PT95941A

PT95941A - Aparelho para prensar materia-prima

Info

Publication number: PT95941A
Application number: PT95941A
Authority: PT
Inventors: Pierre-Alain Froidevaux; Werner Haelg
Original assignee: Buehler Ag
Priority date: 1989-11-21
Filing date: 1990-11-21
Publication date: 1992-12-31
Also published as: DK0428978T3; ATE89134T1; ES2041104T3; EP0428978A1; US5271728A; DE59001442D1; EP0428978B1

Description

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MEMÓRIA DESCRITIVA

Campo do invento 0 invento refere-se a um aparelho para prensar matéria--prima, compreendendo uma caixa substancialmente cilíndrica com, pelo menos, um veio de parafuso nela montado. A superfície da extremidade, frontal desta caixa é fechada por um órgão de contrapressão que, juntamente com a caixa, limita a abertura de descarga. Esta abertura de descarga é dividida, em direcçãa circunferencial, numa pluralidade de canais de descarga, por meio de dentes que engrenam uns nos outros, montados na superfície da extremidade frontal e no órgão de contrapressão.

Antecedentes do invento

Tal aparelho é conhecido através da US—PS 4 794 011. Nesse processo a matéria-prima é prensada entre os dentes e é depois exposta à pressão atmosférica para se obter um efeito de expansão. Como aí especificado num exemplo, o produto final deixará tal aparelho numa forma "ligeiramente friável". Quando material conformado era por ser manufacturado, tinha de ser aplicado o processo de acordo com US-PS 4 001 452, em que um aparelho de expansão antecede uma prensa de formar pelotas, o que causara custos energia e de investimento adicionais.

Constitui um objectivo do invento proporcionar um aparelho do tipo descrito, de tal forma que o material que sai da abertura de descarga tenha selectivamente uma forma desejada (as chamadas aparas ou pelotas); deve, contudo, ainda ser possível aplicar o aparelho da maneira tradicional.

Sumário do invento

Este objectivo é alcançado, de acordo com o invento, montando, de modo permutável, os dentes que estão situados no órgão de contrapressão para formar pedaços de cordão de comprimento predeterminado, a fim de selectivamente formar ou não material conformado.

Na construção proporcionada pelo invento, podem ser omitidos

71 671 DM 152 os dentes do órgão de contrapressão, se se desejar, para que o aparelho se torne mais versátil na sua utilização. Por outro lado, é fácil mudar os dentes gastos sem se ter de substituir todo o órgão de contrapressão que pode ter um diâmetro e peso consideráveis. Quando é fabricado, material conformado, o uso selectivo dum órgão de corte, torna possível evitar a descarga indesejável do material em longos linguados, pelo que estes linguados se partem em formas irregulares e perdem, assim, a forma que tinham antes. 0 material conformado que sai dos canais de descarga dum aparelho proporcionado pelo invento tem, surpreendentemente, uma elevada compacidade com uma elevadíssima estabilidade de forma.

Proporcionando uma força definida na sua intensidade, a qual actua no órgão de contrapressão, é melhorado o produto conformado descarregado e, adicionalmente, a eficiência do aparelho em serviço é mais satisfatória no arranque, visto que a contrapres--são não aumenta regularmente, mas permanece limitada. Por esse meio, pode ser vantajoso proporcionar meios de ajustamento para a força, a fim de ajustar a contrapressão no arranque do aparelho a um nível mais baixo do que mais tarde. Deve salientar-se especialmente que, com o aparelho proporcionado pelo invento, a velocidade de passagem no aparelho é facilmente adaptável às condições, sem quaisquer alterações das condições de pressão. É conveniente arredondar os cantos dos canais de descarga para reduzir o perigo dos bordos se partirem. Além disso, a pressão é adequadamente aumentada, alterando a secção de passagem dos canais de descarga, razão pela qual a entrada de um canal de descarga pode ser alargada, por exemplo, por meio dum rebaixo semelhante a uma bolsa localizado do lado da caixa.

