BR102019026628A2

BR102019026628A2 - Separador centrífugo compreendendo roda do separador especial

Info

Publication number: BR102019026628A2
Application number: BR102019026628-7A
Authority: BR
Inventors: Sergio Alegre
Original assignee: Netzsch-Feinmahltechnik Gmbh; Netzsch-Feinmahltechnik Gmbh.
Priority date: 2018-12-13
Filing date: 2019-12-13
Publication date: 2020-06-23
Also published as: EP3925709B1; US11607709B2; EP3677348B1; CN111318456B; ES2966995T3; EP3677348A3; US20200188959A1; DK3925709T3; US11278935B2; HUE064873T2; EP3925709A1; BR102019026628B1; EP3677348A2; FI3925709T3; DE102018132155B3; ES2964042T3; PL3925709T3; PL3677348T3; US20210394237A1; CN111318456A

Abstract

separador centrífugo compreendendo roda do separador especial um separador centrífugo (1) compreendendo um alojamento do separador (2) e uma roda do separador (7), que gira no alojamento do separador (2), em que o alojamento do separador (2) tem pelo menos uma entrada (5) para material a ser separado, pelo menos uma saída de material grosseiro (8), bem como pelo menos uma primeira saída de material fino (6), em que a roda do separador (7) é formada por um tambor do separador (14) e um eixo da roda do separador (11), que suporta o tambor do separador (14) e preferivelmente gira em torno de um eixo geométrico horizontal, e a superfície da camisa circunferencial do tambor do separador (14) é interrompida de uma maneira tal que ela coloque o material a ser separado, que colide no tambor do separador (14) no lado da camisa externo, em rotação durante operação e os fluxos de ar de separação através dele na direção radialmente para dentro, em que pelo menos uma saída de material fino (6) é arranjada na extremidade do tambor do separador (14) e material fino é descarregado do interior do tambor do separador (14) em pelo menos uma saída de material fino (6) por meio da face dianteira livre do tambor do separador (14), em que o eixo da roda do separador (11) consiste de duas partes (12, 13), que não são diretamente conectadas uma à outra de uma maneira suportiva, e a primeira parte (12) do eixo da roda do separador (11) se estende para fora de um disco de roda (15), que suporta o tambor do separador (14) na área de sua primeira face dianteira, para fora do tambor do separador (14), e a segunda parte (13) do eixo da roda do separador (11) se estende para fora de um disco de roda (15), que suporta o tambor do separador (14) na área de sua segunda face dianteira, para fora do tambor do separador (14).

Description

SEPARADOR CENTRÍFUGO COMPREENDENDO RODA DO SEPARADOR ESPECIAL

[0001] A invenção diz respeito a um separador centrífugo de acordo com o preâmbulo da respectiva reivindicação principal.

FUNDAMENTO TÉCNICO

[0002] Separadores centrífugos são conhecidos em diferentes modalidades na técnica anterior.

[0003] Um tambor do separador que gira dentro de uma câmara de separação em formato de tambor a alta velocidade forma a peça central de cada separador centrífugo.

[0004] O tambor do separador é perfurado, interrompido ou provido com uma estrutura de peneira no lado da camisa de uma outra maneira, respectivamente. Ar de separação é succionado pela saída de material fino. Um fluxo de ar de separação contínuo se forma por meio disso. Este entra na câmara de separação, normalmente junto com o material a ser separado, por meio da entrada para material a ser separado. Aí, o fluxo de ar de separação, que é carregado com o material a ser separado, é turbilhonado pelo tambor do separador de alta rotação em um tipo de fluxo tipo ciclone. Este inicialmente circula em torno do tambor do separador no lado externo e finalmente entra através da camisa perfurada do tambor do separador no mesmo. Daí, o fluxo de ar de separação escoa para a saída de material fino, que fica adjacente a pelo menos uma face dianteira da roda do separador.

[0005] No caso deste processo, os separadores centrífugos tiram vantagem do fato de que as partículas maiores do material a ser separado, que têm mais massa, são finalmente centrifugadas para o lado externo por meio das forças centrífugas, quando o material a ser separado circula no fluxo tipo ciclone na câmara de separação. Ao contrário, partículas menores, que têm uma menor massa e são dessa forma submetidas apenas a menores forças centrífugas na mesma velocidade angular, são liberadas do fluxo tipo ciclone pelo ar de separação, que escoa para dentro, e são succionadas para dentro do tambor do separador, de maneira a serem então descarregadas junto com o fluxo de ar de separação.

[0006] O mercado demanda cada vez mais separadores compreendendo uma maior produção, por meio do que a qualidade de separação tem que ser simultaneamente também aumentada ou pelo menos mantida, se possível.

[0007] Uma opção para aumentar a produção de um separador centrífugo genérico se baseia no aumento do diâmetro da roda do separador e, associado com isso, deixar que a roda do separador gire a uma maior velocidade - em virtude de o mero aumento do diâmetro da roda do separador a velocidade nominal consistente ter o resultado de que o material fino obtenível fica mais grosseiro.

[0008] O aumento de velocidade tem o resultado, entretanto, de que os sistemas ficam tecnicamente mais complexos, precisam ser balanceados ainda mais exatamente, e exigem uma manutenção mais complexa.

O PROBLEMA FUNDAMENTAL DA INVENÇÃO

[0009] A invenção é dedicada ao problema de criar um separador centrífugo que possa ser balanceado mais facilmente, ou melhor, respectivamente, e que possa ser mantido mais facilmente e que dê a opção de alcançar uma melhor qualidade da separação.

A SOLUÇÃO DE ACORDO COM A INVENÇÃO

[0010] De acordo com a invenção, a solução ocorre por meio de um separador centrífugo compreendendo os recursos da primeira reivindicação principal.

[0011] Ele é um separador centrífugo compreendendo um alojamento do separador - que, como uma regra, é estacionário em relação à fundação - e uma roda do separador, que gira no alojamento do separador. O alojamento do separador tem pelo menos uma entrada para material a ser separado, pelo menos uma entrada de ar de separação, pelo menos uma saída de material grosseiro, bem como pelo menos uma saída de material fino, normalmente uma primeira e uma segunda. Por meio desta, o ar de separação, que é succionado ou alimentado, respectivamente, pelo menos por meio da entrada para material a ser separado, é também removido, como uma regra. O ar de separação é preferivelmente puxado através do separador centrífugo por meio de um soprador externo, que succiona o lado da saída de material fino.

[0012] A roda do separador é formada por um tambor do separador e um eixo da roda do separador que suporta o tambor do separador. Idealmente, o eixo da roda do separador gira em torno de um eixo geométrico horizontal imaginário. A superfície da camisa do tambor do separador é interrompida de uma maneira tal que ela coloque o material a ser separado, que colide no tambor do separador no lado da camisa externo, em rotação durante operação, em que ajudas adicionais para criara rotação podem possivelmente estar presentes. Como uma regra, pode-se dizer que o material a ser separado é posto em rotação, ou é adicionalmente acelerado, respectivamente, pelo tambor do separador, dentre outros. O material a ser separado já tem uma certa velocidade base de translação ao entrar na máquina, por meio do que a direção muda a este respeito como parte da entrada. A superfície da camisa do tambor do separador é interrompida de uma maneira tal que o ar de separação escoe através dela na direção radialmente para dentro.

[0013] As saídas de material fino são por meio disso arranjadas nas duas extremidades da face dianteira do tambor do separador, em que a mistura de material fino-ar de separação escoa para fora do interior do tambor do separador para a respectiva saída de material fino por meio da respectiva face dianteira livre do tambor do separador. O mesmo se aplica analogamente quando apenas uma saída de material fino é provida.

[0014] É provido de acordo com a invenção que o eixo da roda do separador consista de duas partes, que não são diretamente conectadas uma à outra de uma maneira suportiva. A primeira parte do eixo da roda do separador por meio disso se estende para fora de um primeiro cubo, que suporta o tambor do separador na área de sua primeira face dianteira, para fora do tambor do separador. A segunda parte do eixo da roda do separador se estende para fora, na direção oposta, de um segundo cubo, que suporta o tambor do separador na área de sua segunda face dianteira, também para fora do tambor do separador.

[0015] O seguinte inicialmente deve ser notado com relação ao esclarecimento conceituai.

