BRPI0804947A2 - superfìcie do eixo helicoidal - Google Patents
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Abstract
Prensa helicoidal, de preferência, para a separação de líquido de um produto de transporte, abrangendo um eixo helicoidal (1) com uma espiral de transporte (2), disposta no eixo helicoidal (1), e um invólucro da carcaça (3), que envolve essa espiral, sendo que, entre o eixo helicoidal (1), a espiral de transporte (2) e o invólucro da carcaça (3) é formada uma passagem de transporte (4) para o produto de transporte a ser transportado. A fim de evitar uma adesão de componentes do produto de transporte no eixo helicoidal (1) e, por conseguinte, um enchimento irregular da passagem de transporte (4), de acordo com a invenção está previsto que, o eixo helicoidal (1) apresente um perfil de superfície (5), pelo menos, na área de uma seção da passagem de transporte (4).
Description
Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "SUPERFÍCIE DO EIXO HELICOIDAL".
A invenção se refere a uma prensa helicoidal, de preferência,para a separação de líquido de um produto de transporte, abrangendo umeixo helicoidal com uma espiral de transporte de forma helicoidal, dispostano eixo helicoidal, e um invólucro da carcaça, que envolve essa espiral, sen-do que, entre o eixo helicoidal, a espiral de transporte e o invólucro da car-caça é formada uma passagem de transporte para o produto de transporte aser transportado de acordo com o preâmbulo da reivindicação 1.
No caso do produto de transporte a ser preparado pela prensahelicoidal trata-se, no mais das vezes, de misturas de líquido e sólido como,por exemplo, fibras de celulose fabricadas industrialmente, das quais deveser extraído o líquido levado junto.
O princípio do processo de prensagem realizado por meio daprensa helicoidal é suficientemente conhecido: dentro de um invólucro dacarcaça cilíndrico ou cônico está apoiado um eixo helicoidal equipado comuma espiral de transporte. O invólucro da carcaça apresenta uma aberturade enchimento equipada com um funil de enchimento, e uma abertura desaída equipada com um tubo de embocadura.
Entre o invólucro da carcaça e o eixo helicoidal ou a espiral detransporte estão formadas passagens de transporte em forma de espiral ouhelicoidal, que levam desde a abertura de enchimento até a abertura de saí-da, e que se estreitam sucessivamente na direção da área da abertura desaída.
Quando, então, o eixo helicoidal é colocado em rotação, um pro-duto de transporte, colocado na prensa helicoidal através da abertura de en-chimento, é transportado pela espiral de transporte colocada no eixo helicoi-dal, ao longo das passagens de transporte até a abertura de saída e, nestecaso, é comprimido e esprimido continuamente.
Durante esse processo de compressão, o líquido separado doproduto de transporte é conduzido a um dispositivo de captação, através daspassagens de líquido em forma de fenda ou de furo no invólucro da carcaça.Uma prensa helicoidal desse tipo é conhecida, por exemplo, dapatente AT 412 857 B.
Em prensas helicoidais tem-se comprovado como problemáticaa circunstância em que, o produto de transporte transportado nas passagensde transporte provoca um desgaste contínuo no eixo helicoidal, e o eixo heli-coidal depois de um certo tempo de operação finalmente está polido liso. Umeixo helicoidal polido dessa forma possui a tendência que, o produto detransporte, por exemplo, as fibras de celulose, colam na superfície do eixohelicoidal e, com isso, giram junto com o eixo helicoidal com mais força queantes, como no caso do eixo helicoidal áspero.
O giro junto com mais força do produto de transporte com o eixohelicoidal condiciona uma velocidade de carga menor do produto de trans-porte através dos canais de transporte, o que por sua vez, precisa ser com-pensado por um número de rotações elevado do eixo helicoidal e, com isso,um dispêndio de energia elevado.
Além disso, a aderência dos componentes do produto de trans-porte no eixo helicoidal causa um enchimento irregular das passagens detransporte ou até mesmo um entupimento desses corredores.
