BR0307404B1 - "moinho de esferas, receptáculo de moinho de esferas e método de trituração com o mesmo". - Google Patents

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "MOINHO DE ESFERAS, RECEPTÁCULO DE MOINHO DE ESFERAS E MÉTODO DE TRITURAÇÃO COM O MESMO".

Antecedentes da Invenção Campo Técnico da Invenção [001] A presente invenção refere-se a dispositivos e métodos de tri tu ração em moinho de esferas em geral, e, em particular, a dispositivos e métodos de trituração em moinho de esferas em bateladas.

Descrição da Técnica Afim [002] Moinhos de esferas são bem-conhecidos na técnica e são comumente usados em laboratórios e na indústria para fins de triturar e misturar materiais de maneira rápida e sem perda. [003] Um tipo conhecido de moinho de esferas é comumente denominado de moinho centrífugo. Um material a ser triturado, juntamente com esferas de outro material rígido, é inserido em um receptáculo cilíndrico. Este receptáculo é então revolvido em torno de seu eixo (ou, talvez, de um eixo deslocado a partir do mesmo) em uma velocidade de rotação predeterminada para produzir o movimento das esferas dentro do material. A ação das forças de aceleração das esferas móveis resultante da rotação do receptáculo ocasiona a trituração ou a mistura do material. É importante com moinhos de esferas centrífugos cuidadosamente controlar a velocidade de rotação porque, para cada material a ser triturado ou misturado em um receptáculo de determinado diâmetro, existe um valor restritivo da velocidade de rotação além do qual as esferas irão permanecer estacionárias contra a parede interna do receptáculo e deixarão de efetuar qualquer ação de trituração. [004] Com a orientação horizontal do eixo de rotação, as forças gravitacionais poderão ser usadas além das forças de rotação para produzir o movimento de esfera em cascata em um aperfeiçoamento ao efeito de trituração ou mistura. Estes moinhos de esferas centrífugos horizontalmente orientados são também conhecidos como moinhos de tamboração. Nesta configuração, o material é triturado ou misturado como resultado do colapso compressivo e da abrasão por atrito devido à queda gravitacional das esferas em cascata. [005] Para neutralizar os efeitos de aglomeração dentro do receptáculo e intensificar a homogeneização do material, a direção de rotação para o receptáculo em um moinho de esferas centrífugo pode ser invertida. [006] Outro tipo conhecido de moinho de esferas é comumente denominado de moinho de esferas planetário. Uma pluralidade de potes do moinho recebe um material a ser triturado juntamente com as esferas de outro material rígido. Cada pote do moinho é montado em uma plataforma independentemente giratória. A pluralidade de potes é uniformemente disposta em torno de um eixo principal de rotação. À medida que a pluralidade de potes é girada em torno do eixo principal em uma direção, cada um dos potes individuais gira independentemente em torno de seu próprio eixo em uma direção oposta. Esta ação "planetária" faz com que forças centrífugas sejam alternadamente somadas e subtraídas. A interação com o material ocorre à medida que as esferas dentro de cada pote giram eqüidistantes em torno do pote, sendo então lançadas através do pote. O efeito sinérgico entre as forças centrífugas devido à revolução e à rotação, combinado com a força Coriolis, resulta na trituração/mistura aperfeiçoadas em comparação aos moinhos de esferas centrífugos. [007] A necessidade de preparação de amostra e de trituração rápida e de grande volume é bem-reconhecida em conexão com a a-nálise química principal de muitos materiais, por exemplo, sementes e tecidos vegetais. Esta análise química é tipicamente executada em conexão com o peneiramento de sementes e tecidos vegetais para certas peculiaridades desejáveis. Com o número determinado de sementes e tecidos vegetais que um cientista ou criador tem que peneirar, e a quantidade limitada de tempo disponível para completar tais peneiramentos, é importante que as sementes e os tecidos vegetais sejam rapidamente triturados para acelerar toda a operação de análise para identificar e selecionar sementes e plantas de interesse. Também, é vital mente importante manter o isolamento da amostra e assim assegurar que a semente ou o tecido triturado para uma amostra não contamine outra amostra. Dispositivos de moinho de esferas conhecidos e prontamente disponíveis não têm a capacidade de triturar as sementes e os tecidos com rapidez nos volumes, e com o isolamento requisitado, necessários por parte dos cientistas e criadores.