[0016] Em termos da invenção, a expressão “não diretamente conectados um ao outro” significa que não ocorre nenhum fluxo de potência direto de uma parte do eixo para outra - ao contrário de partes do eixo que são diretamente flangeadas uma na outra, encamisadas ou diretamente acopladas uma na outra, por exemplo, por meio de uma serrilha. As duas partes de eixo são dessa forma arranjadas a uma distância espacial uma da outra. O tambor do separador é localizado entre as mesmas. A distância entre as duas partes de eixo é normalmente pelo menos 80% do comprimento do tambor do separador. Este é autossustentado e liga a distância entre as duas partes de eixo em que atua quase como um eixo oco entre as mesmas.

[0017] A expressão “material fino” em seu sentido mais amplo inerentemente não inclui inicialmente uma limitação de tamanho. A expressão “material fino”, entretanto, também tem um significado mais restrito - atualmente opcionalmente - e então identifica tal material de partículas ultrafinas, em cujo caso 98% das partículas têm um diâmetro médio de menos que 6 µm e idealmente ainda menos que 3 µm.

[0018] A modalidade de acordo com a invenção tem as consequências seguintes.

[0019] Pelo fato de que um eixo, cujo desbalanceamento é diferente do desbalanceamento do tambor do separador, não mais gira no interior do tambor do separador, a roda do separador pode ter balanceamento fino mais fácil e melhor. Ela é dessa forma destinada a maiores velocidades e tem menor tendência de oscilar.

[0020] Além do mais, uma seção transversal de fluxo desimpedido significativamente maior é disponível para a mistura de ar de separação e material fino no interior do tambor do separador com a eliminação do eixo da roda do separador, que passa centralmente através do mesmo. Enquanto o ar de separação, que é carregado com o material fino, entra com uma velocidade de 13 a 17 m/s através da estrutura de peneira do rolo do separador no interior do mesmo, a velocidade de fluxo do ar de separação, que é carregado com o material fino, desacelera para 2 a 6 m/s diretamente na frente da saída de material fino por causa da medida de acordo com a invenção. A tendência de o material fino aglomerar, isto é, agrupar, pelos turbilhões no ar de separação é reduzida por meio disso.

[0021] Além disso, a manutenção periódica da roda do separador fica muito mais fácil. Um eixo monobloco não mais existe, que é de manuseio extremamente difícil por causa de seu grande comprimento - em particular quando ele tiver que ser manipulado a fim de remover um tambor do separador monobloco ou multibloco e deslizar e posicionar a parte de reposição novamente, de maneira a finalmente fixá-lo pelo aperto de uma conexão de rosca, que fica localizada, frequentemente de difícil acesso, na folga anular entre o tambor do separador e o eixo do separador.

[0022] Além do mais, a qualidade da separação é normalmente também melhorada por meio da modalidade de acordo com a invenção, em virtude de a seção transversal de fluxo desimpedido dentro do tambor do separador aumentar. Um efeito, que é normalmente associado como isso, é que o transporte das partículas finas é melhorado. Após passar através da camisa do tambor tipo peneira, as partículas finas têm mais espaço no interior do tambor do separador, menos aglomeração dessa forma ocorre após a separação.

UM PROBLEMA BÁSICO ADICIONAL DA INVENÇÃO

[0023] Além das declarações apresentadas, a invenção é também dedicada ao problema de criar um separador centrífugo que alcança um resultado de separação que é qualitativamente melhorado ainda mais.

A SOLUÇÃO ADICIONAL DE ACORDO COM A INVENÇÃO

[0024] De acordo com a invenção, a solução ocorre por meio de um separador centrífugo compreendendo os recursos da segunda reivindicação principal. Por um lado, proteção independente é reivindicada para o dito separador centrífugo, sem dependência de outras reivindicações. Por outro lado, proteção é também reivindicada para ela em combinação com a primeira reivindicação principal, dessa forma tornando-a uma sub-reivindicação.

[0025] Em sua forma mais abrangente, a reivindicação supramencionada propõe um separador centrífugo como solução, em cujo caso um membro de guia monobloco ou multibloco é arranjado na área de pelo menos uma saída de material grosseiro. O membro de guia é arranjado a uma distância mínima X da superfície da camisa interna da seção do alojamento do separador que circunda o tambor do separador. Ele é projetado de uma maneira tal que material a ser separado, que escoa ao longo da dita superfície da camisa interna a uma distância radial <X, desvia do membro de guia e é então centrifugamente descarregado na saída de material grosseiro. O membro de guia é além disso projetado de uma maneira tal que pelo menos uma porção do material a ser separado, que escoa ao longo da dita superfície da camisa interna a uma distância radial > X, seja defletida na direção radialmente para dentro até o tambor do separador, e dessa forma se aproxime da roda do separador normalmente mais que apenas insignificativamente.

[0026] Para esclarecimento conceituai, o seguinte deve ser inicialmente notado:

[0027] A distância mínima X é medida na direção radial. Ela identifica a distância que a borda de avanço do membro de guia que o material de entrada a ser separado atinge primeiro, quando ele colide no membro de guia, mantém da superfície da camisa interna, que define a câmara de separação.

[0028] Um desvio em termos da invenção está presente quando material a ser separado do membro de guia passa no lado radialmente externo do mesmo, sem receber um impulso da roda do separador, que muda ou muda significativamente a trajetória, respectivamente.

[0029] A modalidade de acordo com a invenção tem as seguintes consequências:

[0030] Material a ser separado, que escoa ao longo da dita superfície da camisa interna a uma distância radial ≤ X, é material grosseiro, que já foi separado da melhor maneira possível do material fino e que está dessa forma pronto para separação pelo processo de separação. Ele desvia do membro de guia e atinge a saída de material grosseiro sem interrupção. Pelo fato de que o efeito de suporte da superfície da camisa interna é eliminado aqui, o material grosseiro que chega é então descarregado na saída de material grosseiro por meio das forças centrífugas que atuam no dito material grosseiro. Pelo fato de que o material grosseiro atinge a saída de material grosseiro no lado de fluxo lento, isto é, no lado a sotavento do membro de guia, não existe risco de que uma porção do material grosseiro seja despretensiosamente carregada de volta para a a câmara de separação novamente por meio de turbilhões.

[0031] Ao contrário, a porção do material a ser separado, que escoa ao longo da dita superfície da camisa interna a uma distância radial > X, é defletida na direção do tambor do separador 14 e é lançada de volta. Por meio disso é impedido que material a ser separado, que já ficou relativamente próximo à abertura livre, que leva à saída de material grosseiro, mas que, no entanto, ainda não conclui qualitativamente o processo de separação, seja prematuramente descarregado na saída de material grosseiro pelas forças centrífugas e pelos turbilhões que ocorrem nas vizinhanças da dita abertura livre. Isto é dessa forma em virtude de material fino, que pode realmente ainda ser separado, ser removido do processo de separação por meio disso, que prejudicaria o resultado da separação. Em vez disso, uma separação adicional do material a ser separado, que é lançado de volta na direção do tambor do separador, ocorre, como parte do que o material fino, que está ainda sendo aprisionado pelo material grosseiro até então, tem a chance de se separar deste.

OPÇÕES DE DESENVOLVIMENTO POSTERIORES ADICIONAIS DAS INVENÇÕES

[0032] O membro de guia preferivelmente cobre parcialmente a saída de material grosseiro ou a seção transversal livre, respectivamente, que ramifica para a saída de material grosseiro. Preferivelmente, mais que 35% e mais preferivelmente ainda mais que 50% da dita superfície seccional transversal livre são cobertos.

[0033] O membro de guia provê a área a sotavento, que já foi aqui mencionada, com um tamanho extremamente efetivo desta maneira e impede essencialmente que ocorra que material a ser separado seja prematuramente descarregado na saída de material grosseiro ocorra.

[0034] Construções, em cujo caso ar de separação adicional, que escoa para a saída de material fino por meio do tambor do separador, é alimentado na saída de material grosseiro, são particularmente preferidas. Este ar de separação adicional poderia ser referido como ar de suporte que atua na área da saída de material grosseiro, que - em particular em combinação com o dito membro de guia - assegura que material a ser separado não seja prematuramente descarregado na saída de material grosseiro. É particularmente preferido quando o dito ar de separação não é succionado apenas passivamente, mas é soprado ativamente por meio de um soprador correspondente ou por uma rede de ar comprimido.

