BR102014011625A2

BR102014011625A2 - dispositvo de sedimentação para a separação de uma mistura de materiais e método para a remoção de sedimento de um dispositivo de sedimentação

Info

Publication number: BR102014011625A2
Application number: BR102014011625A
Authority: BR
Inventors: Thomas Friedlaender
Original assignee: Krones Ag
Priority date: 2013-05-21
Filing date: 2014-05-14
Publication date: 2015-11-10
Also published as: MX2014006100A; CN103977603B; CN103977603A; DE102013209282A1; EP2805754A1; CA2849670A1; US9643108B2; US20140346123A1; IN2014CH02261A

Abstract

dispositivo de sedimentação para a separação de uma mistura de materiais e método para a remoção de sedimento de um dispositivo de sedimentação. a presente invenção refere se a um dispositivo de sedimentação (1, 15, 29) para a separação de uma mistura de materiais, preferivelmente flocos plásticos, 0 dispositivo de sedimentação compreendendo: uma bacia de sedimentação (2, 16,30) que é configurada para receber a mistura de materiais e um liquido, por exemplo, água; uma entrada (5, 19, 34) que é configurada para introduzir a mistura de materiais e/ou o liquido dentro da bacia de sedimentação; uma saída (7, 21, 36) que é configurada para remover sedimento da bacia de sedimentação; pelo menos uma placa de dissipação (10-14, 24- 28, 39-43) dentro da bacia de sedimentação, onde a pelo menos uma placa de dissipação é configurada como elemento de oscilação ultrassônica. a invenção se refere, além disso, a um método para a remoção de sedimento de um dispositivo de sedimentação de acordo com a invenção.

Description

DISPOSITIVO DE SEDIMENTAÇÃO PARA A SEPARAÇÃO DE UMA MISTURA DE MATERIAIS E MÉTODO PARA A REMOÇÃO DE SEDIMENTO DE UM DISPOSITIVO DE SEDIMENTAÇÃO [001] A invenção refere-se a um dispositivo de sedimentação para a separação de uma mistura de materiais de acordo com o preâmbulo da reivindicação 1 e um método para a mesma de acordo com o preâmbulo da reivindicação 11.

TÉCNICA ANTERIOR [002] Sabe-se bem que os sólidos que são difíceis de sedimentar são sedimentados em grandes recipientes de dissipação durante um longo período. No momento em que os sólidos são retirados, eles são agitados novamente dentro do líquido, de modo que se torna necessário que o sedimento assente novamente. Para suportar a sedimentação, as placas de sedimentação são introduzidas no líquido. [003] Sabe-se a partir das lamas dos sistemas de distribuição de água que um condicionamento das lamas dos sistemas de distribuição de água em campos ultrassônicos estacionários leva à sedimentação melhorada e a uma purificação mais rápida da fase de fluido.

OBJETIVO [004] É o objetivo da invenção prover um dispositivo e um método que permita uma separação ótima e com tempo reduzido entre o líquido e o sedimento.