Sumário da Invenção [008] A presente invenção é um moinho de esferas que utiliza um receptáculo tubular para conter um meio de trituração e um material a ser triturado. O receptáculo tubular apresenta um eixo longitudinal. Um mecanismo de acionamento opera para induzir um movimento alternativo linear do receptáculo tubular substancial mente na direção do eixo longitudinal. O movimento do meio de trituração para trás e para frente dentro do receptáculo como resultado do movimento alternativo linear induzido efetua a trituração do material contido. [009] Um processo para a trituração a moinho de esferas, de a-cordo com a presente invenção, carrega primeiro o receptáculo com o meio de trituração e o material a ser triturado. O receptáculo é então provido de tampa para conter o meio de trituração e o material. A trituração do material é então efetuada pelo movimento de vaivém do receptáculo provido de tampa em uma direção substancialmente paralela a seu eixo longitudinal. [0010] O meio de trituração pode compreender uma única esfera ou cápsula contida com o receptáculo. Em uma concretização alterna- ti va, o meio de trituração pode utilizar uma pluralidade de esferas, as quais podem apresentar diferentes tamanhos, [0011] Múltiplos receptáculos podem ser carregados e simultaneamente movimentados em vaivém substancial mente na direção de seus eixos paralelos para aumentar o volume do material a ser triturado pelo moinho de esferas.

Breve Descricão dos Desenhos [0012] Um entendimento mais completo do processo e do aparelho da presente invenção poderá ser adquirido por meio de referência à seguinte descrição detalhada, quando tomada em conjunção com os desenhos anexos, nos quais: [0013] A Figura 1 é um desenho esquemático de uma concretização de um moinho de esferas tubular de movimento axialmente alternativo, de acordo com a presente invenção. [0014] A Figura 2 é um desenho esquemático de outra concretização de um moinho de esferas tubular de movimento axialmente alternativo, de acordo com a presente invenção. [0015] A Figura 3 é uma vista ortogonal de um porta-a mostra que inclui diversos receptáculos. [0016] A Figura 4 é uma vista esquemática em seção transversal de um receptáculo provido de tampa que mostra o uso de múltiplas esferas para o meio de trituração. [0017] As Figuras 5A-5D mostram vistas em seção transversal detalhadas parcial mente explodidas para diversas concretizações do porta-a mostra da Figura 3 e componentes do mesmo. [0018] A Figura 6 é uma vista lateral parcialmente rompida do moinho de esferas tubular de movimento axialmente alternativo, de acordo com a presente invenção. [0019] A Figura 7 é uma vista lateral em seção transversal de um mancai pneumático utilizado no moinho de esferas tubular de movi- mento axialmente alternativo, de acordo com a presente invenção, [0020] E a Figura 8 é um desenho esquemático de uma concretização alternativa de um moinho de esferas tubular de movimento axial mente alternativo, de acordo com a presente invenção.