[0035] É favorável quando a razão NL/ND entre o comprimento útil NL do tambor do separador e o máximo diâmetro útil ND do tambor do separador é ≥ 2 e idealmente ≥ 2,3. Se o caso ideal de um NL/ND = 2,5 estiver em mãos, um tambor do separador, cujo comprimento útil é 2.000 mm, tem um diâmetro útil de 800 mm. O comprimento útil do tambor do separador é por meio disso o comprimento, através do qual ele se estende livremente através da câmara de separação paralelo ao eixo geométrico de rotação L. O diâmetro útil é o máximo diâmetro externo do tambor. Estruturas fluidicamente insignificantes meramente ficando localizadamente mais afastadas para fora (por exemplo, flanges) por meio disso não são incluídas no cálculo do máximo diâmetro externo.

[0036] A produção pode ser aumentada pela construção de um tambor do separador muito comprido sem aumento do diâmetro nominal do mesmo. Isto assim acontece em virtude da superfície de passagem, por meio da qual material fino pode ser succionado da câmara de separação para o interior do tambor do separador, aumentar á medida que o comprimento aumenta. Pelo fato de que o diâmetro nominal do tambor do separador não é aumentado, o resultado da separação não é negativamente impactado. Em particular, uma maior entrada de grãos maiores no material fino obtido, que tem que ser compensado por outras medidas, não ocorre.

[0037] Um tambor do separador, que é maior na direção axial, com parâmetros de outra forma idênticos (diâmetro, velocidade e quantidade de ar) simultaneamente tende a levar a uma separação mais fina, em virtude de a velocidade da passagem radial do ar através da camisa tipo peneira do tambor do separador diminuir por causa da maior seção transversal de entrada de fluxo. Em decorrência disso, existe uma tendência de que apenas partículas mais finas possam ser succionadas ao superar as forças centrífugas que atuam nas mesmas.

[0038] É particularmente favorável conceber o separador centrífugo de uma maneira tal que pelo menos uma, preferivelmente ambas as partes do eixo da roda do separador sejam montadas fora da câmara do material a ser separado. Os mancais de rolo arranjados na própria câmara de separação até então tiveram que ser protegidos a grandes custas da atmosfera turbulenta e dessa forma altamente invasiva e abrasiva na câmara de separação. Um lado externo do arranjo da câmara de separação, por exemplo, na área da saída de material fino, que escoa é escoada de forma muito menos turbulenta, trás uma melhoria aqui. A máxima melhoria é atingida quando os mancais são arranjados completamente fora de cada atmosfera carregada com poeira fina, dessa forma também fora da saída de material fino, facilmente acessível no lado da mesma voltado para fora da câmara de separação. Aqui, elas podem atingir vidas úteis médias significativamente maiores, que é uma vantagem significante no caso de altas velocidades.

[0039] Verificou-se que é particularmente favorável quando as pás se salientam radialmente para dentro da superfície da camisa interna do tambor do separador, que influencia o movimento do ar de separação, em particular, guia o ar de separação e intensifica a rotação do mesmo. É importante considerar neste contexto que a rotação do ar de separação no interior do tambor do separador reduz a pressão, que é necessária para transferir o produto fino na direção das saídas na face dianteira.

[0040] É particularmente favorável por meio disso quando o anel intermediário, que será discutido em mais detalhe a seguir, que é em particular projetado para o centro do tambor do separador, tem pás o tipo mencionado, que se salientam radialmente para dentro de sua superfície da camisa interna.

[0041] Idealmente, anéis de suporte, que são fechados na direção circunferencial, se salientam radialmente para dentro a partir da superfície da camisa interna do tambor do separador. O tambor do separador, que é frequentemente bem comprido e no entanto de parede relativamente fina, é suportado em certos intervalos por tais anéis de suporte, e é dessa forma impedido de alargar para o lado externo de uma maneira tipo tambor no caso de velocidades extremamente altas, e por meio disso possivelmente mesmo ser sobrecarregado ou mesmo falhar.

[0042] É particularmente vantajoso quando os ditos anéis de suporte são formados em pares de flanges que se salientam radialmente para dentro, por meio do que os elementos de tambor do separador, que serão discutidos no parágrafo seguinte, são flangeados um no outro.

[0043] O tambor do separador preferivelmente consiste de uma pluralidade de elementos de tambor do separador, preferivelmente pelo menos quatro. Eles são arranjados um detrás do outro ao longo do eixo geométrico de rotação conjunto e são conectados um ao outro, preferivelmente aparafusados um no outro.

[0044] É particularmente favorável quando a pluralidade de elementos de tambor do separador consiste de dois grupos de elementos de tambor do separador idênticos cada, em virtude de os custos de produção poderem ser reduzidos em decorrência das partes idênticas. Uma modularização eficiente quanto ao custo pode possivelmente mesmo ser obtida para toda a série, por exemplo, em que maiores separadores centrífugos são equipados com um tambor do separador, cuja pluralidade de elementos de tambor do separador consiste de dois conjuntos de dois elementos de tambor do separador idênticos por um lado e de três elementos de tambor do separador idênticos por outro lado, em vez de dois conjuntos de dois elementos de tambor do separador idênticos cada um.

[0045] Idealmente, um anel intermediário é instalado entre dois elementos de tambor do separador no centro do tambor do separador. O anel intermediário tem - preferivelmente em sua superfície externa da camisa - um ou uma pluralidade de rebaixos para receber um corpo de massa de balanceamento, normalmente na forma de pelo menos um sulco de balanceamento.

[0046] Um anel de suporte adicional como esse pode suportar em particular a área central do tambor do separador, que é particularmente carregado pelas forças centrífugas, de forma altamente efetiva e pode protegê-lo contra sobrecarga.

[0047] Uma outra opção de desenvolvimento adicional da invenção é que o tambor do separador tenha um virola de deflexão em suas extremidades de face dianteira, diretamente na transição para a saída de material fino. A dita virola de deflexão se estende radialmente para dentro a uma inclinação - preferivelmente a um ângulo de 35° a 50°. A virola de deflexão impede que um fluxo de ar de separação indesejado surja por meio da rota mais curta, praticamente em um tipo de “curto-circuito”, que, na face dianteira do tambor do separador, escoa diretamente da camisa da mesma para a saída de material fino. Isto é assim em virtude de um fluxo de ar de separação indesejado como esse poder arrastar apenas material incompletamente separado a ser separado para a saída de material fino e dessa forma leva a um tipo de “curto- circuito” parcial.

[0048] Os discos de roda, que conectam o tambor do separador ao eixo da roda do separador, preferivelmente consistem de um aro, que é conectado a uma camisa de cubo por meio de pelo menos dois, preferivelmente pelo menos três raios.

[0049] É particularmente favorável quando o aro forma uma superfície da camisa interna, que alarga conicamente em direção à saída de material fino - a saber, não apenas em termos de um chanfro, que é comum em engenharia mecânica, mas até pelo menos 25%, preferivelmente pelo menos 45%, da extensão do aro na direção do eixo geométrico de rotação. A condução do ar de separação carregado com o material fino é melhorada por meio disso na localização onde escapa da face dianteira do tambor do separador para a saída de material fino a alta velocidade. É dessa forma impedido que isto leve a fortes turbilhões em decorrência de uma mudança excessivamente brusca da seção transversal de fluxo desimpedido ou uma deflexão brusca, respectivamente, a uma velocidade de fluxo excessiva. Isto se dá em virtude de turbilhões que são muito fortes nesta localização poderem ter o resultado de que uma porção do material fino, que é guiada pelo ar de separação, que escoa, cai prematuramente e se acumula de uma maneira obstrutiva, em vez de ser completamente descarregado pelo ar de separação, que escoa para fora.

[0050] Como parte de um desenvolvimento adicional particularmente preferido, é provido que o comprimento da camisa de cubo na direção do eixo geométrico de rotação seja maior que o comprimento do aro do disco de roda. Uma ancoragem particularmente firme e rígida das partes do eixo da roda do separador de acordo com a invenção, que não tende a oscilações persistentes ou pelo menos desequilíbrios temporários (por exemplo, quando passa através da faixa de velocidade subcrítica durante a iniciação). Idealmente, o comprimento da camisa de cubo na direção do eixo geométrico de rotação é pelo menos 30%, preferivelmente pelo menos 50% maior que o comprimento correspondente do aro.