SOLUÇÃO [005] De acordo com a invenção, o objetivo é alcançado pelo dispositivo de sedimentação, de acordo com a reivindicação 1 e pelo método, de acordo com a reivindicação 11. Realizações preferidas são reveladas nas sub- reivindicações . [006] O dispositivo de sedimentação para a separação de uma mistura de materiais, preferivelmente flocos plásticos, compreende uma bacia de sedimentação que é configurada para receber a mistura de materiais e um liquido, por exemplo, água. O dispositivo de sedimentação compreende, além disso, uma entrada que é configurada para introduzir a mistura de materiais e/ou o liquido dentro da bacia de sedimentação e uma saída que é configurada para remover sedimento da bacia de sedimentação. Pelo menos uma placa de dissipação é disposta dentro da bacia de sedimentação, a dita pelo menos uma placa de dissipação sendo configurada como o elemento de oscilação ultrassônico. [007] Para a geração de som ultrassônico, os elementos de oscilação ultrassônicos são excitados, por exemplo, por um gerador elétrico com a frequência correspondente. Por exemplo, osciladores piezoelétricos e/ou magnetoestritivos podem ser usados. [008] O pelo menos um elemento de oscilação ultrassônico suporta a sedimentação e reduz outra agitação do sedimento na bacia de sedimentação quando o sedimento está sendo removido através da saída. Assim, o tempo que o sedimento precisa para assentar e ser removido pode ser reduzido e, além disso, o dispositivo de sedimentação pode ser selecionado para ter um tamanho estrutural menor, comparado a um dispositivo de sedimentação sem as placas de oscilação ultrassônicas. [009] O som ultrassônico propaga na forma de ondas longitudinais e causa uma compactação e relaxamento periódicos no líquido. Cavidades microscopicamente pequenas são formadas no líquido (cavitação) pela ação de uma subpressão na fase de relaxamento. Devido a um déficit local da pressão de saturação do gás ou vapor do líquido, as bolhas de cavitação que são formadas consistem em uma mistura de vapor-gãs do líquido. As bolhas de cavitação pulsam inicialmente em sintonia com a oscilação ultrassônica enquanto seus volumes aumentam. Quando um valor crítico é alcançado, um colapso de bolha ocorre na fase de pressão. Esta implosão de bolhas é caracterizada por diferenciais de alta pressão e um aumento extremo de temperatura na bolha e sua área diretamente circundante. Pelas forças hidromecânicas acionadas durante a cavitação ultrassônica, os flocos de material da mistura de materiais podem ser decompostos nas partículas de material individuais. [010] O termo mistura de materiais compreende, por exemplo, flocos plásticos de diferentes tamanhos, onde mesmo uma proporção em pó, por exemplo, de flocos plásticos pulverizados do plástico, pode estar presente. A mistura de materiais também pode compreender, por exemplo, diferentes tipos de plástico na forma de flocos plásticos de diferentes tamanhos e/ou uma proporção em pó ou várias proporções em pó. [011] No início de uma separação de uma mistura de materiais, a mistura de materiais e líquido pode ser introduzida na bacia de sedimentação, por exemplo, por meio da entrada, de modo que um primeiro enchimento da bacia de sedimentação está disponível. Se uma quantidade desejada de mistura de materiais está presente na bacia de sedimentação, a introdução de uma mistura de materiais através da entrada pode ser interrompida e apenas líquido é introduzido na bacia de sedimentação. A introdução de líquido pode ser controlada por meio de uma válvula e a introdução de mistura de materiais pode ser controlada por meio de uma porta. Durante a separação, isto é, enquanto o sedimento estiver assentando no fundo da bacia de sedimentação, a saída é vantajosamente fechada. Para a remoção de sedimento, a saída pode ser aberta. Enquanto o sedimento está sendo removido, uma parte do líquido que é, por exemplo, ligado no sedimento e/ou incorporado