Descrição Detalhada dos Desenhos [0021] Agora, é feita referência às Figuras 1 e 2, onde são mostrados desenhos esquemáticos de concretizações de um moinho de esferas tubular de movimento axialmente alternativo 10, de acordo com a presente Invenção, O moinho de esferas 10 inclui pelo menos um receptáculo tubular (por exemplo, cilíndrico) 12, onde cada receptáculo incluído é provido de tampa 14 em cada extremidade. O receptáculo tubular 12 pode apresentar uma seção transversal que seja de qualquer forma oca selecionada incluindo: um círculo, um quadrado, um retângulo, um polígono, um ovóide, um elipse, e semelhantes. Pelo menos uma das tampas 14a é removível para permitir o acesso ao interior do receptáculo 12. A Figura 1 especificamente ilustra o uso de um único receptáculo provido de tampa 12, embora mais de um receptáculo possa ser usado como o recipiente de trituração, caso desejado, conforme mostrado na Figura 3. Dentro de cada receptáculo provido de tampa 12, com o uso da tampa removível 14a, é depositado um material a ser triturado ou misturado junta mente com o meio de trituração 16 que pode compreender pelo menos uma esfera, um cilindro, uma cápsula, ou semelhante. A Figura 1 específicamente ilustra o uso de uma única esfera para o meio de trituração 16, embora mais de uma esfera (de tamanho igual ou de tamanhos diferentes) possa ser usada como o meio de trituração, caso desejado, conforme mostrado na Figura 4. O receptáculo provido de tampa 12 apresenta um eixo 18 que passa longitudinalmente através do mesmo e em torno do qual é definido o interior, O moinho de esferas 10 adicionalmente inclui um mecanismo de acionamento 20 para fazer com que o receptáculo pro- vido de tampa 12 seja alternado para trás e para frente substancialmente ao longo do eixo longitudinal 18 na direção da seta de dupla extremidade ilustrada. Qualquer mecanismo de acionamento de movimento alternativo adequado conhecido na técnica pode ser usado desde que produza velocidade de movimento de vaivém e percurso suficiente e adicionalmente possua cavalo-vapor suficiente para acionar a carga. A distância de percurso 22 para o movimento de vaivém do mecanismo de acionamento 20 é preferivelmente igual ou excede uma polegada (2,54 cm), sendo mais preferivelmente maior do que uma polegada (2,54 cm) ao longo do eixo longitudinal 18. A velocidade de movimento de vaivém se encontra preferivelmente na faixa de 1000 a 2000 ciclos por minuto (quando carregada). [0022] Será reconhecido que um eixo direcional (definido pela seta), ao longo do qual o mecanismo de acionamento induz o movimento de vaivém, é substancialmente paralelo ao eixo longitudinal 18 (e, no caso de um único receptáculo, os eixos podem ser substancialmente alinhados com o mesmo). Com cada movimento de vaivém, o meio de trituração (por exemplo, esfera 16 ou esferas) contido aí se move para trás e para frente produzindo uma interação entre o meio, o material a ser triturado e a superfície interna do receptáculo 12 e das tampas 14. A ação das forças de aceleração do meio de trituração móvel 16 que resulta do movimento de vaivém do receptáculo 12 efetua a trituração ou mistura do material contido dentro do receptáculo em um período de tempo muito curto e com uma granularidade muito fina. A ação de movimento de vaivém adicionalmente serve para neutralizar os efeitos de aglomeração de material dentro do receptáculo 12. [0023] O receptáculo 12 é orientado verticalmente em uma implementação preferida, conforme mostrado na Figura 1. Uma haste de acionamento 24 com uma orientação vertical correspondente é conectada ao receptáculo 12, seja diretamente, seja através de uma plata- forma de suporte de receptáculo 28. A haste de acionamento 24 passa através de um mancai 26 que serve tanto para manter a orientação vertical do receptáculo como para permitir o movimento de substancialmente menos atrito da haste de acionamento no acionamento alternativo do movimento axial do receptáculo 12. Embora seja mostrada uma orientação vertical com o receptáculo localizado acima do mecanismo de acionamento, será entendido que uma orientação vertical com o receptáculo suspenso abaixo do mecanismo de acionamento pode ser usada também. [0024] O receptáculo 12 é orientado horizontal mente em outra implementação preferida, conforme mostrado na Figura 2. Uma haste de acionamento correspondente horizontalmente orientada 24 é conectada ao receptáculo, seja diretamente, seja através de um carro de suporte de receptáculo 40, para transferir o acionamento alternativo para o receptáculo a partir do mecanismo de acionamento 20. O mancai 26 ajuda a sustentar a orientação horizontal da haste de acionamento 24 e permite o movimento de substancialmente menos atrito da haste de acionamento no acionamento alternativo do movimento axial do receptáculo 12. [0025] O carro 40 sustenta e detém o receptáculo provido de tampa 12, e é móvel sobre uma superfície de transferência 42. Qualquer configuração adequada para a construção de superfície de transferên-cia/carro de pouco atrito pode ser implementada, incluindo, por exemplo, uma configuração rolante ou uma configuração deslizante. [0026] Agora, é feita referência à Figura 3, onde é mostrada uma vista ortogonal de um porta-amostra 30 incluindo diversos receptáculos 12. O porta-amostra 30 inclui uma placa de base 32 que apresenta uma pluralidade de rebaixos geralmente tubulares 34 dimensionados e formados para serem muito ligeiramente maiores do que o tamanho e a forma do receptáculo tubular 12. Estes rebaixos 34 podem ser obti- dos pelas ações de formação, de moldagem, de usinagem, e semelhantes, assumidas na placa 32. Quando os receptáculos 12 forem inseridos (por exemplo, por meio de ajuste por pressão) nos rebaixos 34, a placa de base 32 formará uma primeira tampa 14 em uma extremidade de cada receptáculo e atuará como um suporte para os receptáculos. Como uma alternativa, cada receptáculo poderá ser aberto em apenas uma única extremidade e assim incluir uma primeira tampa integral 14. Nesta configuração, a placa de base atua como um suporte para a pluralidade de receptáculos. Na extremidade oposta de cada receptáculo 12, é provida uma tampa removível 14a que é dimensionada e formada para se conformar substancialmente ao tamanho e à forma do receptáculo e para encerrar o receptáculo, quando usado. Uma placa superior 36 dimensionada e configurada com rebaixos correspondentes 34 (mostrados espectralmente) às tampas 14a sustenta e detém a pluralidade de receptáculos providos de tampa. Como uma alternativa, a placa superior 36 pode ser usada no lugar de tampas individuais 14a para fechar a extremidade dos receptáculos 12, em cujo caso, a placa 36 incluirá rebaixos 34 dimensionados e formados para serem muito ligeiramente maiores do que o tamanho e a forma do receptáculo tubular 12. A desmontagem do porta-amostra 30 é facilmente conseguida nas peças componentes (placas 32/34, receptáculos 12 e tampas 14/14a (caso usadas)) para permitir a limpeza, o reparo ou a substituição da peça. [0027] Agora, é feita referência às Figuras 5A-5D, onde são mostradas vistas em seção transversal detalhadas parcialmente explodidas para diversas concretizações do porta-amostra 30 da Figura 3 e componentes do mesmo. Estas figuras ilustram uma concretização preferida de um receptáculo cilindricamente formado 12. Conforme mencionado acima, contudo, será entendido que os receptáculos podem ter uma forma em seção transversal diferente de um círculo, caso desejado, por uma determinada aplicação de trituração ou mistura.

