A superfície abrasiva pode ser substancialmente vertical, em que o método compreende adicionalmente permitir que o material que sofreu abrasão caia através da câmara sob

a força da gravidade.

0 método pode compreender ainda a passagem dos

objetos através da câmara mais de uma vez.

A forma ideal da câmara para minimizar as regiões

de estagnação do fluxo no aparelho pode ser determinada, por

exemplo, fornecendo-se uma câmara que compreende uma parede

transparente; movimentação da superfície abrasiva com relação

à câmara; e alteração do formato da câmara até que

corresponda ao menos parcialmente ao trajeto de fluxo

periférico dos objetos.

Preferencialmente, a parede transparente compreende

material plástico transparente, tal como material de polímero acrílico.

Um aspecto adicional da presente invenção fornece um aparelho de abrasão da superfície de objetos que compreende uma câmara, uma superfície abrasiva que define uma parede da mencionada câmara e meios de direcionamento para mover a superfície abrasiva com relação à câmara, em que a câmara compreende uma entrada e uma saída e a profundidade da câmara aumenta e/ou diminui entre a entrada e a saída.

Será agora descrita uma realização da presente invenção, unicamente como forma de exemplo, com referência às

figuras anexas, nas quais:

- a Figura 1 é uma vista superior do aparelho

conforme a presente invenção;

- a Figura 2 é uma vista lateral do aparelho da

Figura 1 que exibe duas câmaras do aparelho com um funil de

carregamento; e

- a Figura 3 é uma seção tomada sobre a linha III-

III da Figura 2.

Conforme exibido nas Figuras 1 e 2, o aparelho

compreende um abrigo 1, um tambor 2, um motor de

direcionamento (não exibido) e oito câmaras de tratamento 10.

0 abrigo 1 é uma cobertura cilíndrica com uma tampa

superior. A tampa superior inclui orifícios (não exibidos)

através da sua espessura.

0 tambor 2 possui formato cilíndrico e inclui uma

correia 3 afixada à sua superfície de circunferência. O

tambor 2 possui um eixo central X em volta do qual ele gira

na direção A. A correia 3 inclui um revestimento de areia ou

cascalho sobre um fundo de tecido, papel ou plástico, em que

as partículas são mantidas no lugar por uma resina ou união

similar. O motor de direcionamento (não exibido) é acoplado

ao tambor e efetua a rotação mencionada acima do tambor em

volta do eixo central X.

As câmaras 10 são seções de canal alongadas, que

possuem uma seção cruzada substancialmente em forma de U

conforme exibido na Figura 3. Cada câmara 10 inclui primeira

e segunda parede lateral 13 e 14, uma parede externa 12 perpendicular às duas paredes laterais 13 e 14 e duas paredes em ângulo 13 0 e 14 0 que unem cada parede lateral correspondente 13, 14 à parede externa 12. Uma parede de extensão opcional 16 estende-se a partir da segunda parede lateral 14, é substancialmente perpendicular a ela e define uma área de descarga 18. a largura das paredes laterais 13, 14 e, consequentemente, a profundidade das câmaras 10 podem aumentar entre a entrada 11 e a saída 17 (vide Figura 2).

Com referência agora às Figuras 1 e 2, o tambor 2 está localizado no interior do abrigo 1 e é substancialmente coaxial a ele. As câmaras 10 são espaçadas de forma equidistante em volta da circunferência do tambor 2 e estendem-se de forma geralmente paralela ao eixo X do tambor 2. A extremidade aberta da seção de canal das câmaras 10 é adjacente à correia 3, de tal forma que a correia 3 defina

uma parede da câmara 10.

Conforme exibido na Figura 3, a primeira parede

lateral 13 é adjacente à correia com uma distância mínima entre elas. A segunda parede lateral 14 é espaçada da correia 3 para definir um espaço 15 entre elas. A parede de extensão 16 estende-se a partir da segunda parede lateral 14 em uma

direção substancialmente tangencial ao tambor 2.