Breve descrição dos desenhos

Outras características do invento resultarão da descrição das concretizações esquemáticamente mostradas nos desenhos, em que : a Figura 1 - é uma representação esquemática dum aparelho proporcionado pelo invento para conformação de material, -4- 71 671 DM 152

;___Jll.l I // a Figura 2 - uma representação aumentada do pormenor II da figura 1 numa secção parcial, a Figura 3 - uma representação aumentada dum corte transversal através duma abertura de descarga anular equipada com dentes, a Figura 4 - um corte transversal pela linha IV-IV da figura 2, a Figura 5 — um corte transversal na linha V—V da figura 1, a Figura 6 — uma vista plana duma abertura de descarga anular, equipada com dentes na direcção da seta VI da figura 3 numa concepção modificada, e a Figura 7 - um corte transversal pela linha VII-VII da figura 6. Descrição pormenorizada dos desenhos O aparelho na figura 1 esté "dobrado" para se conseguir um comprimento axial encurtado, isto é, dividido numa pluralidade de porçães axiais de caixa localizadas umas próximo das outras; em principio é também possível um arranjo de um eixo com apenas um veio de parafuso. Devido à divisão em porçães axiais de caixa, cada veio de parafuso montado numa porção de caixa pode ser convenientemente accionado a uma velocidade individual. A primeira porção de caixa la funciona como um meio de doseamento e mistura; a matéria-prima é-lhe fornecida na direcção da seta P. Na segunda porção de caixa lb realiza-se a outra mistura, se necessário com um fornecimento de vapor e/ou líquidos. Na última porção de caixa há um veio de parafuso 2 concebido como um transportador de parafuso 2a na zona duma abertura de entrada 4 numa secção de transporte f e está reunida com ferramentas de amassar 6 na secção 2b, que se segue na direcção de transporte F. As ferramentas de amassar 6 são feitas de secçães de parafusa correndo sobre uma secção circunferêncial do veio de parafuso 2 entre as quais estão indicadas as aberturas 5.

As ferramentas de amassar fixas 7 (figura 1 ,5} funcionam conjuntamente com as ferramentas de amassar 6 do veio de parafuso 2. O material empurrado para a frente na caixa 3 da porção de tf* .

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-5-caixa lc passa em volta das ferramentas de amassar concebidas como pinos 7 através das aberturas 5, razão por que pode ser conseguida uma boa mistura. Outras ferramentas de amassar, tais como discos excêntricos ou semelhantes, podem ser também adequadamente usados como meios de amassar.

Depois da matéria-prima, por exemplo uma mistura de ração animal ou feijBes de soja, ter sido intensamente amassada' por meio das ferramentas de amassar 6 e 7, o material é levado para uma abertura de descarga 8 na superfície da extremidade frontal. A abertura de descarga 8 é limitada pela extremidade frontal da caixa 3 e por um órgão de contrapressãa, substancialmente, cónico e axial 9. Na caixa 3 podem ser proporcionadas uma ou várias aberturas de entrada de vapor 2Ξ na secção de amassar ou pode ser fornecido vapor sobre um veio de parafuso oco.

Como se mostra especialmente na figura 2, o órgão de contrapressão 9 está ligado à extremidade livre duma haste de êmbolo 10 de uma unidade de êmbolo e cilindro 11. Como mostrado na figura 1, a unidade de êmbolo e cilindro 11 está ligada a uma unidade de armazenagem de pressão 12 através da qual a zona de funcionamento da unidade de êmbolo e cilindro é alimentada com uma força uniforme que actua no órgão de contrapressão 9 por meio da haste de êmbolo 10. Como se sabe, a unidade de armazenagem de pressão 12 é composta de um volume de gás 14, actuando num diafragma ou num êmbolo 13, cuja pressão pressiona um líquido hidráulico 15. A pressão actua por meio da linha de ligação 12 e na zona de funcionamento da unidade de êmbolo e cilindro 11. Uma válvula de redução ajustável 16 é, convenientemente, montada na linha de ligação 12a de modo que a força que actua no órgão de contrapressão 9 seja mantida ajustável. Este sistema pode ser apropriadamente ligado a um flange da caixa 31 como uma unidade removível por meio dos parafusos 34.