[0028] De volta, primeiro, à Figura 5A, a placa de base 32 é mostrada em seção transversal como incluindo uma pluralidade de rebaixos cilíndricos 34. O receptáculo 12 compreende um cilindro que apresenta um diâmetro externo igual ou muito ligeiramente menor do que o diâmetro do rebaixo cilíndrico 34. Isto permite que o receptáculo 12 seja ajustado por pressão e mantido dentro do rebaixo 34. O receptáculo 12 inclui um orifício axial 50 que se estende a partir de uma extremidade e que termina em uma superfície substancialmente esférica 52 (preferivelmente totalmente hemisférica) antes de alcançar uma extremidade oposta. A superfície 52 define uma tampa integral 14 na extremidade oposta do receptáculo 12. O orifício 50 apresenta um diâmetro ligeiramente maior do que o diâmetro de uma esfera de tamanho maior (não mostrada) a ser retida aí. A superfície esférica 52 é definida por um raio que correspondentemente também excede ligeiramente o raio dessa mesma esfera de tamanho maior. Como um e-xemplo, para uma esfera de 0,750 polegadas (1,905 cm) de diâmetro usada como o meio de trituração, o orifício do receptáculo pode ter um diâmetro de 1000 polegadas (2540 cm) e a superfície esférica um raio de 0,500 polegadas (1,27 cm). A tampa 14a inclui uma porção de in-serto cilíndrica 54 que apresenta um diâmetro externo igual ou muito ligeiramente menor do que o diâmetro interno do orifício axial 50. Isto permite que a porção de inserto 54 da tampa 14a seja ajustada por pressão e mantida dentro do receptáculo 12. A porção de inserto 54 adicionalmente inclui um rebaixo esférico 56 (não necessariamente totalmente hemisférico), cujo raio é substancialmente igual ao raio da superfície esférica 52 dentro do receptáculo 12. A tampa 14a adicionalmente inclui uma borda recartilhada 58 que apresenta um diâmetro que preferivelmente excede o diâmetro externo do receptáculo 12 para permitir o fácil agarre e a fácil manipulação por parte do usuário. A placa superior 36 inclui uma pluralidade de rebaixos cilíndricos 34 alinhados com rebaixos correspondentes na placa de base 32. Os rebaixos 34 na placa superior 36, contudo, apresentam um diâmetro que é maior do que a borda recartilhada de diâmetro externo 58 da tampa 14a. Isto permite que as tampas 14a para os receptáculos 12 sejam inseridas dentro do rebaixo 34 da placa superior 36. [0029] Para montar o porta-amostra 30, uma pluralidade de receptáculos 12 é ajustada por pressão dentro dos rebaixos 34 da placa de base 32. Os receptáculos 12 são então carregados com pelo menos uma esfera (não mostrada) e um material a ser triturado ou misturado (também não mostrado). Uma tampa 14a é então usada para encerrar a extremidade aberta em cada dos receptáculos 12. A placa superior é então colocada sobre a pluralidade de receptáculos 12 com as tampas 14a sendo inseridas nos rebaixos 34. Uma vez montado e carregado na maneira descrita acima, o porta-amostra 30 é então conectado ao carro/plataforma de suporte de receptáculo 40/28 (vide Figuras 1 e 2) com uma orientação tal que um eixo do receptáculo seja alinhado com a direção do acionamento alternativo. O mecanismo de acionamento 20 é então acionado para induzir um movimento de vaivém dos porta-amostras (e os receptáculos contidos aí 12) em uma direção axial substancialmente orientada com o eixo de cada receptáculo. A esfera (ou esferas) dentro de cada receptáculo provido de tampa 12 se move para trás e para frente com cada movimento de vaivém do porta-amostra para triturar ou misturar o material incluído. As superfícies esféricas presentes em cada extremidade do receptáculo provido de tampa 12 intensificam o efeito de trituração e mistura com a provisão de uma superfície curva complementar (isto é, similarmente formada) àquela apresentada pelo meio de trituração da(s) esfera(s). [0030] Voltando, em seguida, para a Figura 5B, o receptáculo 12 compreende um tubo cilíndrico que é aberto em ambas as extremida- des e é inserido nos rebaixos correspondentes 34 na placa de base 32 e na placa superior 36. As placas 32 e 36, nesta configuração, funcionam assim não apenas para sustentar e deter os receptáculos 12, mas também servem como tampas 14/14a para cada extremidade dos receptáculos. Determinadas as superfícies de extremidade internas planas 60 para os receptáculos providos de tampa 12, o uso de uma única esfera provavelmente não proveria a eficiência de trituração ou mistura máxima (devido a uma falta de uma superfície complementar). Ao invés disso, múltiplas esferas (de tamanho igual ou de tamanho diferente) poderão ser usadas (vide Figura 4). Alternativamente, uma cápsula cilíndrica 62 pode ser implementada à medida que suas extremidades planas 64 complementam as superfícies 60. A cápsula 62 apresentaria preferivelmente um diâmetro externo que é menor que o diâmetro interno do tubo cilíndrico para cada receptáculo 12. [0031] Na Figura 5C, é ilustrado que as superfícies de extremidade dos receptáculos providos de tampa 12 podem assumir formas diferentes da forma plana ou esférica. Como um exemplo, uma forma cônica pode ser usada para as superfícies de extremidade 64 do orifício axial 50 e para a porção de inserto 54 da tampa 