O topo de cada câmara 10 define uma entrada 11 para a câmara 10 (vide Figura 2). A saída principal 17 está localizada no fundo de cada câmara 10. A área de descarga 18 também é aberta na base do aparelho para formar uma saída subsidiária 180. Um funil de carregamento 20 está localizado acima do aparelho e inclui canos de alimentação 21 conectados a ele. Cada cano de alimentação 21 é conectado ao funil de carregamento, estende-se através de um dos orifícios (não exibido) no abrigo 1 e é conectado à entrada 11 de uma das

câmaras 10.

Durante a utilização, o motor de direcionamento efetua a rotação do tambor 2 na direção A, enquanto os objetos a sofrerem abrasão são carregados no funil 2 0 e alimentados através dos canos de alimentação 21 para a entrada 11 de uma ou mais câmaras 10.

À medida que o tambor 2 gira, ele causa abrasão dos objetos adjacentes à sua superfície para remover uma parte do material de superfície. Os objetos passam da entrada 11 para a saída 17 de cada câmara, em que o material que sofreu abrasão é forçado através do espaço 5 sob a parede lateral 14 e dirigido pela parede de extensão 16 para a saída 180, preferencialmente sob a força da gravidade e/ou sucção.

Os objetos circulam ao longo de um trajeto previsível no interior da câmara 10 sob a ação da superfície abrasiva do tambor giratório 2, de forma a entrarem em contato com a superfície abrasiva 3 repetidamente e uma camada externa dos objetos é removida. 0 trajeto de fluxo periférico na realização descrita acima é exibido pela linha direcional 30. 0 material removido passa sob a parede 14 através do espaço 15 e da saída 180. Os objetos que sofreram abrasão deixam a câmara através da saída 17. Os objetos são, desta forma, recolhidos separadamente do material removido e passam, por exemplo, para sacos de recolhimento (não

exibidos).

A saída possui um tamanho reduzido em comparação com a seção cruzada da câmara 10, de forma a restringir o fluxo de objetos que deixam a câmara, de forma a gerar uma contrapressão controlável na câmara 10. A pressão força o objeto contra a correia 3 do tambor giratório 2.

0 diâmetro da saída principal 17 é um primeiro controle sobre a extensão da remoção do material de superfície. A pressão local no interior da câmara 10 dependerá, entretanto, da geometria da câmara 10, da velocidade de trajeto da correia 3 e da sua capacidade de 10

15

abrasão, entre outros, e estes parâmetros podem ser utilizados como um segundo nível de controle.

A câmara 10 exibida na Figura 3 foi moldada de forma a corresponder amplamente ao trajeto de fluxo .5 periférico dos objetos, mantendo ao mesmo tempo um formato simplificado para facilidade de fabricação. A forma da câmara - 10 pode ser alterada para que corresponda mais corretamente ao trajeto de fluxo periférico dos objetos, mas isso aumentaria a complexidade de fabricação das câmaras 10.

A modelagem das câmaras para que correspondam ao trajeto de fluxo periférico do objeto minimiza as regiões de estagnação de fluxo no interior das câmaras 10. A presença de regiões de estagnação de fluxo no interior das câmaras de tratamento 10 pode resultar na passagem de objetos com pouco tratamento da entrada para a saída ou, em casos extremos, sem nenhum tratamento. Consequentemente, a presente invenção fornece um aparelho aprimorado que oferece um meio mais

consistente de tratamento de objetos.

0 trajeto de circulação dos grãos e,

consequentemente, o trajeto de fluxo periférico 30, depende de uma série de fatores, tais como o tamanho, formato e propriedades dos objetos, profundidade e largura da câmara de tratamento 10, a velocidade de rotação do tambor 2, a aspereza da correia e assim por diante. Conforme indicado acima, sabe-se como variar a geometria das câmaras a fim de alterar os parâmetros de tratamento, o que pode ser necessário para diferentes objetos e/ou diferentes necessidades de tratamento. Ê necessário, portanto, determinar novamente o formato ideal da câmara para cada

3 0 conjunto de parâmetros.