Um outro efeito indesejado da tendência de aderência descritado eixo helicoidal é que, a separação de líquido do produto de transporte -observada na comparação de setores individuais do canal de transporte dis-tribuídos através do comprimento do eixo helicoidal - é heterogênea.
A fim de reagir contra essa problemática de eixos helicoidaispolidos lisos, já foram empreendidas várias tentativas.
Assim, por exemplo, é praticado equipar a superfície de eixoshelicoidais com revestimentos apropriados, por exemplo, de carbureto de.tungstênio, e dessa forma manter uma qualidade de superfície áspera ouuma tendência à aderência pequena do eixo helicoidal, com isso, através deum tempo um pouco mais longo. Revestimentos desse tipo são pulverizadosou sinterizados ou diretamente sobre o eixo helicoidal, ou sobre um elemen-to de chapa, que em seguida é fixado na superfície de eixos helicoidais.
Como desvantagem de processos de revestimento desse tipoprecisa ser citado que, esses revestimentos são muito dispendiosos e caros.Todavia, somente houve uma durabilidade insatisfatória da medida de reves-timento, e experiências da prática mostram que, o revestimento aplicado noeixo helicoidal, por exemplo, na preparação de papel velho com teor de cin-za relativamente alto, já em menos que dois anos está desgastado, ou o eixohelicoidal está novamente polido liso e, por conseguinte, de modo renovadoé susceptível a sedimentações do produto de transporte.
Em virtude do alto dispêndio de um revestimento do eixo helicoi-dal, por isso, também é praticado tornar áspero novamente o eixo helicoidalem intervalos de tempo regulares por meio de processamento de esmeril, detal modo que a superfície do eixo helicoidal quase seja mudada novamentepara um estado como imediatamente depois de sua produção.
Uma produção de aspereza ou um reprocessamento desse tipo,contudo precisa ser realizado em intervalos de tempo relativamente curtos(de vez em quando em cada um até três meses) e requer um alto dispêndiomanual. Uma parada necessária da prensa helicoidal durante essa etapa detrabalho leva a perdas na produção.
Por esse motivo, à presente invenção cabe a tarefa de evitar asdesvantagens mencionadas, e possibilitar uma isenção de aderência perma-nente da prensa helicoidal em relação ao produto de transporte, ou de pre-parar uma estrutura de superfície de eixos helicoidais com uma vida útil cla-ramente aumentada.
De acordo com a invenção essa tarefa é solucionada por umaprensa helicoidal com as características que caracterizam a reivindicação 1.
Uma prensa helicoidal de acordo com o gênero, para a separa-ção de líquido de um produto de transporte, abrange um eixo helicoidal comuma espiral de transporte, e um invólucro da carcaça, que envolve essa es-piral, sendo que, entre o eixo helicoidal, a espiral de transporte e o invólucroda carcaça são formadas passagens de transporte para o produto de trans-porte a ser transportado. Neste caso, de acordo com a invenção está previs-to que, o eixo helicoidal apresente um perfil de superfície, pelo menos, naárea de uma seção da passagem de transporte.Enquanto que, portanto, o eixo helicoidal é perfilado parcialmen-te, é forçado um levantamento rítmico do produto de transporte da superfíciedo eixo helicoidal. Dessa forma, uma aderência do produto de transporte noeixo helicoidal pode ser detida por tempo muito longo, eventualmente até portoda a vida útil da prensa helicoidal. Um esmerilhamento ou revestimentorepetido do eixo helicoidal pode ser dispensado, de tal modo que tempos deparada podem ser evitados e a eficiência de produção da prensa helicoidalpode ser aumentada.
A fim de realizar um levantamento constante do produto detransporte da superfície do eixo helicoidal, é de importância que, o fluxo detransporte definido pela espiral de transporte em forma de espiral do produtode transporte seja interrompido ou atravessado pelo perfil de superfície deacordo com a invenção. Por isso, em uma forma de execução preferida dainvenção está previsto que, o perfil de superfície apresente nervuras ou ele-vações, que passam com uma inclinação em relação ao trajeto em forma deespiral da espiral de transporte (portanto, não paralela a esse perfil). Dito emoutras palavras, as nervuras ou elevações passam com uma inclinação emrelação a uma geratriz da espiral de transporte em formato de espiral, obser-vada na vista lateral do eixo helicoidal.