entre as partículas do sedimento, também é removida. [012] O dispositivo de sedimentação pode compreender ainda uma admissão que é configurada para introduzir líquido na bacia de sedimentação. A dita admissão pode introduzir líquido na bacia de sedimentação em adição à entrada ou a dita admissão pode introduzir líquido na bacia de sedimentação exclusivamente. [013] Um fundo da bacia de sedimentação pode ter formato de funil, a saída sendo preferivelmente disposta na boca do funil. Pelo formato de funil, o sedimento pode deslizar para dentro da ponta do funil por gravidade. Preferivelmente, a inclinação do fundo para a linha horizontal é maior do que 60°. Se a inclinação tiver um valor menor, um raspador mecânico pode, além disso, ser provido o qual transporta o sedimento para a ponta do funil. [014] A saída pode compreender adicionalmente uma porta dupla. A porta dupla pode preferivelmente compreender uma primeira porta e uma segunda porta. A saída pode preferivelmente, além disso, ser apontada verticalmente para baixo ou inclinada com uma inclinação pequena - por exemplo, 5o, 10°, 15° ou 20° - contra a linha vertical, de modo que a remoção do sedimento pode ser suportada ou efetuada por gravidade. Para o sedimento ser capaz de se depositar na bacia de sedimentação, pelo menos a primeira porta é preferivelmente fechada. Para a porta dupla ser capaz de operar como um tipo de trava durante a remoção do sedimento através da saída, ambas a primeira e a segunda portas são inicialmente fechadas. Para a remoção do sedimento, a primeira porta será a seguir aberta e o sedimento será trazido para dentro de um espaço entre a primeira e segunda portas, a primeira porta será fechada e subsequentemente a segunda porta serã aberta. [015] Além disso, a salda pode compreender um parafuso sem-fim. O parafuso sem-fim pode suportar uma remoção do sedimento através da saída, de modo que não seja necessário que a saída seja dirigida verticalmente para baixo ou inclinada com uma pequena inclinação - por exemplo, 5o, 10°, 15° ou 20° - contra a vertical. Por exemplo, a saída pode se estender horizontal ou obliquamente até o topo. [016] Em outra realização, o dispositivo de sedimentação pode compreender adicionalmente uma entrada de areia. A areia pode ser adicionada ao líquido e a mistura de materiais na bacia de sedimentação para alcançar a sedimentação melhorada. [017] Para esta realização do dispositivo de sedimentação, um fundo da bacia de sedimentação pode ser configurado para ser plano, isto é, para se estender preferivelmente horizontalmente, onde a saída é preferivelmente disposta na parede lateral da bacia de sedimentação. A areia será depositada com o sedimento no fundo plano, a proporção de areia no sedimento também assegurando que o sedimento seja agitado novamente até um grau menor quando o sedimento está sendo removido da bacia de sedimentação. [018] A saída pode ainda compreender um transportador, as ranhuras transversais sendo preferivelmente dispostas no transportador. O sedimento com a proporção de areia pode ser facilmente removido através da saída por meio de um transportador com ranhuras transversais. Preferivelmente, a saída neste caso se estende horizontalmente ou obliquamente até o topo. Em vez das ranhuras transversais, outras estruturas tridimensionais, por exemplo, favos de mel, podem ser providas no transportador, as ditas estruturas sendo adaptadas para a remoção do sedimento da bacia de sedimentação com a proporção de areia. [019] O dispositivo de sedimentação pode ainda compreender um empurrador que é disposto no fundo da bacia de sedimentação e configurado para ser movido ao longo do, fundo e trazer o sedimento para a saída. [020] O dispositivo de sedimentação pode ainda compreender um dispositivo de controle que é configurado para interromper uma introdução de líquido na bacia de sedimentação através da entrada e iniciar a emissão de som ultrassônico