[0051] Uma outra opção particularmente favorável é que a primeira e a segunda partes do eixo da roda do separador formem cada qual um flange de disco, que se salienta radialmente até o lado externo. Este flange de disco em cada caso preferivelmente se apoia completamente na superfície do anel dianteiro da camisa de cubo associada a esta parte do eixo da roda do separador voltada para o interior do tambor do separador. O flange de disco é preferivelmente aparafusado na camisa de cubo, que pelo menos assegura rigidez de dobramento adicional.

[0052] Opções de modalidade adicionais, efeitos técnicos adicionais, e vantagens adicionais resultam da modalidade exemplar, que será descrita a seguir por meio das figuras.

LISTA DE FIGURAS

[0053] A Figura 1 mostra uma vista em perspectiva a uma inclinação do topo e do lado externo de um separador centrífugo de acordo com a invenção.

[0054] A Figura 2 mostra uma seção longitudinal central perpendicular ao eixo geométrico de rotação do separador centrífugo de acordo com a Figura 1.

[0055] A Figura 3 mostra uma seção ao longo do eixo geométrico de rotação do separador centrífugo de acordo com a Figura 1.

[0056] A Figura 4 mostra uma vista frontal da superfície seccional da Figura 3.

[0057] A Figura 5 mostra uma vista frontal da superfície seccional da Figura 2.

[0058] A Figura 6 mostra uma vista geral do separador centrífugo de acordo com a invenção.

[0059] A Figura 7 mostra uma ampliação seccional da Figura 2 na área central, em que, entretanto, o anel intermediário é opcionalmente equipado com pás aqui.

[0060] A Figura 8 mostra uma ampliação seccional da Figura 5.

[0061] A Figura 9 mostra com o que uma vedação de acordo com a invenção se parece, usando uma seção.

[0062] A Figura 10 mostra o mesmo da Figura 9, frontalmente pela frente.

MODALIDADE EXEMPLAR O PRINCÍPIO OPERACIONAL DO SEPARADOR CENTRÍFUGO

[0063] O princípio operacional geral de um separador centrífugo, de acordo com o qual o separador centrífugo de acordo com a invenção funciona bem, já foi descrito na descrição introdutória. Para evitar repetições, referência é feita a ela.

O ALOJAMENTO DO SEPARADOR

[0064] A Figura 1 provê uma primeira vista geral de uma modalidade exemplar preferida do separador centrífugo 1 de acordo com a invenção.

[0065] O alojamento do separador 2 pode ser bem visto aqui. Uma roda do separador, que não está mostrada pela Fig. 1, gira nele.

[0066] O alojamento do separador 2 é preferivelmente dividido em uma parte superior 2a e uma parte inferior 2b por um flange horizontal 3. A parte superior 2a pode então preferivelmente ser liberada como um todo e pode tanto ser removida completamente quando pode pelo menos ser aberta pelo dobramento no topo pelas articulações 4 e eixo geométrico pivô da articulação S da mesma. Um acesso de manutenção simples à câmara de separação é dessa forma obtido, que vantajosamente deve ser limpo regularmente ou, na operação em bateladas, após cada batelada.

[0067] Uma roda do separador, que será descrita em mais detalhe resumidamente, gira em torno do eixo geométrico de rotação L na câmara de separação 10, que o alojamento do separador 2 define em seu interior. A roda do separador pode ser bem vista na Figura 3, é identificada com número de referência 7 nela.

[0068] Como pode-se ver, o separador centrífugo é preferivelmente concebido como separador horizontal. Isto significa que o eixo geométrico de rotação L, em torno do qual a roda do separador 7 revolve, fica disposto horizontalmente no estado operacional.

[0069] O carregamento dos mancais de rolo, nos quais a roda do separador deste separador centrífugo é montada a fim de manter a roda do separador completamente ou essencialmente sem jogo, é reduzido por meio disso. Isto é significante no caso das altas velocidades, às quais os mancais de rolo são submetidos, em virtude de a roda do separador preferivelmente girar a uma velocidade circunferencial externa entre 50 m/s e 150 m/s. O motivo para isto é que os mancais de rolo inerentemente essencialmente suportam a mesma carga em cada lado da roda do separador com o eixo geométrico de rotação disposto horizontalmente L. Ao contrário, uma carga de mancal consistente é mais difícil de realizar em resposta a uma rotação da roda do separador em torno de um eixo geométrico, que fica disposto verticalmente.

[0070] Acima da roda do separador, o alojamento do separador 2 tem uma entrada 5 para material a ser separado. O material a ser separado de material grosso e fino, que são misturados um com o outro, é suprido à câmara de separação por meio desta entrada 5 para material a ser separado (seta preta grande). Como uma regra, a entrada 5 para material a ser separado simultaneamente atua como entrada do separador. Pelo menos a maior parte do ar de separação dessa forma também entra na câmara de separação por meio desta entrada 5 para material a ser separado. Por causa da modalidade da roda do separador de acordo com a invenção, que será descrita em mais detalhe a seguir, que é particularmente favorável de um aspecto fluídico, é possível pela primeira vez como parte da invenção aumentar a razão de produto para ar. Para separadores de acordo com a invenção, é idealmente pelo menos 0,5 kg, mais preferivelmente pelo menos 0,75 kg de material a ser separado por metro cúbico de ar de separação. O limite superior opcional é 1 kg de material a ser separado per metro cúbico de ar de separação. A dita mistura de material a ser separado e ar de separação preferivelmente escoa essencialmente na direção tangencial. Uma entrada orientada desta maneira suporta a circulação do material a ser separado, que cria o efeito de separação, na câmara de separação. Como pode- se ver, a entrada 5 para material a ser separado se estende pela maior parte do comprimento da câmara de separação, vista na direção do eixo geométrico de rotação L.

[0071] Em ambas as extremidades dianteiras da câmara de separação, o alojamento do separador 2 em cada caso tem uma saída de material fino 6. Por meio desta, o material fino, que é completamente separado, é descarregado. Como uma regra, a descarga ocorre com a ajuda do ar de separação, que é também removido por meio da saída de material fino 6. Como pode-se ver, o material fino é preferivelmente descarregado na direção tangencial, que é simbolizada pelas duas setas pequenas brancas.

[0072] O alojamento do separador 2 tem uma saída de material grosseiro 8, que, como uma regra, é arranjada completamente abaixo da roda do separador 7. Esta saída de material grosseiro é simbolizada pela seta branca grande na Figura 1.

[0073] Uma certa porcentagem de ar de separação é de preferência adicionalmente soprada na câmara de separação por meio da saída de material grosseiro 8 ou do suprimento de ar auxiliar 9 arranjado nela, respectivamente, por meio de um soprador, que não está figurativamente ilustrado. Este suprimento de ar auxiliar é simbolizado pela seta preta pequena na Figura 1. Em particular, material fino, que despretensiosamente caiu na área da saída de material grosseiro ou que está em risco de despretensiosamente cair nesta área, é transportado de volta para a câmara de separação. Isto leva a uma melhoria significante da qualidade do resultado de separação.

[0074] Detalhes adicionais podem ser vistos muito bem por meio da Figura 2, que mostra uma seção na direção vertical através da área central do separador e que deve ser vista em combinação com a Figura 3.

[0075] A parte cortada da entrada 5 para material a ser separado, a saída de material fino 6 localizada à jusante da mesma na direção do eixo geométrico de rotação L, e a saída de material grosseiro 8 localizada na base, para a abertura livre da qual o membro de guia 28 se salienta, podem ser igualmente vistas aqui. Pode-se também ver bem como o alojamento do separador 2 incorpora uma câmara de separação 10 na forma de um tambor essencialmente cilíndrico, que fica disposto horizontalmente aqui. A roda do separador 7 gira neste tambor, a uma distância considerável da superfície da camisa interna A do tambor. A distância A é preferivelmente entre 25% e 65% do diâmetro externo da roda do separador 7.

[0076] Em casos particularmente preferidos, ela é entre 32% e 40% do diâmetro externo da roda do separador 7.