Em uma forma de execução preferida do perfil de superfície deacordo com a invenção, as nervuras ou elevações passam, em essência, nadireção da circunferência do eixo helicoidal. Um perfil de superfície dessetipo é simples de ser fabricado, e produz um levantamento efetivo do produtode transporte da superfície do eixo helicoidal.
Em uma forma de execução preferida, o perfil de superfície éproduzido em peça única com o eixo helicoidal, sendo que, o perfil de super-fície é processado a partir do eixo helicoidal, por meio de um processamentomecânico. Uma execução desse tipo tem-se comprovado como robusta epossibilita uma produção simples.
Em alternativa a isso, no caso do perfil de superfície tambémpode se tratar de um número qualquer de elementos de molde fabricadosseparados do eixo helicoidal, e a seguir, colocados no eixo helicoidal. Oselementos de molde podem ser pré-fabricados por meio de um processoapropriado. A execução do perfil de superfície como elemento(s) de moldepossibilita uma re-equipagem de eixos helicoidais que já se encontram emoperação.
Em uma forma de execução de custos favoráveis, no caso doelemento de molde se trata de uma tira de chapa (pré-moldada ou proces-sada opcionalmente).
Existe a possibilidade de enrolar o elemento de molde em formade rosca no eixo helicoidal, a fim de obter vantagens na técnica de produçãoe de montagem.
Uma fixação simples e durável do elemento de molde no eixohelicoidal pode ser obtida por meio de soldagem.
De acordo com uma variante de execução preferida da inven-ção, o perfil de superfície - observado em um corte transversal no compri-mento através do eixo helicoidal - visto na direção de transporte, compreen-de uma seção de perfil que aumenta em relação ao eixo geométrico do eixohelicoidal, de preferência, que aumenta em torno de um ângulo entre 5 e45°, e uma seção de perfil que, por sua vez, diminui na direção do eixo geo-métrico do eixo helicoidal, de preferência, que diminui, em essência, normalem relação ao eixo geométrico do eixo helicoidal. O produto de transporte élevantado continuamente da superfície eixo helicoidal por um perfil de super-fície desse tipo, e não pode se fixar nessa superfície.
Em experiências práticas, com respeito às propriedades aversi-vas à aderência do perfil de superfície tem-se comprovado como particular-mente favorável que, entre a seção de perfil que aumenta e a seção de perfilque diminui está prevista ainda uma seção de perfil que passa, em essência,paralela ao eixo geométrico do eixo helicoidal.
Neste caso, pode estar disposto um número qualquer de gruposde seção de perfil, um após o outro, no eixo helicoidal.
Em uma forma de execução preferida, o perfil de superfície a-presenta uma profundidade de perfil medida normalmente em relação aoeixo geométrico do eixo helicoidal de, pelo menos, 0,5 mm. No caso de umaprofundidade de perfil desse tipo não é de se esperar nenhum desgaste rá-pido do perfil de superfície.
A seguir, com auxílio de um exemplo de execução, a invençãoserá esclarecida em detalhes. Neste caso, são mostradas:
Figura 1 uma representação esquemática de um eixo helicoidal de acordocom a invenção
Figura 2 um detalhe "X" da figura 1
Figura 3 uma execução alternativa de um perfil de superfície de eixoshelicoidais de acordo com a invenção,
Figura 4 uma execução alternativa de um perfil de superfície de eixoshelicoidais de acordo com a invenção,
Figura 5 uma execução alternativa de um perfil de superfície de eixoshelicoidais de acordo com a invenção,
Figura 6 uma execução alternativa de um perfil de superfície de eixoshelicoidais de acordo com a invenção.
A figura 1 mostra um eixo helicoidal 1 de acordo com a inven-ção que está previsto para a montagem em um invólucro da carcaça 3 deuma prensa helicoidal, representado apenas esquematicamente.