através da pelo menos uma placa de dissipação dentro da bacia de sedimentação e, subsequentemente, iniciar uma remoção do sedimento da bacia de sedimentação através da saída. Além disso, o dispositivo de controle é configurado para interromper a remoção do sedimento da bacia de sedimentação através da saída e a seguir iniciar a introdução de líquido dentro da bacia de sedimentação através da entrada e para interromper a emissão de som ultrassônico através da pelo menos uma placa de dissipação dentro da bacia de sedimentação . [021] Pelo dispositivo de controle, o fornecimento de líquido pode, assim, ser interrompido antes da remoção de sedimento e pelo início da emissão de som ultrassônico através da pelo menos uma placa de dissipação, a sedimentação pode ser suportada, de modo que outra agitação de sedimento, enquanto o sedimento está sendo removido através da saída, pode ser reduzida ou eliminada. Após a remoção de sedimento ter sido interrompida, a emissão de som ultrassônico através de pelo menos uma placa de dissipação pode ser interrompida, resultando em vida útil mais longa dos elementos de oscilação ultrassônicos, em comparação a uma operação permanente. Além disso, continua a introdução de líquido na bacia de sedimentação. [022] Um método para a remoção de sedimento de um dispositivo de sedimentação como descrito acima e/ou outro abaixo compreende as seguintes etapas: interromper uma introdução de líquido através da entrada na bacia de sedimentação e início da emissão de som ultrassônico através da pelo menos uma placa de dissipação. Estas duas etapas podem ser realizadas uma após a outra ou simultaneamente. Em uma etapa adicional, um início de uma remoção de sedimento através da saída é subsequentemente realizado e, na etapa seguinte, uma interrupção da remoção do sedimento através da saída é realizada. Em duas etapas adicionais, um início de uma introdução de líquido através da entrada na bacia de sedimentação e uma interrupção da emissão de som ultrassônico através de pelo menos uma placa de dissipação são realizados. As ditas duas etapas posteriores podem ser realizadas uma após a outra ou simultaneamente. [023] Uma interrupção da remoção de sedimento através da saída pode ser realizada, por exemplo, após uma quantidade desejada de sedimento ter sido removida ou a remoção do sedimento ter sido efetuada durante o período desej ado.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS [024] Outras vantagens e realizações podem ser tomadas dos desenhos anexos. Nos desenhos: [025] A figura 1 mostra uma primeira realização de um dispositivo de sedimentação para a separação de material ,* [026] A figura 2 mostra uma segunda realização de um dispositivo de sedimentação para a separação de rnat-py'·! al - [027] A figura 3 mostra uma terceira realização de um dispositivo de sedimentação para a separação de material e; [028] A figura 4 mostra um fluxograma de um método para a remoção de sedimento de um dispositivo de sedimentação.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS FIGURAS [029] A figura 1 mostra uma primeira realização de um dispositivo de sedimentação 1 para a separação de uma mistura de materiais. O dispositivo de sedimentação representado 1 compreende uma bacia de sedimentação 2 com uma admissão 3 para o líquido, por exemplo, água, disposta em uma parede lateral da bacia de sedimentação 2 e é localizado, para uma operação da bacia de sedimentação 2, debaixo da superfície 4 da mistura do líquido e a mistura de materiais a ser separada. Uma entrada 5 para a mistura de materiais e/ou o líquido é disposta acima da bacia de sedimentação 2, a abertura sendo localizada debaixo da superfície 4 da mistura de líquido e a mistura de materiais a ser separada. [030] O fundo 6 da bacia de sedimentação 2 compreende uma inclinação que é disposta tal que o sedimento depositado no fundo 6 ou se acumulando lã alcança uma saída 7 que é aqui disposta no