A RODA DO SEPARADOR

[0077] A roda do separador 7 de acordo com a invenção e sua exata configuração podem ser mais bem descritas por meio das Figuras 6 e 7.

[0078] A roda do separador 7 essencialmente consiste de um tambor do separador 14 compreendendo um eixo da roda do separador 11, que forma o eixo geométrico de rotação da mesma.

[0079] Como pode ser visto imediatamente por meio da Fig. 6, o eixo da roda do separador 11 é caracterizado em que não atravessa completamente a roda do separador 7. Em vez disso, o interior de seu tambor do separador 14 permanece livre do dito eixo da roda do separador, em pelo menos 80% de seu comprimento, medido na direção do eixo geométrico de rotação L. Nesta área, o tambor do separador 14 assume a função de suporte da seção do eixo da roda do separador 11 rebaixada aqui, que será discutido em mais detalhe resumidamente.

[0080] Como pode-se ver, o eixo da roda do separador 11 consiste de uma primeira e uma segunda parte do eixo da roda do separador 12, 13. As duas partes de eixo da roda do separador terminam cada uma em um disco de roda 15. Este disco de roda 15 consiste de uma camisa de cubo 16, que é conectada a um aro 18 por meio de pelo menos três raios 17, preferivelmente em monobloco. Na direção do eixo geométrico de rotação L, a camisa de cubo 16 tem um comprimento, que é maior que o comprimento correspondente do aro 18.

[0081] Como pode-se ver bem, cada parte do eixo da roda do separador 12, 13 forma um flange de disco 19 em sua extremidade, que fica voltado para o interior do tambor do separador. Este flange de disco 19 se apoia na face dianteira interna da camisa de cubo 16 associada a ele. O respectivo flange de disco 19 dessa forma impede que a respectiva parte do eixo da roda do separador 12, 13 possa ser extraída da camisa de cubo 16 para o lado externo. O flange de disco 19 é preferivelmente além disso aparafusado na camisa de cubo 16. As cabeças de parafuso 35 dos correspondentes, preferivelmente pelo menos seis parafusos, podem ser vistas na Figura 6 no flange de disco 19 da primeira parte do eixo da roda do separador 12.

[0082] Como já mencionado resumidamente acima, o tambor do separador 14 assume a função de suporte nessa região, na qual o eixo da roda do separador 11 é exposto. Para este propósito, a superfície da camisa do tambor do separador é concebida para ser de parede espessa. Sua espessura de parede pode corresponder essencialmente à espessura de parede de uma camisa de cubo 16. É particularmente favorável, quando sua espessura de parede é maior que 20 mm e idealmente fica na faixa entre 30 mm e 48 mm, +/- 0,3 mm. O tambor do separador é adicionalmente reforçado por meio dos anéis de suporte em forma de disco de anel, que se salienta até o lado de dentro e dos quais uma pluralidade é provida a uma distância uma da outra na superfície interna da roda do separador, e que será discutido em mais detalhe resumidamente. A maior parte da superfície da camisa circunferencial do tambor do separador é interrompida. Ela então forma uma estrutura tipo peneira - ou preferivelmente uma estrutura tipo grade, ou interrompida, respectivamente, através da qual sucção pode ocorrer. Uma estrutura tipo grade pode em particular ser caracterizada em que suas fendas na direção paralela ao eixo geométrico longitudinal são maiores em pelo menos o fator de 7,5 e preferivelmente em pelo menos o fator 10, do que na direção circunferencial, que pode melhorar a característica de sucção.

[0083] Cada parte do eixo da roda do separador 12,13 é preferivelmente equipada como eixo escalonado compreendendo diferentes diâmetros. Ele é sobreposto pela camisa de cubo 16 preferivelmente na localização onde o dito eixo escalonado tem seu maior diâmetro (exceto pelo flange de disco 19).

[0084] Como pode-se ver, o aro 18 do disco de roda 15 é concebido como anel, que é completamente fechado na direção circunferencial. Uma face dianteira deste anel se apoia em uma face dianteira correspondente do tambor do separador 14 e é aparafusada na mesma. A conexão de rosca preferivelmente ocorre pelo lado externo de o disco de roda 15. Os furos de recebimento 20 para a cabeça de parafuso no aro 18 podem correspondentemente ser vistos aqui, vide Figura 6.

[0085] A Figura 6 mostra como a superfície da camisa interna 21 do aro 18 alarga conicamente em direção à saída de material fino. Este alargamento é mais que apenas um chanfro, que é comum em engenharia mecânica. No presente caso, ele se estende através da maior parte do comprimento do aro na direção do eixo geométrico de rotação L.

[0086] Em sua superfície circunferencial externa, cada aro suporta um tipo de dentes 22 ou outras estruturas tipo pá, respectivamente. Junto com o alojamento que os circunda, eles formam um tipo de hélice e/ou defletor mecânico, que é arranjado na direção de fluxo à montante da folga de vedação, pela qual ela é operacionalmente responsável, vide a Fig. 6 em combinação com a Fig. 10. Ela impede entretanto que partículas cheguem a este espaço - a despeito de o ar escoando pela folga entre rotor e alojamento.

[0087] Em sua superfície circunferencial externa, o aro é preferivelmente provido com um ou uma pluralidade de sulcos de vedação 23, que formam uma parte da vedação tipo labirinto, por meio da qual a roda do separador é vedada em suas faces dianteiras com relação à saída de material fino 6 - que será discutido em mais detalhe a seguir.

[0088] A modalidade preferida dos raios 17 pode ser entendida por meio da parte traseira da Figura 6. Os raios 17 preferivelmente se estendem totalmente na direção radial da camisa de cubo 16 até o aro 18. Nessa localização onde o raio 17 é conectado à camisa de cubo 16, cada raio 17 tem exatamente o mesmo comprimento da dita camisa de cubo, medida na direção do eixo geométrico de rotação L. Cada raio 17 por meio disso se afunila em direção ao aro 18. Isto significa que, como uma regra, cada um dos raios se salienta ao interior do tambor do separador 14 e se salienta além do aro 18 até o lado externo em seu lado oposto na direção do eixo geométrico de rotação L. Desta maneira, os raios têm uma superfície relativamente grande e podem dessa forma efetivamente contribuir para conseguir o ar de separação para girar.

[0089] O tambor do separador preferivelmente consiste de uma pluralidade de elementos de tambor do separador 14a e 14b, que são fabricados separadamente. Eles são arranjados um detrás do outro ao longo do eixo geométrico de rotação da junta L e são conectados um ao outro, preferivelmente conectados por parafuso. Idealmente, os elementos de tambor do separador têm uma “razão de comprimento útil (NL) para diâmetro útil (ND)” que satisfaz a equação seguinte: NL/ND = 0,5 a 0,8. O comprimento útil por meio disso corresponde à extensão total paralela ao eixo geométrico de rotação L. Um elemento de tambor do separador, que se estende 500 mm ao longo do eixo geométrico de rotação L, então tem um diâmetro de 1.000 mm.

[0090] É particularmente favorável quando cada um dos elementos de tambor do separador 14a, 14b em cada caso tem um flange de fixação em forma de disco de anel 24a, 24b, 24c em ambas suas faces dianteiras. O dito flange de fixação se estende na direção radialmente para dentro em uma quantidade H, com base na superfície da camisa interna do elemento de tambor do separador, onde idealmente: H ≥ 30 mm, vide Fig. 7, onde a medida H é marcada. Vista de uma perspectiva diferente, pode-se dizer com relação a isto que a superfície livre, que tem que prover espaço suficiente através do diâmetro livre XX (vide Fig. 7), em função da medida H, de forma que a velocidade de fluxo caia abaixo de 30 m/s aqui. Não é necessário dizer que a construção no entanto tem que ter resistência mecânica suficiente.

[0091] O dito flange de fixação dessa forma fica completamente no interior do tambor do separador. Ele suporta a conexão de rosca, que fixa dois elementos de tambor do separador adjacentes um ao outro. Ele normalmente também forma um sulco de centralização ou uma protuberância de centralização 36, respectivamente, que é complementar ao mesmo, por meio da interação dos quais os elementos de tambor do separador adjacentes são precisamente posicionados um em relação ao outro. Uma ilustração exata de um sulco de centralização e de uma protuberância de centralização como essas, que são identificadas com o número de referência 36, pode ser encontrada na Figura 7, na direita, no centro.

