BR102020022037A2

BR102020022037A2 - Método de mistura de materiais sólidos, dispositivo e uso correspondentes

Info

Publication number: BR102020022037A2
Application number: BR102020022037-3A
Authority: BR
Inventors: Carlos Eduardo Furquim Bezerra
Original assignee: Caete Participação E Administração Eireli
Priority date: 2020-10-27
Filing date: 2020-10-27
Publication date: 2022-05-10
Also published as: NL2029522A; CN114471215A; US20220126242A1; DE102021128033A1; NL2029522B1

Abstract

A presente invenção se refere a um dispositivo para mistura de materiais sólidos (10) para a mistura de dois ou mais materiais sólidos (MS1, MS2) sem a utilização de fontes externas de energia e partes móveis, compreendendo pelo menos uma primeira câmara ou reservatório (100), pelo menos uma segunda câmara ou reservatório (200), uma ou mais válvulas principais (400) e uma ou mais zonas de mistura e homogeneização (500). A presente invenção se refere também a um método de mistura e a um uso correspondente.

Description

MÉTODO DE MISTURA DE MATERIAIS SÓLIDOS, DISPOSITIVO E USO CORRESPONDENTES

Campo de aplicação

[001] A presente invenção pertence ao campo dos dispositivos, implementos e sistemas para tratamento, preparação, mistura e aplicação de materiais sólidos.

Introdução

[002] A presente invenção se refere a um método de mistura de materiais sólidos sem o uso de qualquer fonte externa de energia, notadamente para a mistura de dois ou mais materiais pulverulentos e/ou granulados, incluindo materiais agrícolas, tais como, mas sem se limitar a fertilizantes. A presente invenção também se refere um dispositivo para mistura de materiais sólidos sem o uso de qualquer fonte externa de energia e um uso correspondente.

Fundamentos da invenção

[003] A mistura de materiais sólidos é um processo muito antigo para o qual foram inventados diversos sistemas e dispositivos.

[004] Atualmente, a maioria dos equipamentos de mistura eficiente de sólidos utiliza partes móveis, como, por exemplo, fusos, tambores e pás, além de dispendiosos sistemas ativos já conhecidos do estado da técnica, dotados de motores alimentados por energia elétrica ou por combustíveis variados. O uso das partes móveis torna o equipamento muito mais rico em peças e componentes e, assim, mais exigente em termos de manutenção, demandando mão de obra qualificada que comumente é extremamente dispendiosa.

[005] Além de encarecer e complicar a manutenção, os equipamentos com partes móveis apresentam um risco constante à saúde e à vida de seus usuários e operadores. É de conhecimento geral que o manuseio incorreto de equipamentos como roscas, polias, correias e similares pode levar a acidentes, resultando até em mutilações e morte.

[006] É de se notar que, à exceção de equipamentos extremamente rudimentares que se valem da força humana, equipamentos modernos priorizam o uso de motores elétricos. A necessidade de usar energia elétrica impõe uma limitação para uso dos misturadores em locais onde não existe rede de energia elétrica próxima. Outro problema encontrado é a indisponibilidade da rede com tensão adequada ao funcionamento dos equipamentos de mistura que, dependendo do tamanho, possuem potências que demandam correntes elétricas que superam as capacidades usualmente instaladas.

[007] Esse tipo de dificuldade com rede elétrica é comum nos casos de implementação ou uso em propriedades rurais, propriedades pecuárias, entre outras comunidades isoladas ou afastadas de centro urbanos em geral.

[008] Outro problema do uso de motores elétricos é o seu custo elevado. Na maioria dos equipamentos, os custos com motores representam mais de 30% do custo total de um equipamento de mistura, podendo alcançar mais de 50% do custo total.

[009] A manutenção dos motores também exige mão de obra altamente especializada e muito dispendiosa. Além dos problemas com manutenção já previamente discutidos, equipamentos elétricos também apresentam riscos à segurança, pois podem provocar acidentes com choques elétricos.