Assim, a pressão da matéria-prima, a qual é levada através do transportador de parafuso 2a na direcção F é contrabalançada por uma contrapressão uniforme ajustável da mesma grandeza. Isto torna possível ajustar a contrapressão aos vários materiais ou -6— />

Ar ,r y 71 671 DM 152 misturas, assim como ás diferentes condiçSes de funcionamento do aparelho 1, tais como variaçffes nas velocidades de passagem, arranque ou funcionamento a plena carga.

Numa concretização simples, nSo representada, pode também ser proporcionada uma alavanca articulável carregada por um peso, para fornecer a força que actua no órgão de contrapressSo 9. Uma extremidade da alavanca suporta um peso, a título de exemplo, enquanto que a outra extremidade situada no outro lado do eixo giratório actua no órgão de contrapressão.

Os veios de parafuso das porçffes de caixa la a lc do aparelho 1 podem funcionar sem serem ajustados. Se contudo, ocorrerem flutuaçBes na velocidade de rotação dos veios e/ou flutuaçBes na matéria-prima fornecida, a pressão do material na caixa 3 aumenta, razão por que a abertura de descarga 8 expandirá, correspondentemente, para reduzir a pressão do material. Assim, o produto descarregado terá um perfil flutuante. Para se obter o material conformado dum perfil, particularmente, uniforme na abertura de descarga 8, é adequadamente proporcionado um meio de circuito de controlo. Para isso, um sensor de pressão 17 é colocado antes da abertura de descarga 8 da caixa 3, cujo sinal de saída é então avaliado numa unidade de circuito de controlo 1B. A unidade de circuito de controlo 18 recebe sinais, representando uma pressão desejada por um regulador de ponto que regula a pressão na caixa. A válvula 16 que ajusta a contrapressão na unidade de cilindro e 'êmbolo, está adequadamente ligada ao regulador num ponto predeterminado de modo que possam ser atingidos valores de pressão correspondentes, se necessário.

Um selector de andar 19 pode ser concebido, com vantagem, na saída da alavanca selectora 20, o que permite outra mudança. Na posição da alavanca selectora - como se vê no desenho com linhas cheias - um elemento de controlo final 21 é seleccionado para controlar a velocidade de rotação do motor Ml. Este ajustamento é preferido visto que o motor Ml do veio de parafuso na porção de caixa la (veio de doseamento) será, duma maneira geral, concebido como uma unidade mais pequena do que o motor M2 que acciona o 71 671 DM 152 -7-

veio de parafuso 2 da porção de caixa 1c e porque é muitas vezes desejável accionar o veio de parafuso 2, com um volume de passagem constante e fixo e, portanto, não alterar o seu número de revoluçães. Na posição média da alavanca selectora 20, representada no desenho com linhas interrompidas, é atingida uma espécie de controlo em cascata, em que o motor Ml é ajustado primeiro e o ajustamento do motor M2 se faz só se o alcance de controlo não for suficiente para o motor Ml. Além disso, mudando a alavanca selectora 20 para uma posição inferior, ilustrada com linhas interrompidas, torna-se possível um ajustamento exclusivo do motor M2 para o veio de parafuso 2.

Devido à pressão constante que actua no órgão de contrapressSo 9, o material conformado que sai da abertura de descarga 8 tem uma elevada compacidade e uma boa estabilidade de forma. Portanto, é possível dispensar a aplicação duma máquina de fazer pelotas preferida; se, não obstante, o material conformado for sujeito a mais tratamento, o produto final obtido será duma qualidade ainda superior.

De acordo com o invento, está previsto conceber a abertura de descarga 8 não como uma abertura anular, mas dividi—la em vários canais de descarga dispostos na circunferência 8a, localizados uns juntos dos outros. Para isso, um anel de retenção 23 deve ser fixada com parafusos numa flange 31 na superfície de extremidade frontal (figura 2), segurando, no interior, uma peça de desgaste anular 25 (figura 3,4), a qual tem saliências em forma de dente 24 que se prolongam paralelamente ao veio de parafuso 2 em direcção axial. Para permitir a substituição das saliências 24 susceptíveis de desgaste, a peça de desgaste 25 é montada, de modo permutável, no anel de retenção 23.