[0092] No caso desta modalidade exemplar, um par de flange de fixação em forma de discos de anel 24a, 24b, 24c, que são aparafusados um ao outro, formam cada qual um dos anéis de suporte, que já foi discutido resumidamente acima. Por meio desses anéis de suporte impede-se que o tambor do separador 14 expanda de uma maneira em formato de tambor até o lado externo em sua área central pela influência de fortes forças centrífugas que causam esta alta velocidade operacional, ou que ele seja até mesmo sobrecarregado e falhe.

[0093] De acordo com a Figura 6, um anel intermediário especial 25 é por meio disso instalado entre dois elementos de tambor do separador 14a no centro do tambor do separador. Este anel intermediário 25 suporta um ou uma pluralidade de rebaixos em sua superfície da camisa externa para receber um corpo de massa de balanceamento, preferivelmente na forma de pelo menos um sulco de balanceamento 37, vide Fig. 7.

[0094] Este anel intermediário 25, junto com o flange de fixação na forma de discos de anel 24a bloqueados pela conexão de rosca, além disso realiza um anel de suporte mais largo e dessa forma particularmente altamente carregável do tipo já aqui descrito. Isto tem um efeito particularmente favorável, em virtude de a localização do tambor do separador 14, que é carregado basicamente pelas forças centrífugas, ser localizado aqui.

[0095] O anel intermediário 25 pode opcionalmente ser equipado com pás 26, que começam no dito anel intermediário e se salientam ainda mais para dentro na direção radial e que servem para mover o ar de separação sem perturbar a compensação de pressão descrita a seguir, vide Figura 7.

[0096] No caso de construções anteriores, o tambor do separador foi suportado na área do anel intermediário atual 25 com uma roda de disco compreendendo fendas estreitas ou raios de turbilhonamento pelo eixo do separador por questões de resistência. Ao contrário, uma compensação significativamente melhor resulta no caso da construção de acordo com a invenção através da máxima seção transversal de fluxo do mesmo da pressão atual entre a metade esquerda do tambor do separador, que comunica com a primeira saída de material fino, e a metade direita do tambor do separador, que comunica com a segunda saída de material fino localizada no outro lado.

[0097] As pulsações de baixa pressão no interior do tambor do separador alcançadas por meio disso melhoram o resultado da separação, já em virtude de menos aglomerações serem criadas.

[0098] Como pode ser visto, a extremidade radialmente para dentro de cada flange de fixação 24a, 24b, 24c é chanfrada por toda a largura, por exemplo, tal como um teto confinado, como está mostrado pela Figura 6. Por causa disso, dois flanges de fixação, que são aparafusados um ao outro, formam uma configuração tipo teto de sela, cuja funcionalidade representa um chanfro de deslizamento para o material a ser separado. Por meio disso, impede-se de forma confiável que uma porção ligeiramente mais pesada do material a ser separado deposite permanentemente nesta localização durante operação e fique mantido na localização por meio das forças centrífugas - como poderia ser o caso em decorrência de ausência de um chanfro de deslizamento no caso de uma superfície disposta paralela ao eixo geométrico de rotação L.

[0099] A extremidade radialmente para dentro do anel intermediário 25 é chanfrada de uma maneira tipo teto de sela pelos mesmos motivos e, onde presente, as extremidades internas das pás 26.

[0100] Pode-se ver bem por meio da Figura 6 que os elementos de tambor do separador como um todo consistem de dois grupos de elementos de tambor do separador idênticos cada. Como pode-se ver, os dois elementos de tambor do separador 14a, que se encontram no centro do tambor do separador 14, são de construção idêntica e ambos os elementos de tambor do separador 14b que fecham o tambor do separador 14 para o lado externo são também de construção idêntica.

[0101] Finalmente, a Figura 6 mostra que o tambor do separador, em suas duas extremidades laterais dianteiras, diretamente na transição para a saída de material fino 6, tem uma virola de deflexão 27, que se estende radialmente para dentro e simultaneamente a uma inclinação na direção do centro do tambor do separador 14. A dita virola de deflexão tem a função mencionada na descrição introdutória.

[0102] Vale a pena considerar a incorporação dos elementos de tambor do separador 14a e 14b como partes fundidas, por exemplo, de ferro grafite esferoidal, que são então subsequentemente torneados com precisão. O grande número das fendas na superfície da camisa externa do tambor do separador 14 pode ser produzido de forma particularmente eficiente desta maneira. Independentemente se o tambor do separador é concebido em monobloco ou multibloco, aplica-se que essas fendas são necessárias para a entrada do ar do separador no interior do tambor do separador. No caso do tambor do separador monobloco ou multibloco, elas são também preferivelmente o único ou pelo menos o principal meio para conseguir que o ar de separação que entra na câmara de separação e o material a ser separado, que é suportado por ela, circule na câmara de separação de uma maneira tal que as forças centrífugas possam desenvolver seu efeito de separação.

O MEMBRO DE GUIA QUE CONTROLA A SAÍDA DE MATERIAL GROSSEIRO

[0103] O membro de guia 28 de acordo com a invenção que controla o acesso à saída de material grosseiro pode ser mais bem reconhecido e descrito por meio das Figuras 2, 5 e 8.

[0104] O membro de guia 28 de acordo com a invenção pode ser uma pá ou - em interpretação adicional opcional do termo da pá - um membro de guia, respectivamente, similar a uma pá. A superfície de guia principal 29 é portanto curva de uma maneira tal que este material a ser separado, que colide na superfície de guia principal 29, seja defletido ou lançado de volta, respectivamente, para dentro em direção ao tambor do separador 14. Material fino, que até possivelmente ainda estava misturado com o material a ser separado, que colide nas pás 26, e foi aprisionado por ela radialmente no lado externo, dessa forma tem a chance de, no entanto, se separar do material grosseiro e então ser aprisionado pelo fluxo de ar de separação no interior do tambor do separador 14 e ser alimentado no interior do tambor do separador 14. A qualidade da classificação é significativamente melhorada por meio disso.

[0105] É importante notar que a dita curvatura é preferivelmente uma curvatura estavelmente côncava, que é inclinada em direção ao tambor do separador 14. A superfície de guia principal 29 é preferivelmente concebida como folha de metal correspondentemente curva, que é mantida no formato por duas folhas de borda 30, que delimita-a em ambos os lados, vide Fig. 5 e 8. A superfície de guia principal 29 é frequentemente também adicionalmente estabilizada em seu centro (medida na direção ao longo do eixo geométrico de rotação L) por meio de uma folha de borda 30 do tipo mencionado, que é soldada aqui como reforço tipo nervura. A pá é preferivelmente projetada de uma maneira tal que ela não cause nenhum turbilhonamento - pelo menos nenhum turbilhonamento significante.

[0106] Como uma regra, a extensão do membro de guia preferivelmente em monobloco 28 de acordo com a invenção é tão grande na direção paralela ao eixo geométrico de rotação L que ela cobre toda a saída de material grosseiro na direção ao longo do eixo geométrico de rotação L. Vista na direção de rotação, a extensão do membro de guia 28 de acordo com a invenção é preferivelmente tão grande que o membro de guia cobre mais que 45% e preferivelmente 60% a 70% da área livre, com a qual a saída de material grosseiro leva à superfície da camisa interna do tambor, que é concebida como parte do alojamento do separador e que define a câmara de separação 10.

[0107] É particularmente favorável quando a posição do membro de guia pode ser ajustada, de forma ideal continuamente, oposta à direção de rotação, de forma que ela cubra mais ou menos a área livre, de acordo com a necessidade, com a qual a saída de material grosseiro leva à superfície da camisa interna do dito tambor, que não é graficamente ilustrada separadamente aqui. O membro de guia de acordo com a invenção pode ser definido nos máximos diâmetros de grão médios do material fino atualmente exigido pelo separador desta maneira.

[0108] O fato de que o membro de guia 28 é afixado a uma distância X da superfície da camisa interna do tambor, que define a câmara de separação 10, é por meio disso um recurso especial. A distância X referida aqui é preferivelmente entre 3 mm e 12 mm. Idealmente, ela pode ser estabelecida, de forma usual continuamente. Isto se aplica neste contexto de que a distância é uma função do número de partículas grosseiras contidas no material a ser separado. Se muitas partículas grosseiras forem contidas, a separação tem que ocorrer mais rapidamente. Existe uma tendência de que a distância seja então estabelecida maior, de forma que resulte em uma expulsão mais rápida.