[010] Por último, vale a pena destacar que a portabilidade dos equipamentos de mistura é um critério muito importante e frequentemente negligenciado, dado que grande parte dos equipamentos de mistura providos pelo estado da técnica é estacionária, sem a possibilidade de fácil e rápida locomoção entre os pontos onde a mistura é necessária.

[011] Em propriedades rurais grandes, por exemplo, muitas vezes é exigida mistura de materiais em locais muito distantes entre si e dentro de um intervalo de tempo muito curto, como, por exemplo, em épocas de plantio.

[012] Por possuírem baixa mobilidade, diversos dispositivos de mistura já conhecidos exigem equipamentos especiais de transporte, com restrições de tráfego em algumas estradas ou mesmo sem poder trafegar facilmente em estradas de chão de baixa qualidade.

[013] Portanto, faz-se necessário um método de mistura e um dispositivo de mistura de materiais sólidos que dispensa o uso de fontes externas de energia e que pode ser facilmente utilizado em qualquer equipamento adequado, conforme será descrito mais adiante.

[014] Além disso, o custo de fabricação de um misturador dotado de motor, redutor e outras partes móveis sempre será maior que o custo de fabricação de um misturador estático, permitindo inclusive a fabricação de vários equipamentos ao custo de um.

[015] Por último e mais importante, até o atual estado da técnica, para que uma mistura de fertilizantes ou sementes seja feita em locais longínquos sem energia elétrica, demanda o uso de tomada de força provida por um trator ou outro equipamento motriz, ou ainda, a ligação de um misturador elétrico em um gerador elétrico acionado por motor de combustão interna. Isto torna o invento em questão extremamente útil e único, uma vez que a mistura não depende de força externa, além da gravidade.

[016] Diante do acima exposto, um método e um dispositivo que propiciam misturas rápidas e eficientes de toneladas de materiais agrícolas sólidos, sem demandar significativo esforço físico humano ou uso de fontes externas de energia e que, ao mesmo tempo, não tem partes móveis, não depende de energia elétrica, possui baixo custo de fabricação e manutenção e que também admite fabricação em modalidade portátil representa significativa melhoria sobre os ensinamentos do estado da técnica.

Estado da técnica

[017] São conhecidas do estado da técnica diversas soluções relativas à mistura de dois ou mais sólidos de uma forma que haja uma uniformidade na mistura final.

[018] Um documento do estado da técnica pertinente é o documento patentário norte americano de número US 4,350,444, intitulado "Aparelho para mistura de materiais tais como componentes de fertilizante" que revela um equipamento de mistura de fertilizante ou ração incluindo uma tremonha, um fuso substancialmente vertical dentro da tremonha e uma carcaça envolvendo o fuso a fim de formar uma câmara de mistura. Um defletor, preso à carcaça, e a parede lateral da tremonha são orientados de modo a fornecer cooperativamente um padrão de fluxo de mistura dentro da tremonha, melhorando a mistura dos materiais.

[019] Nota-se que, apesar de o dispositivo de US 4,350,444 aproveitar a força da gravidade em favor do seu processo de mistura, o mecanismo final usa partes móveis e sua mistura depende principalmente do processo acionado pelo uso de motores elétricos. Neste caso a força gravitacional atua somente para amenizar o consumo de energia elétrica.

[020] Outros exemplos do estado da técnica pertinente que demonstram desvantagens similares são revelados e descritos pelos documentos patentários US 5,395,058, US 4,432,499, CN203678285, e US 8,651,408. Nestes, persistem as desvantagens dos sistemas ativos, dependentes de motores elétricos, da alta complexidade de montagem e manutenção dos seus componentes e peças, e portabilidade limitada.

[021] Assim, e como pode ser inferido da descrição anterior, existe espaço para uma solução capaz de sanar as deficiências do estado da técnica. Isso significa dizer, uma solução que proveja um método que permita a mistura eficiente e eficaz de materiais sólidos, dispensando o uso de motores ou outras fontes externas de energia, independentemente de suas dimensões.

Objetivos da invenção

[022] Um dos objetivos da presente invenção é prover um dispositivo de mistura de materiais sólidos, de acordo com as características da reivindicação independente de número 1 do quadro reivindicatório anexo.