14a. Nesta configuração, múltiplas esferas (tamanho igual ou tamanhos diferentes) podem ser usadas como o meio de trituração (conforme mostrado na Figura 4), podendo ser alternativamente usada uma cápsula cilíndrica de dupla extremidade afunilada 66 (conforme mostrado). [0032] Na Figura 5D, os rebaixos 34 na placa de base 32 e na placa superior 36 são formados para apresentarem uma forma de superfície de extremidade desejada que é complementar ao meio de trituração usado com o receptáculo 12. Por exemplo, conforme mostrado, os rebaixos 34 são formados com um rebaixo de superfície esférico 56 (não necessariamente totalmente hemisférico), cujo raio é maior que o raio da esfera usada dentro do receptáculo provido de tampa como o meio de trituração. Uma superfície cônica poderia ser alternativamente escolhida. Nesta configuração, o rebaixo 34 inclui uma saliência 68 sobre a qual a borda da extremidade aberta do receptáculo 12 poderá ser apoiada, quando ajustada por pressão dentro do rebaixo. [0033] Agora, é feita referência à Figura 6, onde é mostrada uma vista lateral parcialmente rompida do moinho de esferas tubular de movimento axialmente alternativo, de acordo com a presente invenção. Embora a Figura 6 ilustre a concretização de orientação vertical do moinho de esferas (vide Figura 1), será entendido que uma mesma configuração ou uma configuração similar pode ser usada em uma orientação horizontal (vide Figura 2). O mecanismo de acionamento 20 compreende um motor 70 com um eixo de acionamento 72. O motor pode compreender um motor trifásico de corrente alternada de 220 volts de desenho comum. O restante do mecanismo de acionamento é instalado dentro de um invólucro para proteger o usuário contra ferimentos. Uma primeira polia 74 é montada no eixo de acionamento. Um eixo de manivela equilibrado 76 é horizontal mente montado entre um jogo de mancais 78 (por exemplo, mancais radiais). Uma segunda polia 80 é montada no eixo de manivela 76 e conectada para rotação à primeira polia 74 por um membro de acionamento flexível 82, tal como uma correia (e, mais particularmente, uma correia dentada). Um ou mais volantes 84 podem também ser montados no eixo de manivela 76. Um pino de deslocamento montado entre os contrapesos do eixo de manivela 86 é conectado à haste de acionamento 24 para converter o movimento rotacional do eixo de manivela em movimento alternativo linear. [0034] Em uma extremidade oposta da haste de acionamento 24 a partir do eixo de manivela, a haste é conectada à plataforma de suporte de receptáculo 28 através de um mancai pneumático 26. O mancai pneumático inclui um pistão 120 (vide Figura 7) que se move dentro de um cilindro 122. O espaço entre o pistão 120 e o cilindro 122 é pressurizado com ar. Uma extremidade do pistão é conectada à haste de a-cionamento 24 com o uso de um pino de êmbolo 124 e a outra extremidade é conectada à plataforma de suporte de receptáculo 28. O mancai pneumático 26 confere uma superfície de atrito minimizado para que o pistão 120 seja movido contra, acomodando assim as velocidades de movimento de vaivém associadas com a operação do moinho de esferas 10. A superfície de atrito minimizado do mancai pneumático 26 é conseguida através da provisão de uma microcamada de ar entre a superfície externa do pistão 120 e a superfície interna do cilindro 122. O cilindro 122 destinado ao mancai pneumático 26 inclui um comutador de pressão de ar elétrico 128 que é usado para monitorar a pressão de ar dentro do mancai durante a operação do moinho de esferas. À medida que este comutador 128 detecta pressão de ar insuficiente no mancai durante a operação do moinho de esferas, o moinho de esferas é automaticamente paralisado. O comutador 128 adicionalmente tem que detectar pressão de ar suficiente antes que o moinho de esferas possa ser ativado. A pressão do ar para o mancai pneumático pode ser suprida ou a partir do ar alojado ou a partir de um tanque de ar/compressor de ar. [0035] Uma haste 90 é montada substancialmente perpendicular à superfície da plataforma 28 (na direção do movimento alternativo axi-al). Um ou mais receptáculos providos de tampa 12 podem ser colocados na plataforma de suporte de receptáculo 28 em torno da haste 90. A plataforma de suporte de receptáculo 28 é preferivelmente uma bandeja de metal retangular (talvez, de alumínio) que apresenta depressões para receber os receptáculos providos de tampa individuais 12 ou outros porta-amostras 30. Estes receptáculos providos de tampa 12 são orientados de maneira que o eixo de cada receptáculo seja alinhado substancialmente paralelo à direção do movimento alternativo linear induzido. À medida que os porta-a mostras 30 são usados (vide Figura 3), eles são colocados na plataforma 28 em torno da haste 90 para similarmente orientar os receptáculos incluídos em alinhamento substancial com o movimento alternativo axial. Uma placa de pressão 92 é então colocada sobre a haste 90 e no topo dos receptáculos providos de tampa 12 (e porta-amostras 30). Esta placa de pressão é similarmente uma bandeja de metal retangular que apresenta depressões para receber os receptáculos providos de tampa 12 ou os porta-amostras 