meio do fundo 6 e se estende para baixo, de modo que o sedimento possa ser descarregado por meio de gravidade. A saída 7 compreende uma porta dupla 8, 9 compreendendo uma primeira porta 8 e uma segunda porta 9 e, portanto, opera como um tipo de trava. [031] Cinco placas de sedimentação 10, 11, 12, 13, 14 são, além disso, dispostas dentro da bacia de sedimentação 2 e são configuradas como elementos de oscilação ultrassônicos. [032] A figura 2 mostra uma segunda realização de um dispositivo de sedimentação 15 para a separação de uma mistura de materiais. O dispositivo de sedimentação representado 15 compreende uma bacia de sedimentação 16 com uma admissão 17 para o líquido, por exemplo, água, disposta em uma parede lateral da bacia de sedimentação 16 e localizada, para uma operação da bacia de sedimentação 16, debaixo da superfície 18 da mistura de líquido e a mistura de materiais a ser separada. A entrada 19 para a mistura de materiais e/ou o líquido é disposta acima da bacia de sedimentação 16, a abertura sendo localizada abaixo da superfície 18 da mistura de líquido e a mistura de materiais a ser separada. [033] O fundo 20 da bacia de sedimentação 16 compreende uma inclinação que é disposta tal que o sedimento depositado ou se acumulando no fundo 6 alcance uma saída 21 que é aqui disposta no meio do fundo 2 0 e se estenda obliquamente até o topo. O sedimento que se acumula nesta região pode ser descarregado por meio de um parafuso sem-fim 22 através de um tubo de saída 23. [034] Dentro da bacia de sedimentação 16, cinco placas de sedimentação 24, 25, 26, 27, 28 são, além disso, dispostas e configuradas como elementos de oscilação ultrassônicos. [035] A figura 3 mostra uma terceira realização de um dispositivo de sedimentação 29 para a separação de uma mistura de materiais. O dispositivo de sedimentação representado 29 compreende uma bacia de sedimentação 30 com uma admissão 31 para líquido, por exemplo, água, disposta em uma parede lateral da bacia de sedimentação 30 próxima a superfície do fundo 32 e sendo localizada, para uma operação da bacia de sedimentação 30, abaixo da superfície 33 da mistura de líquido e a mistura de materiais a ser separada. A entrada 34 para a mistura de materiais e/ou o líquido é disposta acima da bacia de sedimentação 30, a abertura sendo localizada abaixo da superfície 33 da mistura de líquido e a mistura de materiais a ser separada. [036] O fundo 32 da bacia de sedimentação se estende horizontalmente e por meio de um empurrador 35, o sedimento pode ser empurrado para um escoamento 3 6 onde o dito sedimento é a seguir removido por meio de um transportador 37 com as ranhuras 38. [037] Além disso, cinco placas de sedimentação 39, 40, 41, 42, 43 são dispostas dentro da bacia de sedimentação 30 e configuradas como elementos de oscilação ultrassônicos. [038] A figura 4 mostra um fluxograma de um método para a remoção de sedimento de um dispositivo de sedimentação 1, 15, 29. Em uma primeira etapa 44, uma introdução de liquido na bacia de sedimentação 2, 16, 30 é interrompida e em uma segunda etapa 45, uma emissão de som ultrassônico através das placas de sedimentação 10-14, 24-28, 39-43 é iniciada. A primeira etapa 44 e a segunda etapa 45 também podem ser efetuadas na ordem inversa ou simultaneamente. [039] Em uma terceira etapa 46, uma remoção de sedimento através da saída 7, 21, 3 6 é iniciada. Após uma quantidade desejada de sedimento ter sido removida ou a remoção de sedimento ter sido realizada durante um período desejado, a remoção do sedimento através da saída 7, 21, 36 é interrompida em uma quarta etapa 47. [040] Em uma quinta etapa 48, uma introdução de líquido na bacia de sedimentação 2, 16, 3 0 é iniciada e em uma sexta etapa 49, a emissão de som ultrassônico através das placas de sedimentação 10-14, 24-28, 39-43 é interrompida. A quinta etapa 48 e a sexta etapa 49 também podem ser efetuadas em ordem inversa ou simultaneamente.