[023] Outro objeto da presente invenção é prover um método para mistura de materiais sólidos, de acordo com as características da reivindicação independente de número 10 do quadro reivindicatório anexo.

[024] Outro objetivo ainda da presente invenção é o uso de um dispositivo e método para mistura de materiais sólidos, de acordo com as características da reivindicação independente de número 14 do quadro reivindicatório anexo.

[025] Demais características e detalhamentos das características são representados pelas reivindicações dependentes.

Breve descrição das figuras

[026] Para melhor entendimento e visualização do objeto da presente invenção, o mesmo será agora descrito com referência à figura anexa, representando o efeito técnico obtido, em que, esquematicamente:
Figura 1: apresenta uma vista esquemática de um dispositivo de acordo com a presente invenção, dotado de válvula de principal;
Figura 2: apresenta uma vista esquemática de uma modalidade do dispositivo da figura 1, dotado de válvula principal e zona de pré-mistura;
Figura 3: apresenta uma vista esquemática de uma modalidade do dispositivo da figura 1, dotado de comportas e/ou reguladores de fluxo e de válvula principal; e
Figura 4: apresenta uma vista esquemática de uma modalidade do dispositivo da figura 1, dotado de comportas e/ou reguladores de fluxo, de válvula principal e de zona de pré-mistura.

Descrição detalhada da invenção Dispositivo

[027] O dispositivo para mistura de materiais sólidos ou simplesmente dispositivo (10), é um dispositivo (10) para a mistura de dois ou mais materiais sólidos (MS1, MS2, ..., MSn, ...) sem a utilização de fontes externas de energia e partes móveis, compreendendo:

i. Pelo menos uma primeira câmara ou reservatório (100);
ii. Pelo menos uma segunda câmara ou reservatório (200);
iii. Opcionalmente uma ou mais comportas e/ou reguladores de fluxo (110, 210);
iv. Uma ou mais válvulas principais (400);
v. Opcionalmente, uma ou mais zonas de pré-mistura (300);
vi. Uma ou mais zonas de mistura e homogeneização (500).

[028] A primeira câmara (100) possui um primeiro volume (V1) no qual recebe e contém pelo menos um primeiro material sólido (MS1). A primeira câmara (100) é dotada de pelo menos uma abertura (101), preferencialmente disposta em sua parte inferior, possibilitando o escoamento por gravidade do primeiro material sólido (MS1). A área de saída (A1) da abertura inferior (101) é proporcional ao primeiro volume (V1) e permite o escoamento do primeiro material sólido (MS1) em um primeiro intervalo de tempo (t1) a uma primeira vazão (v1) ou primeiro volume de escoamento por unidade de tempo (t1).

[029] A segunda câmara (200) possui um segundo volume (V2) no qual recebe e contém pelo menos um segundo material sólido (MS2). A segunda câmara (200) é dotada de pelo menos uma abertura (201), preferencialmente disposta em sua parte inferior, possibilitando o escoamento por gravidade do segundo material sólido (MS2). A área de saída (A2) da abertura inferior (201) é proporcional ao segundo volume (V2) e permite o escoamento do segundo material sólido (MS2) em um segundo intervalo de tempo (t2) a uma segunda vazão (v2) ou segundo volume de escoamento por unidade de tempo (t2).

[030] É de se notar que o dispositivo (10) possui pelo menos duas câmaras (100, 200), sendo que cada uma comporta um dos materiais sólidos (MS1, MS2) a serem misturados. As características descritas para as câmaras (100, 200) valerão, de forma equivalente, para eventuais outras câmaras adicionais até uma enésima câmara (n). É de se notar que as câmaras (100, 200, ..., n, ...) podem ser câmaras adicionais e/ou resultar da subdivisão de uma ou mais câmaras.

[031] Além disso, a quantidade de câmaras (100, 200), sua forma geométrica e/ou arranjo espacial, materiais de execução e demais características cabíveis, podem variar, de forma não limitante, de acordo com as características dos materiais sólidos (MS1, MS2), do processo e condições de mistura e demais características determinantes da aplicação.