30. Um prendedor 94 é então instalado na haste 90 contra a placa de pressão 92 para pinçar os receptáculos providos de tampa 12 (e os porta-amostras 30) entre a placa de pressão e a plataforma de suporte 28. O prendedor pode compreender uma porca, um pino, ou outro prendedor peculiar. Esta ação de pinçamento retém os receptáculos e os porta-amostras incluídos 30 no moinho de esferas durante a operação. No caso de múltiplas camadas de receptáculos providos de tampa 12 (e porta-amostras 30) serem desejadas, uma placa espaça-dora 96 poderá ser colocada sobre a haste rosqueada 90 entre cada uma das camadas incluídas, com a placa de pressão 92 instalada e presa no topo. Esta placa espaçadora é similarmente uma bandeja retangular que apresenta depressões em ambos os lados para receber os receptáculos providos de tampa 12 ou os porta-amostras 30. [0036] O moinho de esferas 10 é montado em uma base amorte-cedora 98 que serve para isolar as forças de movimento alternativo envolvidas com o movimento da massa de receptáculo provido de tampa 12 em altas velocidades. Para essa finalidade, a base amorte-cedora 98 amortece os componentes de vibração e freqüência dessas forças. A base 98 inclui uma placa superior 100 e uma placa inferior 102. As placas 100 e 102 são separadas entre si por uma pluralidade de amortecedores 104 (talvez compreendendo balões de ar). Estes amortecedores são úteis no ajuste dos coeficientes de amortecimento do sistema. A placa inferior 102 é preferivelmente mais grossa e mais pesada do que a placa superior 100, e é semipermanentemente montada em um piso ou outra estrutura reforçada. A placa inferior mais pesada 102 apresenta estabilidade lateral e axial que inibe o movimento do moinho de esferas durante o uso. [0037] O motor 70 é montado em uma placa de montagem ajustá-vel 110. A posição vertical da placa de montagem ajustável 110, e, conseqüentemente, a porção vertical do motor 70, podem ser ajustadas com o uso de um mecanismo de ajuste 112 que compreende um ajustador tipo tarraxa de desenho conhecido. [0038] O sistema de controle para o moinho de esferas 10 compreende um inversor trifásico que executa a conversão de potência necessária da linha de entrada de 220 volts. Uma caixa de controle executa o monitoramento com relação às operações de trituração. A caixa de controle contém um regulador de período que permite que um usuário ajuste a duração da operação de trituração. O tempo de ajuste pode ser medido de décimos de segundos a horas, e o moinho de esferas será automaticamente paralisado, quando o regulador expirar. A caixa de controle adicionalmente inclui uma medição de velocidade e circuito de exibição que apresenta ao usuário a velocidade operacional do moinho de esferas. A caixa de controle adicionalmente recebe uma entrada do comutador de pressão de ar elétrico 128 do mancai pneumático 26, e responde à mesma com o impedimento da partida do moinho de esferas na ausência de pressão de ar suficiente e adicionalmente com a paralisação do moinho de esferas, se a pressão de ar no mancai cair abaixo de um nível aceitável. Controles de usuário na caixa de controle permitem o exercício de controle sobre a partida, a interrupção e a velocidade da operação do moinho de esferas. [0039] Os receptáculos 12, as tampas 14/14a e as placas 32/36 podem ser feitos de qualquer material rígido. Como um exemplo, pode ser usado um metal, tal como aço inoxidável. Em uma concretização preferida, estes componentes são fabricados a partir de um material sintético, mais especificamente, um plástico engendrado, e, ainda mais especificamente, de Dupont Delrin®. As esferas ou cápsulas usadas dentro dos receptáculos providos de tampa 12 como o meio de tritura-ção são preferivelmente feitas de aço inoxidável, embora possam ser alternativamente usados outros materiais, tanto metálicos como sintéticos, apresentando massa suficiente. [0040] Agora, é feita referência à Figura 8, na qual é mostrado um desenho esquemático de uma concretização alternativa do moinho de esferas tubular de movimento axialmente alternativo, de acordo com a presente invenção. Nas Figuras 1, 2 e 6, o eixo direcional (definido pela seta), ao longo do qual o mecanismo de acionamento inclui o movimento de vaivém, é substancialmente paralelo ao eixo longitudinal 18 (e, no caso de um único receptáculo, os eixos podem ser substancialmente alinhados com o mesmo). Em uma configuração alternativa, o eixo longitudinal para cada receptáculo incluído 12 pode ser deslocado do eixo direcional do movimento alternativo linear induzido por um ângulo agudo selecionado a. Este deslocamento de ângulo agudo pode prover uma melhor trituração ou mistura de certos materiais e adicionalmente neutralizar os efeitos da aglomeração de material. [0041] Embora concretizações preferidas do processo e do aparelho da presente invenção tenham sido ilustradas nos desenhos anexos e descritas na descrição detalhada anterior, será entendido que a invenção não é limitada às concretizações descritas, mas é capaz de numerosas redisposições, modificações e substituições sem se afastar do espírito da invenção, conforme explicado e definido pelas reivindicações, a seguir.