Os dentes 26 do órgão de contrapressão 9 penetram nas saliências em forma de dente 24, pelo que uma pluralidade de canais de descarga 8a são dispostos em circunferência em volta do órgão de contrapressão 9, sendo os canais de descarga definidos por a peça de desgaste anular 25, as suas saliências em forma de dente 24, os dentes e o bordo do órgão de contrapressão 9. 71 671 DM 15

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Visto que os dentes 26 são também submetidos a um grande desgaste pelo material descarregada, e para permitir a sua remoção, são os mesmos montados de modo permutável. Para isso, cada dente 26 ou 26a (figura 6,7) é provido com uma saliência de retenção 27 , a qual , juntamente com uma saliência correspondente 28 duma placa de retenção 27 aparafusada no órgão de con-trapressão, mantém os dentes 26 ou 26a na sua posição.

Assim, torna—se facilmente possível dispensar inteiramente os dentes 26a, para funcionar como um tradicional expansar. Contudo, é também possível substituir determinados dentes 26a gastos sem grande dificuldade.

Os dentes que engrenam uns nos outros também funcionam como uma protecçSo contra torção para o órgão de contrapressão 9 no comprimento axial das saliências 24. Se o órgão de contrapressão for levantado da caixa 3 para ser limpo, como representado na figura 2 com linhas interrompidas, são vantajosas colunas de guia.

Devido à divisão da abertura de descarga anular numa pluralidade de canais de descarga 8a, é possível modular o material descarregado ou o material conformado que tem sempre uma compacidade uniforme devido à contrapressão constante.Para cortar o material conformado descarregado dos canais 8a, em forma de pelotas, seria possível, se necessário, dispensar as colunas 30 para colocar um órgão de corte operando em volta da haste de êmbolo 10. As saliências 24, a título de exemplo, podem, então, ser prolongadas para a condução do órgão de contrapressão. Contudo, a concretização aqui descrita é mais conveniente, operando com um órgão de corte 35 colocado antes do órgão de contrapressão 9 e accionado pelo veio de parafuso 2, tendo o dito órgão de corte, cruciforme ou em estrela, folgas entre os seus braços radiais. Se se desejar, o órgão de corte 35 pode ser retirado, caso em que o expansor pode ser operado da forma tradicional. Para este fim, o veio de parafuso pode ser provido com uma superfície de assentamento apropriada (não se vê) para o órgão de corte.

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Se se usar dentes de acordo com as figuras 2 e 3, é obtido material conformado quadriforme ou. rectangular (em corte) ou pelotas, cujos bordos estão expostos a um maior perigo de fractura, que, contudo, é sempre de pouca importância se o material conformado for posteriormente submetido a tratamento adicional» No caso de tratamento adicional do material conformado, por exemplo, numa máquina de formar pelotas, a contracção do volume e a elevada compacidade atingida pela prensagem da matéria-prima saída dos canais são também vantajosas»

Se o material conformado constituir o produto final, depois de ser descarregado dos canais 8a, as folgas entre as saliências em forma de dente 24 e, preferentemente, também os dentes 26a localizados do lado aposto são concebidas de forma côncava na sua periferia, para reduzir o perigo dos bordos quebrarem. Assim, todos os cantos do canal 8a são arredondados. Para conseguir uma compacidade ainda maior do material, pode ser vantajoso diminuir a secção de passagem dum canal 8a para a saída; na sua extremidade, voltada para o veio de parafuso, o canal 8a é concebida com uma secção alargada, que é efectuada por rebaixas correspondentes D semelhantes a bolsas (figura 6,7) na peça de desgaste 25 e/ou no órgão de contrapressão 9. 0 órgão de desagregação 32 pode ser convenientemente proporcionado na extremidade do veio de parafuso 2 voltada para o órgão de contrapressão, pressionando o dito órgão de desagregação 32 a matéria-prima para dentro dos canais 8a à força. Para isso, a distância do órgão de desagregação 32 às aberturas de descarga dos canais 8a é, convenientemente, mantida ajustável, razão por que o veio de parafuso 2 é construído como uma unidade móvel na direcção da seta P. 0 ajustamento faz—se por meio dum dispositivo de ajustamento já conhecido.