[032] Cada câmara (100, 200) possui pelo menos uma abertura (101, 102) ou saída, que pode ser uma simples abertura e/ou um tubo e/ou uma chapa perfurada e qualquer outra forma adequada ao escoamento dos materiais sólidos (MS1, MS2). É de se notar, portanto, que a quantidade de aberturas (101, 102), bem como suas geometrias podem variar de acordo com as condições de uso.

[033] Nos dispositivos (10) sem dispositivo de regulagem de fluxo, as câmaras (100, 200) possuem volumes (V1, V2) proporcionais às porcentagens de mistura que se deseja obter. Para a obtenção da homogeneidade de alta qualidade da invenção é importante que os tempos de escoamento (t1, t2) sejam iguais ou muito próximos.

[034] Um exemplo não limitante da invenção pode ser a utilização do dispositivo (10) para a realização de uma mistura com 80% em volume do primeiro material sólido (MS1) e 20% em volume do segundo material sólido (MS2). Neste caso, a primeira câmara (100) deverá ter um primeiro volume (V1) quatro vezes superior ao segundo volume (V2) da segunda câmara (200). Em caso similar com uma proporção desejada de 50% em volume de cada material sólido (MS1, Ms2), as câmaras terão o mesmo volume (V1, V2). Se a intenção é fazer a proporção da mistura em % de massa da mistura final (MF), deverá ser feita conversão de massa para volume usando a densidade e/ou índice de empacotamento de cada material.

[035] Como as aberturas (101, 201) são dimensionadas para garantir o fluxo constante dos materiais sólidos (MS1, MS2), os dispositivos (10) sem dispositivo de regulagem de fluxo, deverão ter as aberturas (101, 201) dimensionadas de modo que os tempos de escoamento (t1, t2) de cada material sólido (MS1, MS2) sejam iguais e, assim, as vazões (v1, v2) variarão de modo equivalente, para garantir uma mistura, antecedida ou não de pré-mistura, regular e homogênea que, por sua vez, possibilitará uma homogeneidade ímpar da mistura final (MF) em relação aos seus pares equivalentes do estado da técnica.

[036] Um exemplo não limitante da invenção pode ser a utilização do dispositivo (10) para a realização de uma mistura a partir de uma primeira câmara (100) com volume de 800 litros e de uma segunda câmara (200) com volume de 200 litros para fazer uma mistura com 80% em volume do primeiro material sólido (MS1) e 20% em volume do segundo material sólido (MS2) no produto final ou mistura final (MF). As aberturas (101, 201) devem ser dimensionadas de tal forma, que as duas câmaras (100, 200) esvaziem simultaneamente, ou seja, os tempos de escoamento (t1, t2) devem ser iguais ou próximos uns dos outros.

[037] Os materiais sólidos (MS1, MS2) podem ser materiais pulverulentos ou granulados, sendo preferencialmente granulados. Além disso, cada material sólido (MS1, MS2) pode compreender um único produto, isoladamente, ou ser uma mistura de dois ou mais produtos, pulverulentos ou granulados, sendo preferencialmente granulados.

[038] Poderá, portanto, haver mais de um material sólido, ou seja, até um enésimo material sólido (MSn), em que, correspondentemente, poderá haver até uma enésima câmara (n) para este enésimo material sólido (MSn).

[039] Uma vez que as características essenciais dos materiais sólidos (MS1, MS2, ..., MSn, ...) podem ser diferentes entre si, como, por exemplo, granulometria, densidade, peso, etc., as velocidades de escoamento (v1, v2, ..., vn, ...) serão também diferentes para garantir que os tempos de escoamento (t1, t2, ..., tn, ...) sejam iguais ou muito próximos uns dos outros.

[040] É de se notar, mais uma vez, que a condição ideal não limitante do dispositivo (10) da invenção é que os tempos de escoamento (t1, t2) sejam preferencialmente iguais entre si, para garantir uma mistura, antecedida ou não de pré-mistura, regular e homogênea que, por sua vez, possibilitará uma homogeneidade ímpar em relação aos seus pares equivalentes do estado da técnica.

[041] Além disso, deverão ser respeitadas as instruções de mistura dos fabricantes de cada um dos materiais sólidos e/ou os valores determinados pela experiência do usuário.