Claims

1. DISPOSITIVO DE SEDIMENTAÇÃO (1, 15, 29) PARA A SEPARAÇÃO DE UMA MISTURA DE MATERIAIS, PREFERIVELMENTE FLOCOS PLÁSTICOS, o dispositivo de sedimentação (1, 15, 29) compreendendo: uma bacia de sedimentação (2, 16, 30) que é configurada para receber a mistura de materiais e um líquido, por exemplo, água; - uma entrada (5, 19, 34) que é configurada para introduzir a mistura de materiais e/ou o líquido dentro da bacia de sedimentação (2, 16, 30); uma saída (7, 21, 36) que é configurada para remover sedimento da bacia de sedimentação (2, 16, 30); - pelo menos uma placa de dissipação (10, 11, 12, 13, 14, 24, 25, 26, 27, 28, 39, 40, 41, 42, 43) dentro da bacia de sedimentação (2, 16, 30), caracterizado por a dita pelo menos uma placa de dissipação (10-14, 24-28, 39-43) ser configurada como um elemento de oscilação ultrassônico.

2. DISPOSITIVO DE SEDIMENTAÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, em que o dito dispositivo de sedimentação (1, 15, 29) é caracterizado ainda por compreender uma admissão (3, 17, 31) que é configurada para introduzir o líquido na dita bacia de sedimentação (2, 16, 30).

3. DISPOSITIVO DE SEDIMENTAÇÃO, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado por um fundo (6, 20) da dita bacia de sedimentação (2, 16) ter um formato de funil, onde a dita saída (7, 21) é preferivelmente disposta na boca do funil.

4. DISPOSITIVO DE SEDIMENTAÇÃO, de acordo com a reivindicação 3, em que a dita saída (7) é caracterizada ainda por compreender uma porta dupla (8, 9) que compreende preferivelmente uma primeira porta (8) e uma segunda porta (9) -

5. DISPOSITIVO DE SEDIMENTAÇÃO, de acordo com a reivindicação 3 ou 4, em que a dita saída (21) é caracterizada ainda por compreender um parafuso sem-fim (22).

6. DISPOSITIVO DE SEDIMENTAÇÃO, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, em que o dito dispositivo de sedimentação (29) é caracterizado ainda por compreender uma entrada de areia.

7. DISPOSITIVO DE SEDIMENTAÇÃO, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por um fundo da bacia de sedimentação (30) ter um design plano, onde preferivelmente a saída (36) é disposta em uma parede lateral da bacia de sedimentação (30) .

8. DISPOSITIVO DE SEDIMENTAÇÃO, de acordo com a reivindicação 6 ou 7, em que a saída (36) é caracterizada ainda por compreender um transportador (37), onde ranhuras transversais (38) são dispostas preferivelmente no transportador (37) .

9. DISPOSITIVO DE SEDIMENTAÇÃO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 6 a 8, em que o dito dispositivo de sedimentação (29) é caracterizado ainda por compreender um empurrador (35) que é disposto no fundo (32) da bacia de sedimentação (30) e que é configurada para ser movida ao longo do fundo (32) e trazer sedimento para a saída (36) .

10. DISPOSITIVO DE SEDIMENTAÇÃO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, em que o dito dispositivo de sedimentação (1, 15, 29) é caracterizado ainda por compreender um dispositivo de controle que é configurado para: interromper uma introdução de líquido na bacia de sedimentação (2, 16, 30) através da entrada (3, 17, 31) e iniciar uma emissão de som ultrassônico através da pelo menos uma placa de dissipação (10-14, 24-28, 39-43) dentro da bacia de sedimentação (2, 16, 30) e subsequentemente iniciar uma remoção do sedimento da bacia de sedimentação (2, 16, 30) através da saída (7, 21, 36); interromper a remoção de sedimento da bacia de sedimentação (2, 16, 30) através da saída (7, 21, 36) e a seguir iniciar a introdução de líquido na bacia de sedimentação (2, 16, 30) através da entrada (3, 17, 31) e interromper a emissão de som ultrassônico através da pelo menos uma placa de dissipação (10-14, 24-28, 39-43) dentro da bacia de sedimentação (2, 16, 3 0) .

11. MÉTODO PARA A REMOÇÃO DE SEDIMENTO DE UM DISPOSITIVO DE SEDIMENTAÇÃO (1, 15, 29), de acordo com uma das reivindicações 1 a 10, sendo o método caracterizado por compreender as seguintes etapas: interrupção (44) de uma introdução de líquido através da entrada (3, 17, 31) na bacia de sedimentação (2, 16, 30) ; início (45) da emissão de som ultrassônico através da pelo menos uma placa de dissipação (10-14, 24-28, 39-43) ; - a seguir, início (46) de uma remoção de sedimento através da saída (7, 21, 36) ; interrupção (47) de uma remoção de sedimento através da saída (7, 21, 36) ; - início (48) de uma introdução de líquido através da entrada (3, 17, 31) na bacia de sedimentação (2, 16, 30); - interrupção (49) da emissão de som ultrassônico através de pelo menos uma placa de dissipação (10-14, 24-28, 39-43) .