Claims (38)

1. Moinho de esferas (10) compreendendo: um receptáculo tubular (12) para conter um meio de tritura-ção (16) e um material a ser triturado, o receptáculo tubular (12) possuindo um eixo (18); um mecanismo de acionamento (20) incluindo uma haste de acionamento (24) que induz um movimento alternativo linear do receptáculo tubular (12) ao longo do eixo (18) do receptáculo (12) para triturar o material contido, pelo movimento do meio de trituração (16) para trás e para frente dentro do receptáculo tubular (12); caracterizado pelo fato de que o moinho de esferas (10) ainda compreende um mancai pneumático (26) que sustenta o movimento desprovido de atrito da haste de acionamento (24).

2. Moinho de esferas, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o movimento alternativo linear ocorre a uma velocidade além de 1000 ciclos por segundo.

3. Moinho de esferas, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o movimento alternativo linear produz uma distância de percurso além de 2,54 cm (1 polegada).

4. Moinho de esferas, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o eixo (18) do receptáculo tubular (12) é substancialmente orientado na vertical.

5. Moinho de esferas, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o eixo (18) do receptáculo tubular (12) é substancialmente orientado na horizontal.

6. Moinho de esferas, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o meio de trituração (16) compreende uma única esfera que apresenta um diâmetro que é menor do que um diâmetro interno do receptáculo tubular (12).

7. Moinho de esferas, de acordo com a reivindicação 6, ca- racterizado pelo fato de que a extremidade do receptáculo tubular (12) é definida por uma superfície esférica (52) que se conforma ao diâmetro interno do receptáculo tubular (12).

8. Moinho de esferas, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que a superfície esférica (52) é hemisférica.

9. Moinho de esferas, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o meio de trituração (16) compreende uma pluralidade de esferas.

10. Moinho de esferas, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a pluralidade de esferas apresenta diferentes tamanhos.

11. Moinho de esferas, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o meio de trituração (16) compreende uma única cápsula cilíndrica que apresenta um diâmetro que é menor que um diâmetro interno do receptáculo tubular (12).

12. Moinho de esferas, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que as extremidades do receptáculo tubular (12) são definidas por uma superfície plana.

13. Moinho de esferas, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que as extremidades do receptáculo tubular (12) são definidas por uma superfície cônica.

14. Moinho de esferas, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que ainda inclui: uma plataforma (28) que suporta o receptáculo tubular (12); em que a haste de acionamento (24) passa pelo mancai pneumático (26) e transfere o movimento alternativo linear induzido para a plataforma (28) que suporta o receptáculo tubular (12).

15. Moinho de esferas, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o eixo (18) do receptáculo tubular (12) é deslocado a partir de uma direção do movimento alternativo li- near induzido por um ângulo agudo.

16. Moinho de esferas (10) compreendendo: um porta-amostra (30) compreendido de uma pluralidade de receptáculos (12), cada receptáculo (12) apresentando uma configuração tubular e um eixo longitudinal (18) em torno do qual é definido um interior para executar a trituração por esfera; e caracterizado pelo fato de que o moinho de esferas (10) ainda compreende um meio para mover alternativamente uma haste de acionamento (24) acoplada ao porta-amostra (30) de um modo sem atrito e em uma direção paralela aos eixos (18) da pluralidade de receptáculos (12) dentro do porta-amostra (30).

17. Moinho de esferas, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que o meio para movimento alternativo compreende um mecanismo de acionamento verticalmente alternativo (20) e a haste de acionamento (24) induz o movimento alternativo do porta-amostra (30) ao longo dos eixos longitudinais (18) dos receptáculos (12).

18. Moinho de esferas, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que o meio para movimento alternativo compreende um mecanismo de acionamento de movimento horizontalmente alternativo (20) e a haste de acionamento (24) induz o movimento alternativo do porta-amostra (30) ao longo dos eixos longitudinais (18) dos receptáculos (12).