Para se conseguir uma pressão uniforme do material na zona do órgão de contrapressão 9, pode ser conveniente conceber uma zona de compressão imediatamente antes da abertura de descarga, o que é possibilitado por uma secção de passagem contraída entre o veio de parafuso 2 e a caixa 3 e/ou por espirais de parafuso 71 671 ϊ/\” C·^' / .r-/ r . -Λ DM 152 -10-contraídas. Seria também vantajoso colocar - adicional ou alternativamente — uma pequena porção transportadora (semelhante à porção f) depois das ferramentas de amassar 6 e 7.

Claims

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REIVINDICAÇÕES

lâ - Aparelho para formar material conformado a partir duma matéria-prima, caracterizado por compreender meios de caixa que definem um espaço interior, substancialmente cilíndrico, através do qual é transportada a dita matéria-prima numa direcção de transporte predeterminada, de modo que a dita matéria—prima exerça uma pressão de transporte, tendo os ditos meios de caixa uma superfície de extremidade frontal, quando vistos no sentido de transporte da dita matéria-prima; pelo menos um veio do parafuso montado rotativamente no dito espaço interior; meios de accionamento do dito veio de parafuso; meios de contrapressSo dispostos na dita superfície da extremidade frontal para fechar, parcíalmente, o dito espaço interior, através duma superfície frontal voltada para o dito espaço interior, limitando, assim, a abertura de descarga; meios de dentes circundando a dita abertura de descarga e incluindo uma fileira de primeiros dentes ligados aos ditos meios de caixa; uma fileira de segundos dentes ligados aos ditos meios de contrapressSo, de modo a poderem soltar—se, para remoção selectiva dos mesmos, engrenando os ditos primeiros e segundos dentes uns nos outros para dividir a abertura de descarga numa pluralidade de canais de descarga com uma entrada e uma extremidade de descarga. » 2® - Aparelho de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por os ditos meios de dentes serem, pelo menos em parte, dispostos numa peça de desgaste anular para se prolongarem paralelamente ao dito veio de parafuso, formando, assim, saliências axiais da dita peça de desgaste. 3ã — Aparelho de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por a dita peça de desgaste ser montada, de modo permutável, nos ditos meios de caixa. 4â - Aparelho de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por os dois canais de descarga terem os bardos arredondados quando vistos em corte transversal. 5 — Aparelho de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por os ditos canais de descarga serem em corte transversal mais

71 671 DM 152 -12-pequenos na extremidade de descarga do que na entrada. é§ - Aparelho de acordo com a reivindicação 5, caracterizado por os ditos canais de descarga compreenderem, pelo menos, um rebaixo semelhante a uma bolsa na entrada. 7ã - Aparelho de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por o dito rebaixo estar colocado numa peça de desgaste anular que suporta os ditos dentes. 8ã - Aparelho de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por o dito rebaixa estar colocado nos ditos meios de contrapres— -são. 9ã - Aparelho de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender ainda meios de pressão para pressionarem os ditos meios de contrapressão contra a dita pressão de transporte, exercendo uma força pré-definida em relação á sua grandeza. iOã — Aparelho de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por compreender ainda meios de ajustamento para fixação da dita força pré-definida. llê - Aparelho de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por os ditos dispositivos de pressão compreenderem uma unidade de cilindro e êmbolo. 12ã - Aparelho de acordo com a reivindicação 11, caracterizado por os ditos meios de compressão estarem ligados ao êmbolo da dita unidade. 13â — Aparelho de acordo com a reivindicação 11, caracterizado por os ditos meios de pressão compreenderem meios de armazenagem de pressão ligados à dita unidade. 14â - Aparelha de acordo com a reivindicação 10, caracterizado por compreender ainda meios de ajustamento para fixação da dita força pré-defenida, incluindo os ditos meios de ajustamento válvulas ligadas entre a dita unidade e os ditos meios de armazenagem de pressão. 15ê — Aparelho de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por os ditos meios de pressão compreenderem uma fonte de meio