A fim de determinar o trajeto de fluxo periférico

dos objetos sendo tratados nas câmaras, as paredes de pelo menos uma das câmaras podem ser fabricadas utilizando

20

25 material transparente, tal como material de polímero acrílico, por exemplo, o vendido com a marca Plexi-Glass®. O tambor 2 gira na direção A, enquanto os objetos a sofrerem abrasão são alimentados para a entrada 11 da câmara 10. A circulação dos grãos é observada em seguida através das câmaras transparentes. O formato de pelo menos uma câmara é modificado para que corresponda ao trajeto de circulação observado. Isso pode necessitar de uma série de iterações para que atinja o formato ideal, mas o uso de Plexi-Glass®, que é formado facilmente, torna este processo relativamente simples. Para fins de produção, entretanto, as câmaras são preferencialmente construídas com aço inoxidável.

Em um exemplo, o tambor 2 é conduzido para que produza uma velocidade de superfície de cerca de dez metros por segundo. Os grãos de arroz são alimentados através da entrada 11 da câmara 10 ou de cada uma delas. Os grãos são alimentados através da câmara 10 em uma velocidade para gerar pressão conforme descrito acima e para forçar os objetos contra a correia abrasiva 3 do tambor 2 à medida que os objetos passam através das câmaras 10. 0 material removido seria farelo e/ou cascas e os objetos que sofreram abrasão

seriam grãos de arroz embranquecidos.

Apreciar-se-á que a pressão aplicada necessária

para remover camadas subsequentes de arroz embranquecido aumenta à medida que o arroz embranquece. Isso se deve à rigidez mais alta do núcleo do grão. Consequentemente, é vantajoso aumentar gradualmente a pressão exercida sobre os grãos ã medida que eles trafegam através da câmara 10, a fim de manter uma velocidade consistente de remoção de material de superfície. Isso é atingido aumentando-se gradualmente a profundidade da câmara, conforme descrito anteriormente e

conforme exibido na Figura 2.

Por outro lado, outros objetos a sofrerem abrasão utilizando o aparelho conforme a presente invenção, podem necessitar de menos pressão à medida que as camadas externas sofrem abrasão. Encontram-se, portanto, dentro do escopo da presente invenção, o aumento e/ou a redução da profundidade das câmaras, a fim de fornecer controle aprimorado sobre parâmetros de tratamento ao longo de todo o processo de

tratamento.

A presente invenção não se limita à realização exibida. Um parafuso pode ser associado a cada câmara 10 para fornecer os objetos para a câmara correspondente 10, seja a partir do topo ou do fundo. A pressão pode ser gerada utilizando o parafuso e essa pressão é gerada ao longo de uma grande área na câmara, de forma a aumentar a eficiência do aparelho. 0 aparelho pode incluir meios de restrição do fluxo de objetos que sofreram abrasão da saída principal 17, caso em que a pressão gerada depende de um equilíbrio entre o efeito do parafuso (tal como sua velocidade de rotação) e o

grau de restrição da saída 17.

O tambor 2 pode ser substituído por uma superfície

plana sobre a qual traduz-se a correia. A parede 16 pode ser flexível ou rígida. Pode ser retirado um vácuo. As paredes 12 13, 14, 13 0, 14 0 da câmara podem ser planas ou curvas. Na realização' exibida, todas as câmaras são dispostas em volta do tambor giratório. A presente invenção também inclui um aparelho no qual algumas câmaras são dispostas em um arco do tambor e são fornecidos meios sobre o lado oposto do tambor para tensionar e rastrear a correia. O aparelho pode compreender uma disposição horizontal conforme descrxto

acima.