19. Moinho de esferas, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que ainda inclui uma base de amortecimento (98).

20. Moinho de esferas de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que o meio para movimento alternativo compreende um mancai pneumático (26) que suporta sem atrito o movimento da haste de acionamento (24).

21. Moinho de esferas, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que cada um da pluralidade de receptáculos (12) compreende: um tubo que apresenta um raio, um eixo longitudinal (18) e uma abertura que se estende a partir de uma primeira extremidade do tubo para uma segunda extremidade do tubo; e uma primeira tampa (14) tendo uma superfície de rebaixo esférico (52) para cobrir a primeira extremidade do tubo; uma segunda tampa (14a) tendo um rebaixo esférico (56) para cobrir a segunda extremidade do tubo; e em que os raios da superfície do rebaixo esférico (52), do rebaixo esférico (56) e dos tubos são idênticos.

22. Moinho de esferas, de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pelo fato de que os tubos apresentam uma seção transversal circular oca.

23. Moinho de esferas, de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pelo fato de que os rebaixos esféricos (56) dos receptáculos de moinho de esfera (12) são hemisféricos.

24. Receptáculo de moinho de esferas (12) caracterizado pelo fato de que compreende: um cilindro que apresenta um eixo longitudinal e um orifício (50) que se estende a partir de uma primeira extremidade do cilindro ao longo do eixo longitudinal e que termina em uma superfície esférica (52) antes de uma segunda extremidade do cilindro para formar uma tampa integral (14) na segunda extremidade; uma tampa (14a) incluindo uma porção de inserto (54) dimensionada e conformada para inserção no orifício (50) na primeira extremidade do cilindro e incluindo um rebaixo esférico (56); e em que os raios do rebaixo esférico (56) e a superfície (52) da tampa (14a) e da tampa integral (14) são idênticos

25. Receptáculo de moinho de esferas, de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pelo fato de que a superfície esférica (52) e o rebaixo esférico (56) apresentam uma forma hemisférica.

26. Receptáculo de moinho de esferas, de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pelo fato de que ainda inclui uma Cínica esfera de trituração dentro do orifício (50).

27. Receptáculo de moinho de esferas, de acordo com a reivindicação 26, caracterizado pelo fato de que um raio da esfera de trituração única é ligeiramente menor do que um raio do orifício (50).

28. Receptáculo de moinho de esferas, de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pelo fato de que ainda inclui uma pluralidade de esferas de trituração dentro do orifício (50).

29. Receptáculo de moinho de esferas, de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pelo fato de que ainda inclui uma ú-nica cápsula cilíndrica dentro do orifício (50).

30. Receptáculo de moinho de esferas, de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pelo fato de que os receptáculos (12) apresentam uma seção transversal circular oca.

31. Método de trituração com moinho de esferas compreendendo as etapas de: carregar um receptáculo (12) com um meio de trituração (16) e um material a ser triturado, o receptáculo (12) possuindo um eixo longitudinal (18); tampar o receptáculo (12) para conter o meio de trituração (16) e o material; caracterizado pelo fato de que ainda compreende as etapas de: movimentar alternativamente um eixo (24) de um mecanismo de acionamento (20) acoplado ao receptáculo tampado (12) con- tendo o meio de trituração (16) e o material a ser triturado em um maneira sem atrito e em uma direção ao longo do eixo longitudinal (18).

32. Método de trituração com moinho de esferas, de acordo com a reivindicação 31, caracterizado pelo fato de que a etapa de movimentar alternativamente compreende a etapa de movimentar alternativamente com uma orientação vertical.

33. Método de trituração com moinho de esferas, de acordo com a reivindicação 31, caracterizado pelo fato de que a etapa de movimentar alternativamente compreende a etapa de movimentar alternativamente com uma orientação horizontal.

34. Método de trituração com moinho de esferas, de acordo com a reivindicação 31, caracterizado pelo fato de que a etapa de carregar compreende a etapa de carregar uma única esfera dentro do receptáculo (12).

35. Método de trituração com moinho de esferas, de acordo com a reivindicação 31, caracterizado pelo fato de que a etapa de carregar compreende a etapa de carregar uma pluralidade de esferas dentro do receptáculo (12).

36. Método de trituração com moinho de esferas, de acordo com a reivindicação 35, caracterizado pelo fato de que a pluralidade de esferas apresenta tamanhos diferentes.

37. Método de trituração com moinho de esferas, de acordo com a reivindicação 31, caracterizado pelo fato de que a etapa de carregar compreende a etapa de carregar uma única cápsula cilíndrica dentro do receptáculo (12).

38. Método de trituração com moinho de esferas, de acordo com a reivindicação 31, caracterizado pelo fato de que ainda compreende a etapa de sustentar o eixo (24) com um mancai pneumático (26) de modo a realizar movimento alternado do eixo (24) sem atrito.