O invólucro da carcaça 3 executado cilíndrico no exemplo deexecução em questão, apresenta uma abertura de enchimento 7 equipadacom um funil de enchimento (não representado) para um respectivo produtode transporte, e uma abertura de saída 8 equipada com um tubo de embo-cadura (do mesmo modo, não representado).
O eixo helicoidal 1 está apoiado no invólucro da carcaça 3 emseções de apoio 12, 13, e apresenta uma espiral de transporte 2 que passaem forma de espiral ou helicoidal, cujas espiras se estreitam sucessivamen-te, de acordo com a figura 1, da direção da abertura de enchimento 7 para adireção da abertura de saída 8, sendo que, o eixo helicoidal 1 apresentauma seção que se alarga em formato de cone na direção da abertura de sa-ida 8, a fim de causar uma compressão progressiva do produto de transportetransportado na direção de transporte 11.
O eixo helicoidal 1 pode ser posto em rotação por um dispositivode acionamento, sendo que, o produto de transporte é conduzido através deuma passagem de transporte 4, em forma de espiral, que é formada entre oinvólucro da carcaça 3 e o eixo helicoidal 1 ou a espiral de transporte 2, eneste caso, sofre uma drenagem progressiva.
A fim de remover esse tipo sw líquido separado do produto detransporte, no invólucro da carcaça 3 estão previstas passagens de líquido(não representadas), que são executadas, por exemplo, em forma de fendaou de furo. O líquido que sai através das passagens de líquido é coletadoem um dispositivo de captação previsto, respectivamente, para isso.
No caso do produto de transporte a ser comprimido pela prensahelicoidal pode se tratar, por exemplo, de suspensões de material fibroso oude lama, papel velho, serragem, resíduos de madeira, bem como, embala-gens de material sintético, de papelão ou de madeira.
A fim de impedir uma abrasão do eixo helicoidal 1 provocada pormateriais desse tipo de forma mais duradoura possível, com as desvanta-gens já apresentadas no início, de acordo com a invenção está previsto que,pelo menos, na área de uma seção da passagem de transporte 4 o eixo heli-coidal 1
esteja equipado com um perfil de superfície 5. Um perfil de su-perfície 5 desse tipo está reproduzido puramente a título de exemplo na figu-ra 2, que mostra um detalhe "X" da figura 1.
Contudo, em princípio, o perfil de superfície 5 pode se comporde nervuras 14 e elevações 15, que estão em qualquer relação entre si (vertambém figura 3 e figura 4). A geometria do perfil de superfície 5 pode serescolhido dependendo da área de aplicação ou do tipo do produto de trans-porte a ser transportado. Neste caso, o perfil de superfície 5, todavia, deveriaapresentar uma profundidade de perfil 10 medida normalmente em relaçãoao eixo geométrico do eixo helicoidal 9 de, pelo menos, 0,5 mm, a fim deevitar uma abrasão rápida.
Deve ser observado que, o perfil de superfície 5 na figura 1 estáindicado somente parcialmente, e na prática se estende através de toda asuperfície do eixo helicoidal 1, voltada para a passagem de transporte 4(como representado na figura 6). Contudo, também é possível equipar o eixohelicoidal 1 somente em seções escolhidas, por exemplo, somente em umaárea apoiada antes da abertura de saída 8, com um perfil de superfície 5,uma vez que, o produto de transporte tende a estagnar o quanto antes na-quelas áreas da passagem de transporte 4, em virtude do grau de compres-são localmente alta.
As nervuras 14 ou as elevações 15 do perfil de superfície 5 deacordo com a invenção estão dispostas de tal modo que, elas sempre pas-sam com uma certa inclinação 17 em relação ao trajeto em formato de espi-ral da espiral de transporte 2, ou atravessam o trajeto da passagem detransporte 4, Dito mais exatamente, as nervuras 14 ou elevações 15 passamcom uma inclinação 17 em relação a uma geratriz 18 da espiral de transpor-te 2 em formato de espiral, observada na vista lateral do eixo helicoidal 1(marcada nas figuras 1, 2 e 6).