-13- hidraúlico. 16ê - Aparelho de acordo com a reivindicação i, caractsriza-do por a dita superfície frontal dos ditos meios de compressão ser convexa. 17£ - Aparelho de acordo com a reivindicação 1, caractsriza-do por a dita superfície frontal dos ditos meios de contrapressSo formar uma superfície fustocónica. lSâ - Aparelho de acordo com a reivindicação 1, caracteriza-do por compreender ainda meios sensores de pressão localizados dentro do alcance da dita abertura de descarga e que proporcionam um sinal correspondente à pressão efectiva no dito espaço interior; meios que proporcionam um sinal que representa a pressão desejada; e meios de circuito de controlo que recebem os ditos sinais para comparação e para formação de um sinal de controlo a ser fornecido aos ditos meios de accionamento para controlo da velocidade de rotação dos mesmos. 19ã - Aparelho de acordo com a reivindicação 1, caracteriza-do por compreender ainda meios de desagregação situados no dito veio de parafuso para fornecer material para a dita abertura de descarga. 2Gâ - Aparelho de acordo com a reivindicação i, caracteriza-do por os ditos meios de parafuso serm montados, de modo deslo-cável, em direcção axial. 21ã - Aparelho para formar material conformado a partir duma matéria—prima, caracterizado por compreender meios de caixa que definem um espaço interior substancialmente cilíndrico, através do qual é transportada a dita matéria-prima numa direcção de transporte predeterminada, de modo que a dita matéria-prima exerça uma pressão de transporte, tendo os ditos meios de caixa uma superfície de extremidade frontal, quando vistos no sentido de transporte da dita matéria-prima; pelo menos um veio de parafuso montado rotativamente no dito espaço interior; meios de accionamento do dito veio de parafuso; meios de contrapressSo dispostos na dita superfície de extremidade frontal para fechar, 71 671 DM 152

—14— parcialmente, o dito espaço interior, através duma superfície frontal voltada para o dito espaço interior, limitando, assim, a abertura de descarga; meios de dentes circundando a dita abertura de descarga e incluindo uma fileira de primeiros dentes ligadas aos ditos meios de caixa? uma fileira de segundos dentes ligados aos ditos meios de contrapressão, engrenando os ditos primeiros e segundos dentes uns nos outros para dividir a abertura de descarga numa pluralidade de canais de descarga, tendo uma entrada e uma extremidade de descarga; e meios de corte rotativos dispostos dentro do alcance da dita abertura de descarga. 22â - Aparelho de acordo com a reivindicação 21, caracteri-zado por os ditos meios de corte estarem situados entre o dito veio de parafuso e os ditos meios de contrapressão e por estarem em ligação de accionamento com o dito veio de parafuso. 23à - Aparelho de acordo com a reivindicação 21, caracteri-zado por os ditos meios de corte serem dispostos de modo amovível . 24â - Aparelho de acordo com a reivindicação 21, caracteri— zado por compreender ainda ferramentas de amassar situadas, dentro do alcance contíguo aos ditos meios de contrapressão. 25â — Aparelho de acordo com a reivindicação 24, caracteri-zado por as ditas ferramentas de amassar se projectarem do dito veio de parafuso. 26ã — Aparelho de acordo com a reivindicação 24, caracteri— zado por as ditas ferramentas de amassar se projectarem dos ditos meios de caixa para o dito espaço interior. 27ã - Aparelho de acordo com a reivindicação 24, caracteri-zado por as ferramentas de amassar se projectarem do dito veio de parafuso, assim comodos ditos meios de caixa para o espaço interior, encaixando—se as ferramentas do dito veio de parafuso e as ferramentas dos ditos meios de caixa umas nas outras. -15- 71 671 DM 152 Lisboa, M Por BUHLER AB - 0 AGENTE OFICIAL