[042] Isto posto, poderá haver, de acordo com as características individuais de cada material sólido (MS1, MS2) e as condições desejadas de mistura, a necessidade de se controlar (aumentar, manter ou diminuir) individualmente as vazões (v1, v2), podendo haver em uma ou mais das câmaras (100, 200) pelo menos uma ou mais comportas e/ou reguladores de fluxo (110, 210) para liberação e/ou regulagem do fluxo de escoamento dos materiais sólidos (MS1, MS2).

[043] As comportas e/ou reguladores de fluxo (110, 210) podem ser simples, do tipo abre-fecha, ou de abertura variável ou uma combinação dos tipos simples e de abertura regulável, para abrir e fechar (tipo simples) e também possibilitar a regulagem fina de tempo de escoamento (tipo regulável), podendo ser válvulas, chapas perfuradas, perfis etc., tratando-se de um item opcional que pode ser dispensado para casos em que não há necessidade de elevada exatidão na proporção dos materiais sólidos (MS1, MS2) no produto final e/ou os tempos de escoamento dos materiais sólidos (MS1, MS2) são conhecidos e sem grandes variações de fluxo. Entretanto, como suas versões de abertura variável permitem o ajuste dos tempos de escoamento de um ou mais materiais sólidos (MS1, MS2), tornam-se úteis para ampliar as possiblidades de proporções de mistura e também a gama de materiais sólidos (MS1, MS2) que podem ser misturados.

[044] Em outro exemplo não limitante da invenção, o dispositivo (10) para a realização de uma mistura possui uma primeira câmara (100) de 200 litros e uma segunda câmara (200) de 800 litros que se esvaziam em 60 segundos. Sem as comportas e/ou reguladores de fluxo (110, 210), se ambas as câmaras (100, 200) estiverem totalmente preenchidas com materiais sólidos (MS1, MS2), as duas câmaras se esvaziarão em 60 segundos e obter-se-á o produto final com 20% de do primeiro material sólido (MS1) e 80% do segundo material sólido (MS2). Supondo que o segundo material sólido (MS2) tenha característica variável de escoamento e a segunda câmara (200), apesar de projetada para escoar em 60 segundos, escoar completamente em 50 segundos. Com uma segunda comporta (210) será possível restringir o escoamento do segundo material sólido (MS2), fazendo com que escoe nos 60 segundos previstos, garantindo, desta forma a porcentagem desejada no produto final. Outra possibilidade com a opção de regulagem é alterar as proporções de mistura, restringindo um ou dois ou mais produtos.

[045] É de se notar que, caso pelo menos um dos tempos de escoamento (t1, t2) seja previamente conhecido (tempo de referência), bastará a utilização de apenas uma das comportas e/ou reguladores de fluxo (110, 210) de abertura variável ou ainda o dimensionamento das aberturas (101, 201) de tal modo que as proporções da mistura final (MF) sejam obtidas sem a necessidade de qualquer tipo de regulagem.

[046] Do mesmo modo, caso todos os tempos de escoamento (t1, t2) sejam previamente conhecidos, dispensa-se a utilização de comportas e/ou reguladores de fluxo (110, 210) de abertura variável.

[047] A zona de pré-mistura (300) é uma porção intermediária opcional do dispositivo (10), disposta entre as câmaras (100, 200) e a zona de mistura e homogeneização (500), sendo sua utilização dependente da geometria das câmaras (100, 200), da geometria das aberturas (101, 201) e da distância entre as aberturas (101, 201), ou seja, depende também dos caminhos que os materiais sólidos (MS1, MS2) percorrem, podendo estar disposta antes ou depois de uma válvula principal (400), do tipo simples (abre-fecha) ou de abertura regulável.