Em uma execução preferida do perfil de superfície 5 de acordocom a invenção, as nervuras 14 ou elevações 15 passam, em essência, nadireção da circunferência do eixo helicoidal 1, ou normalmente em relaçãoao eixo geométrico do eixo helicoidal 9 (como representado nas figuras de 1 a 3).
Do mesmo modo, contudo, seria possível que, as nervuras 14 ouelevações 15 do perfil de superfície 5 passassem com uma inclinação qual-quer em relação ao eixo geométrico do eixo helicoidal 9, por exemplo, diver-gindo pouca coisa em relação a uma normal imaginada sobre o eixo geomé-trico do eixo helicoidal 9 (como representado na figura 6).
Neste caso, as nervuras 14 ou elevações 15 deveria ser dispos-tas não paralelas ao trajeto da espiral de transporte 2 ou da passagem detransporte 4, mas atravessar esse trajeto com uma inclinação 17 mais oumenos grande, a fim de assegurar um levantamento rítmico do produto detransporte da superfície do eixo helicoidal 1.
No sentido de uma resistência ao desgaste suficiente, o perfil desuperfície 5 deveria apresentar uma profundidade de perfil 10 medida nor-malmente em relação ao eixo geométrico do eixo helicoidal 9 de, pelo me-nos, 0,5 mm. No caso de uma prensa helicoidal prevista para fibras de celu-lose saturadas com água é sugerida uma profundidade de perfil 10 de 1,2mm.
O perfil de superfície 5 pode ser produzido em peça única com oeixo helicoidal 1, pelo fato de que, aquele perfil é processado a partir do eixohelicoidal no processo de torneamento ou de fresagem. Neste caso, o eixohelicoidal 1 é perfilado por meio de processos mecânicos de processamentoapropriados, ainda antes que a espiral de transporte 2 seja colocada ou sol-dada no eixo helicoidal 1.
De modo alternativo, no caso do perfil de superfície 5 tambémpode se tratar de um ou vários elementos de molde 6 fabricados separadose colocados no eixo helicoidal 1. Na figura 5 é evidente, por exemplo, umainfinidade de elementos de molde 6, que são executados em forma de tirasde chapa processadas previamente, as quais foram enroladas no eixo heli-coidal 1. Neste caso, os elementos de molde ou as tiras de chapa 6 são sol-dadas no eixo helicoidal 1. Naturalmente as tiras de chapa ou os elementosde molde 6 também podem ser executados em peça única, e ser enroladosem forma de rosca no eixo helicoidal 1.
Um tipo de execução particularmente preferido do perfil de su-perfície 5 de acordo com a invenção é visível na figura 2. Neste caso, o perfilde superfície 5 (observado em um corte transversal no comprimento atravésdo eixo helicoidal e visto na direção de transporte 11) apresenta uma seçãode perfil 5a, que aumenta em relação ao eixo geométrico do eixo helicoidal9, em seguida, uma segunda seção de perfil 5b, que passa, em essência,paralela ao eixo geométrico do eixo helicoidal 9 e, finalmente, uma terceiraseção de perfil 5c que, por sua vez, diminui na direção do eixo geométricodo eixo helicoidal 9.
A seção de perfil 5a, que aumenta em relação ao eixo geométri-co do eixo helicoidal 9, pode apresentar um ângulo 16 entre 5 e 45°, medidoem relação ao eixo geométrico do eixo helicoidal 9. A fim de manter pequenoo atrito de deslizamento do produto de transporte, todavia, é sugerido umângulo 16 entre 5 e 20°, de preferência, um ângulo 16 de cerca de 10°.No exemplo de execução em questão, a terceira seção de perfil5c diminui em torno de 90° na direção do eixo geométrico do eixo helicoidal 9.
Dependendo da área de aplicação e de acordo com o tamanhoda prensa helicoidal, um número qualquer de grupos de seção de perfil 5a,5b, 5c ou 5a, 5c desse tipo pode estar disposto, um após o outro, no eixohelicoidal 1.