[0109] Este posicionamento do membro de guia 28 tem o resultado de que material a ser separado (material grosseiro), que escoa ao longo da dita superfície da camisa interna a uma distância radial ≤ X, desvie do membro de guia 28 e é então descarregado na saída de material grosseiro por meio das forças centrífugas. Apenas a porção do material a ser separada, que escoa ao longo da dita superfície da camisa interna a uma distância radial > X e < Y, é defletido na direção do tambor do separador 14. Para a distância Y, por meio disso preferivelmente se aplica (DSK-DSR)/2, por meio do que DSK é o diâmetro interno da câmara de separação e DSR o diâmetro externo do tambor do separador. Na alternativa, pode-se dizer que a distância Y” deve ficar na faixa entre 1/2 DSR e 2/6 DSR.

[0110] Deve-se também notar que o membro de guia 28 é particularmente efetivo na interação com o suprimento de ar auxiliar 9, em virtude de essas duas melhorias juntas desenvolverem um efeito sinergístico.

[0111] Isto pode ser bem visto por meio da Figura 5.

[0112] O membro de guia 28 força o ar auxiliar, que é soprado por meio do suprimento de ar auxiliar 9, para entrar na câmara de separação 10 de maneira a ser orientado na direção tangencial a uma maior extensão. Isso impede ou reduz, respectivamente, a tendência de o ar auxiliar colidir com o ar de separação, que gira na câmara de separação 10 a uma alta velocidade, em um ângulo obtuso de uma maneira desenfreada e dessa forma produz turbilhões indesejados.

[0113] O membro de guia 28 simultaneamente acalma a guia de ar na área, na qual o material grosseiro se sedimenta, após ele ter desviado do membro de guia 28. Isto se dá assim em virtude de o membro de guia 28 criar um espaço a sotavento, comparado ao ar de separação, que circula na câmara de separação a uma alta velocidade, pelo menos essencialmente.

[0114] Tudo isto leva a uma significante melhoria da qualidade de separação.

A VEDAÇÃO DA FACE DIANTEIRA DA RODA DO SEPARADOR

[0115] Como parte da invenção, o foco é também na vedação da transição entre a câmara de separação 10 e a saída de material fino 6 na face dianteira do tambor do separador 14 o mais efetivamente possível. Isto é significante em virtude de erros de vedação nesta localização terem o resultado de que material fino, que já foi obtido com alta qualidade de separação, seja contaminado com material a ser separado, que ainda não foi separado, ou não completamente separado. Isto deve ser evitado.

[0116] Uma vedação sem contato é provida aqui para este propósito.

[0117] Para poder realizar uma vedação como essa, o alojamento do separador 2 é concebido com uma área de parede dupla na área da localização da vedação entre a câmara de separação 10 e a saída de material fino 6. Esta área de parede dupla é identificada na Figura 3 pelo número de referência D.

[0118] Ar comprimido é guiado para a localização da vedação por meio desta área de parede dupla D.

[0119] A Figura 10 mostra a localização de vedação real na ilustração ampliada. Inicialmente, uma seção do aro 18 pode ser vista aqui. Em seu lado externo, ela suporta uma pluralidade de sulcos de vedação circunferenciais 23, no presente caso, preferivelmente três, como já foi discutido resumidamente acima, vide Fig. 6 novamente.

[0120] Em sua extremidade, próximo à localização da vedação, a área de parede dupla suporta um inserto de vedação 31, vide Fig. 10 novamente. O inserto de vedação 31 é preferivelmente concebido para ser substituível, mesmo que a vedação opera pelo menos essencialmente de uma maneira sem contato, em virtude de, em longo prazo, ela ser de fato uma parte de desgaste, na atmosfera carregada de poeira fina. Este inserto de vedação forma três anéis de vedação circunferenciais salientes 32.

[0121] Cada um desses anéis de vedação 32 engata um sulco de vedação 23 associado a ele no aro 18.

[0122] Pelo fato de que a vedação opera de uma maneira sem contato, os anéis de vedação circunferencial salientes 32 e os sulcos de vedação 23 atribuídos a eles forma um tipo de labirinto. Para prover esta vedação com um efeito de bloqueamento real, o inserto de vedação 31 é equipado com uma ou preferivelmente uma pluralidade de aberturas de sopro de ar comprimido 34, por meio das quais ar comprimido é soprado no canal de distribuição 33 para o dito labirinto de vedação, cujo ar comprimido foi guiado para a localização de vedação por meio da área de parede dupla, vide Fig. 10.

[0123] Do canal de distribuição 33, a maior parte do ar comprimido soprado escoa para a câmara de separação 10 e mantém o trajeto, por meio do que ele escoa para fora, livre de material penetrante a ser separado. A menor porção do ar comprimido soprado escoa para a saída de material fino 6. Isto ocorre em virtude de dois defletores formados de anéis de vedação 32 e sulcos de vedação 23 ficarem no caminho da dita porção do ar comprimido soprado, e não apenas um, que é o motivo pelo qual a vazão é correspondentemente menor.

[0124] Uma vedação como essa, que opera de uma maneira sem contato, é altamente vantajosa para o controle das altas velocidades que surgem na roda dos separadores de acordo com a invenção.

[0125] Para evitar circunvenções relacionadas a lei de patente, o mesmo também se aplica analogamente a separadores centrífugos, que correspondem às reivindicações, que foram estabelecidas, com a exceção de que eles têm uma única saída de material fino apenas em um lado, em particular quando é um separador centrífugo vertical.

LISTA DE NÚMEROS DE REFERÊNCIA

[0126] 1 separador centrífugo

[0127] 2 alojamento do separador

[0128] 2a parte superior do alojamento do separador

[0129] 2b parte inferior do alojamento do separador

[0130] 3 flange horizontal

[0131] 4 articulação para abrir por pivotagem o alojamento do separador, que foi previamente liberado em duas metades

[0132] 5 entrada para material a ser separado

[0133] 6 saída de material fino

[0134] 7 roda do separador

[0135] 8 saída de material grosseiro

[0136] 9 suprimento de ar auxiliar

[0137] 10 câmara de separação

[0138] 11 eixo da roda do separador

[0139] 12 primeira parte do eixo da roda do separador do eixo da roda do separador 11

[0140] 13 segunda parte do eixo da roda do separador do eixo da roda do separador 11

[0141] 14 tambor do separador

[0142] 14a elemento de tambor do separador, tipo 1

[0143] 14b elemento de tambor do separador, tipo 2

[0144] 15 disco de roda de camisa de cubo, raio e aro

[0145] 16 camisa de cubo

[0146] 17 raio

[0147] 18 aro

[0148] 19 flange de disco

[0149] 20 furo de recebimento de cabeça de parafuso

[0150] 21 superfície da camisa interna do aro

[0151] 22 dente

[0152] 23 sulcos de vedação

[0153] 24a flange de fixação em forma de disco de anel

[0154] 24b flange de fixação em forma de disco de anel

[0155] 24c flange de fixação em forma de disco de anel

[0156] 25 anel intermediário

[0157] 26 pá

[0158] 27 virola de deflexão

[0159] 28 membro de guia

[0160] 29 superfície de guia principal

[0161] 30 folha de borda

[0162] 31 inserto de vedação

[0163] 32 anel de vedação

[0164] 33 canal de distribuição

[0165] 34 aberturas de sopro de ar comprimido

[0166] 35 cabeças de parafuso

[0167] 36 protuberância de centralização

[0168] 37 sulco de balanceamento

[0169] A distância radial entre a superfície da camisa interna da câmara de separação e a superfície da camisa externa do tambor do separador.

[0170] D área de parede dupla

[0171] DSK diâmetro interno da câmara de separação ou tambor que define a mesma, respectivamente

[0172] DSR diâmetro externo do tambor do separador

[0173] H quantidade da extensão

[0174] L eixo geométrico de rotação

[0175] ND diâmetro útil do tambor do separador

[0176] NL comprimento útil do tambor do separador

[0177] Seixo geométrico pivô da articulação do par de articulações 4

[0178] X menor distância radial entre o membro de guia 28 e a superfície da camisa interna da câmara de separação.