Claims

1. APARELHO PARA CAUSAR ABRASÃO DA SUPERFÍCIE DE OBJETOS, caracterizado por compreender uma câmara, uma superfície abrasiva que define uma parede da mencionada câmara e meios de direcionamento para mover a superfície abrasiva com relação à câmara, por meio do quê, durante a utilização, o mencionado movimento relativo promove a circulação dos objetos no interior da câmara, em que a câmara é moldada de tal forma que regiões de estagnação de fluxo dos objetos no interior da câmara sejam evitadas ou minimizadas.

2. APARELHO PARA CAUSAR ABRASÃO DA SUPERFÍCIE DE OBJETOS, caracterizado por compreender uma câmara, uma superfície abrasiva que define uma parede da mencionada câmara e meios de direcionamento para mover a superfície abrasiva com relação à câmara, por meio do quê, durante a utilização, o mencionado movimento relativo promove a circulação dos objetos no interior da câmara, em que a câmara é moldada de forma a aproximar-se do trajeto de fluxo periférico dos objetos no interior da câmara.

3. APARELHO, de acordo com qualquer das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a câmara compreende uma seção cruzada substancialmente retangular com pelo menos um canto chanfrado.

4. APARELHO, de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a câmara compreende primeira e segunda partes de parede opostas que se estendem em direção à superfície abrasiva, em que a segunda parte de parede é espaçada da primeira parte de parede na direção de movimento da superfície abrasiva.

5. APARELHO, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a câmara compreende adicionalmente uma terceira parte de parede que une as primeira e segunda partes de parede, em que a terceira parte de parede e moldada para aproximar-se ao menos parcialmente do trajeto de fIuxo periferico dos objetos.

6. APARELHO, de acordo com qualquer das reivindicagoes 4 ou 5, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente um espago entre a segunda parte de parede e a superflcie abrasiva, em que ο espago e .dimensionado para permitir que ο material de superflcie que sofreu abrasao saia seletivamente atraves dele.

7. APARELHO, de acordo com a reivindicagao 6, caracterizado pelo fato de que a camara compreende adicionalmente uma parede de extensao para dirigir ο material de superflcie que sofreu abrasao para uma saida secundaria.

8. APARELHO, de acordo com qualquer das reivindicagoes anteriores, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente um membro de tambor, em que a superflcie abrasiva compreende uma superflcie do membro de tambor e ο meio de direcionamento efetua a rotagao do tambor.

9. APARELHO, de acordo com qualquer das reivindicagoes anteriores, caracterizado pelo fato de que a superflcie abrasiva e substancialmente vertical.

10. APARELHO, de acordo com a reivindica^ao 9, caracterizado pelo fato de que a profundidade da camara aumenta e/ou diminui entre a entrada e a saida principal.

11. METODO DE ABRASAO DE OBJETOS PARA CAUSAR ABRASAO DO SEU MATERIAL DE SUPERFICIE, caracterizado por compreender as etapas de introdugao dos objetos em uma camara . que possui uma parede definida por uma superflcie abrasiva e movimentagao da superflcie abrasiva com relagao a camara, por -meio do que, durante a utilizagao, ο mencionado movimento relativo promove a circulagao dos objetos no interior da camara, em que a camara e moldada de tal forma que as regioes de estagnagao de fluxo no interior da camara sejam minimizadas.

12. METODO, de acordo com a reivindicagao 11, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente a etapa de permissao seletiva de saida do material de superficie que sofreu abrasao atraves de um espago entre uma parte de parede da camara e a superficie abrasiva.

13. METODO, de acordo com a reivindicagao 12, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente a etapa de retirada de um vacuo para fora da camara para depositar ο material de superficie que sofreu abrasao a partir do espago.

14. METODO, de acordo com qualquer das reivindicagoes 11 a 13, caracterizado pelo fato de que a superficie abrasiva e substancialmente vertical, em que ο metodo compreende adicionalmente a permissao de que ο material que sofreu abrasao caia atraves da camara sob a forga de gravidade.

15. METODO, de acordo com qualquer das reivindicagoes 11 a 14, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente a passagem dos objetos atraves da camara mais de uma vez.