É compreensível que, sejam possível variações variadas na for-ma do perfil de superfície 5 de acordo com a invenção, por exemplo, um tra-çado em forma de dente de serra do perfil de superfície 5 de acordo com afigura 3, um traçado em forma de ondas de acordo com a figura 4, traçadosem forma de escamas, bem como, quaisquer modelos de cruz ou de estria.
Claims (12)
1. Prensa helicoidal, de preferência, para a separação de líquidode um produto de transporte, abrangendo um eixo helicoidal (1) com umaespiral de transporte (2), disposta no eixo helicoidal (1), e um invólucro dacarcaça (3), que envolve essa espiral, sendo que, entre o eixo helicoidal (1),a espiral de transporte (2) e o invólucro da carcaça (3) é formada uma pas-sagem de transporte (4) para o produto de transporte a ser transportado,caracterizada pelo fato de que, o eixo helicoidal (1) apresenta um perfil desuperfície (5), pelo menos, na área de uma seção da passagem de transpor-te (4).
2. Prensa helicoidal de acordo com a reivindicação 1, caracteri-zada pelo fato de que, o perfil de superfície (5) apresenta nervuras (14) ouelevações (15), que passam com uma inclinação (17) em relação a uma ge-ratriz (18) da espiral de transporte (2) em formato de espiral, observada navista lateral do eixo helicoidal (1).
3. Prensa helicoidal de acordo com a reivindicação 2, caracteri-zada pelo fato de que, as nervuras (14) ou elevações (15) do perfil de super-fície (5) passam, em essência, na direção da circunferência do eixo helicoi-dal (1).
4. Prensa helicoidal de acordo com uma das reivindicações de 1a 3, caracterizada pelo fato de que, o perfil de superfície (5) - observado emum corte transversal no comprimento através do eixo helicoidal - visto nadireção de transporte (11), compreende uma seção de perfil (5a) que au-menta em relação ao eixo geométrico do eixo helicoidal (9), de preferência,que aumenta em torno de um ângulo (16) entre 5 e 45°, e uma seção de per-fil (5c) que, por sua vez, diminui na direção do eixo geométrico do eixo heli-coidal (9), de preferência, que diminui, em essência, normal em relação aoeixo geométrico do eixo helicoidal (9).
5. Prensa helicoidal de acordo com a reivindicação 4, caracteri-zada pelo fato de que, entre a seção de perfil (5a) que aumenta e a seção deperfil (5c) que diminui está prevista uma seção de perfil (5b) que passa, emessência, paralela ao eixo geométrico do eixo helicoidal (9).
6. Prensa helicoidal de acordo com uma das reivindicações 4 ou 5, caracterizada pelo fato de que, vários grupos de seção de perfil (5a, 5b, 5c) estão dispostos um após o outro na direção de transporte (11).
7. Prensa helicoidal de acordo com uma das reivindicações de 1a 6, caracterizada pelo fato de que, o perfil de superfície (5) é produzido empeça única com o eixo helicoidal (1), de preferência, é processado a partir doeixo helicoidal (1) por meio de um processamento mecânico.
8. Prensa helicoidal de acordo com uma das reivindicações de 1a 6, caracterizada pelo fato de que, no caso do perfil de superfície (5) se tra-ta, pelo menos, de um elemento de molde (6) fabricado separado do eixohelicoidal (1), e colocado no eixo helicoidal (1).
9. Prensa helicoidal de acordo com a reivindicação 7, caracteri-zada pelo fato de que, o elemento de molde (6) é uma tira de chapa.
10. Prensa helicoidal de acordo com a reivindicação 8 ou 9, ca-racterizado pelo fato de que, o elemento de molde (6) é enrolado em formade rosca no eixo helicoidal (1).
11. Prensa helicoidal de acordo com uma das reivindicações de 8 a 10, caracterizada pelo fato de que, o elemento de molde (6) é soldado noeixo helicoidal (1).
12. Prensa helicoidal de acordo com uma das reivindicações de 1 a 11, caracterizada pelo fato de que, o perfil de superfície (5) apresentauma profundidade de perfil (10) medida normalmente em relação ao eixogeométrico do eixo helicoidal (9) de, pelo menos, 0,5 mm.
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