[0179] Y máxima distância radial, que o material a ser separado, que gira na câmara de separação, pode ter, a fim de ainda entrar em contato direto com o membro de guia 28

[0180] Y“ folga radial entre membro de guia 28 e a roda do separador

[0181] XX diâmetro livre no interior de um flange de fixação em forma de disco de anel

OBSERVAÇÕES DE FECHAMENTO DE UMA NATUREZA GERAL

[0182] Independentemente, mas também em combinação com as reivindicações, que já foram estabelecidas, e/ou recursos da descrição o direto é reservado também a reivindicar proteção para um separador centrífugo 1, que é caracterizado em que a roda do separador 7 é vedada na área de suas faces dianteiras em sua circunferência externa por uma vedação sem contato contra o alojamento do separador 2, no qual ar de bloqueio é soprado, que - preferivelmente a uma maior extensão- escoa para a câmara de separação 14 e - preferivelmente - a uma menor extensão para a saída de material fino 6.

[0183] Independentemente, mas também em combinação com as reivindicações, que já foram estabelecidas, e/ou recursos da descrição o direito é reservado também a reivindicar proteção para um separador centrífugo 1, cujo tambor do separador 14, em suas extremidades de face dianteira, diretamente na transição para a saída de material fino 6, tem uma virola de deflexão 27, que se estende radialmente para dentro e simultaneamente em uma inclinação na direção do centro do eixo geométrico de rotação do tambor do separador 14.

[0184] Independentemente, mas também em combinação com as reivindicações, que já foram estabelecidas, e/ou recursos da descrição, o direito é reservado de também reivindicar proteção para um separador centrífugo 1, em cujo caso o comprimento de uma camisa de cubo 16 para manter um eixo parcial da roda do separador 12, 13 na direção do eixo geométrico de rotação L é maior que o comprimento do aro 18 do disco de roda 15, que mantém o tambor do separador na posição.

Claims

Separador centrífugo (1) compreendendo um alojamento do separador(2)
e uma roda do separador (7), que gira no alojamento do separador (2), em que o alojamento do separador (2) tem pelo menos uma entrada (5) para material a ser separado, pelo menos uma saída de material grosseiro (8), bem como pelo menos uma primeira saída de material fino (6),
em que a roda do separador (7) é formada por um tambor do separador (14) e um eixo da roda do separador (11), que suporta o tambor do separador (14) e preferivelmente gira em torno de um eixo geométrico horizontal,
e a superfície da camisa circunferencial do tambor do separador (14) é interrompida de uma maneira tal que ela coloque o material a ser separado, que colide no tambor do separador (14) no lado da camisa externo, em rotação durante operação e os fluxos de ar de separação através dele na direção radialmente para dentro,
em que pelo menos uma saída de material fino (6) é arranjada na extremidade do tambor do separador (14) e material fino é descarregado do interior do tambor do separador (14) em pelo menos uma saída de material fino (6) por meio da face dianteira livre do tambor do separador (14), caracterizado pelo fato de que
o eixo da roda do separador (11) consiste de duas partes (12, 13), que não são diretamente conectadas uma à outra de uma maneira suportiva,
e a primeira parte (12) do eixo da roda do separador (11) se estende para fora de um disco de roda (15), que suporta o tambor do separador (14) na área de sua primeira face dianteira, para fora do tambor do separador (14),
e a segunda parte (13) do eixo da roda do separador (11) se estende para fora de um disco de roda (15), que suporta o tambor do separador (14) na área de sua segunda face dianteira, para fora do tambor do separador (14).
Separador centrífugo (1), preferivelmente de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que um membro de guia (28) é arranjado na área de pelo menos uma saída de material grosseiro (8),
em que o membro de guia (28) é arranjado a uma distância X da superfície da camisa interna da seção do alojamento do separador, que circunda o tambor do separador (14),
e é projetado de uma maneira tal que material a ser separado, que escoa ao longo da dita superfície da camisa interna a uma distância radial ≤ X, desvia do membro de guia (28) e é então descarregado na saída de material grosseiro (8),
e material a ser separado, que escoa ao longo da dita superfície da camisa interna a uma distância radial > X, é defletido na direção radialmente para dentro até o tambor do separador (14).
Separador centrífugo (1) de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o membro de guia (28) cobre parcialmente a saída de material grosseiro (8) na direção de fluxo e cobre preferivelmente mais que 35%, mais preferivelmente mais que 50% da superfície seccional transversal livre da saída de material grosseiro (8), em que o grau de cobertura pode preferivelmente ser ajustado, idealmente de forma de forma contínua.
Separador centrífugo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma, preferivelmente ambas as partes (12, 13) do eixo da roda do separador (11) são montadas no lado externo da câmara de separação (10), em que as duas partes do eixo da roda do separador (12, 13) preferivelmente também engatam através da respectiva saída de material fino (6) e são montadas apenas no lado externo da saída de material fino (6), no lado da mesma voltado para fora da câmara de separação (10).
Separador centrífugo (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma saída de material grosseiro (8) é arranjada abaixo do tambor do separador (14) e ar de separação, que escoa para fora por meio do tambor do separador (14), é alimentado na saída de material grosseiro (8).
Separador centrífugo (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que a razão NL/ND entre o comprimento útil (NL) do tambor do separador (14) e o máximo diâmetro externo útil (ND) do tambor do separador (14) é ≥ 2 e idealmente ≥ 2,3.
Separador centrífugo (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que pás (26) se salientam radialmente para dentro da superfície da camisa interna do tambor do separador (14).
Separador centrífugo (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que anéis de suporte, que são fechados na direção circunferencial, se salientam radialmente para o lado de dentro da superfície da camisa interna do tambor do separador (14).
Separador centrífugo (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que o tambor do separador (14) consiste de uma pluralidade de elementos de tambor do separador, preferivelmente de pelo menos quatro (14a; 14b), que são arranjados um detrás do outro ao longo do eixo geométrico de rotação da junta (L) e são conectados um ao outro, preferivelmente aparafusados um ao outro, em que a pluralidade de elementos de tambor do separador (14a; 14b) idealmente consiste de dois grupos de elementos de tambor do separador idênticos (14a; 14b) cada um.
Separador centrífugo (1) de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que cada elemento de tambor do separador (14a; 14b) tem um flange de fixação em forma de disco de anel (24a; 24b; 24c) em suas faces dianteiras, flange de fixação este que se estende na direção radialmente para dentro por uma quantidade (H), com base na superfície da camisa interna do elemento de tambor do separador (14a; 14b), por meio do que preferivelmente pelo menos um flange de fixação (24) de cada elemento de tambor do separador (14a; 14b) é chanfrado em pelo menos 25% de sua extensão radial.
Separador centrífugo (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 ou 10, caracterizado pelo fato de que um anel intermediário (25) é instalado entre dois elementos de tambor do separador (14a, 14a) no centro do tambor do separador (14), em que o anel intermediário (25) tem, preferivelmente em sua superfície da camisa externa, um ou uma pluralidade de rebaixos para receber um corpo de massa de balanceamento, preferivelmente na forma de pelo menos um sulco de balanceamento.
Separador centrífugo (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 a 11 em combinação com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o anel intermediário (25) tem pás (26), que se salientam radialmente para dentro de sua superfície da camisa interna.
Separador centrífugo (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado pelo fato de que os discos de roda (15) consistem cada um de um aro (18), que é conectado a uma camisa de cubo (16) por meio de pelo menos dois, preferivelmente pelo menos três raios (17), em que o aro (18) preferivelmente forma uma superfície da camisa interna, que se alarga conicamente em direção à saída de material fino (6).
Separador centrífugo (1) de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que a primeira e a segunda parte do eixo da roda do separador (11) formam cada uma um flange de disco (19), que se salienta radialmente para o lado externo e que se apoiam na superfície do anel dianteiro da camisa de cubo (16) associada a esta parte do eixo da roda do separador (11) voltada para o interior do tambor do separador (14) e é preferivelmente aparafusado na camisa de cubo (16).
Separador centrífugo de acordo com uma das reivindicações 1 a 14, caracterizado pelo fato de que a velocidade nominal do tambor do separador é de maneira tal que o valor visado de 160 m/s seja atingido ou excedido no diâmetro externo do tambor do separador.