[048] Após a determinação do tempo de escoamento (t1, t2) e/ou do percentual adequado de abertura de cada uma das comportas e/ou reguladores de fluxo (110, 210) das câmaras (100, 200), segue-se a abertura de uma ou mais das comportas e/ou reguladores de fluxo (110, 210), caso presentes, ou da válvula principal (400), liberando o fluxo dos materiais sólidos (MS1, MS2) para a zona de pré-mistura (300) ou diretamente para a zona de mistura e homogeneização (500). Caso haja uma zona de pré-mistura (300), ocorrerá nesta um primeiro cruzamento dos fluxos, formando-se uma mistura preliminar (MP), ainda não homogênea, dos materiais sólidos (MS1, MS2) que depois seguirá para a zona de mistura e homogeneização (500).

[049] A principal função da zona de pré-mistura (300) é, portanto, o direcionamento das partículas das duas ou mais câmaras (100, 200) umas contra as outras, forçando o encontro dos fluxos dos materiais sólidos (MS1, MS2) a serem misturados. Pode ser feito com cones, espalhadores fixos, chapas, cones invertidos etc. A zona de pré-mistura (300) pode ser composta por uma peça ou várias peças e até mesmo haver mais de uma zona de pré-mistura (300) ligada em série. Havendo e estando a válvula principal (400) disposta após a zona de pré-mistura (300) e fechada, o fluxo de material cessará assim que a zona de pré-mistura (300) estiver cheia.

[050] Havendo e estando a válvula principal (400) aberta, o fluxo da mistura preliminar (MP) seguirá em direção à zona de mistura e homogeneização (500).

[051] A zona de mistura e homogeneização (500) promove a mistura em si dos materiais sólidos (MS1, MS2) por meio da condução destes por uma câmara de mistura e homogeneização (510). Esta deve ser dotada de elementos capazes de fazer o fluxo da mistura preliminar (MP) mudar diversas vezes de direção e de sentido, promovendo um fluxo turbulento e, assim, o incremento da homogeneização da mistura.

[052] Para tanto, a zona de mistura e homogeneização (500) pode ser dotada de um ou mais elementos de turbulência que podem ser escolhidos, de forma não limitante, do grupo constituído de anteparos ou barreiras, retos, inclinados, oblíquos, paralelos, helicoidais e demais formas adequadas, isoladamente ou em conjunto com uma ou mais dessas formas. Esses elementos podem ainda ser montados radialmente, axialmente, isoladamente em níveis ou aos pares, com ângulos entre si.

[053] Deste modo, a mistura preliminar (MP) dos materiais sólidos (MS1, MS2) cai por gravidade sobre os elementos de turbulência da câmara de mistura e homogeneização (510) e, por conseguinte, deixa o dispositivo (10) e desemboca em um contentor (600) adequado.

[054] É de se notar que poderá haver mais de uma zona de mistura e homogeneização (500), podendo as mesmas estarem ligadas em série.

Método

[055] Um método de mistura de materiais sólidos, de acordo com a presente invenção, é um método executado por um dispositivo (10) da invenção, compreendendo as seguintes etapas de método:

I. Dispor um primeiro material sólido (MS1) na primeira câmara (100) do dispositivo (10);
II. Dispor um segundo material sólido (MS2) na segunda câmara (200) do dispositivo (10);
III. Determinar o tempo de escoamento (t1) do primeiro material sólido (MS1);
IV. Determinar o tempo de escoamento (t2) do segundo material sólido (MS2);
V. Definir um dos tempos de escoamento (t1, t2) como tempo de referência;
VI. Adequar as dimensões das aberturas (101, 201) de modo a garantir que os tempos de escoamento (t1, t2) sejam iguais ou próximos uns dos outros, preferencialmente iguais ou próximos do tempo de referência;
VII. Abrir total ou parcialmente a válvula principal (400) liberando o fluxo dos materiais sólidos (MS1, MS2);
VIII. Opcionalmente promover a pré-mistura dos materiais sólidos (MS1, MS2) em uma zona de pré-mistura (300) disposta antes da zona de mistura e homogeneização (500), formando uma mistura preliminar (MP);
IX. Promover diversas mudanças de direção e de sentido dos materiais sólidos (MS1, MS2) ou, opcionalmente, da mistura preliminar (MP), em uma zona de mistura e homogeneização (500), promovendo um fluxo turbulento e, assim, o incremento da homogeneização da mistura; e
X. Opcionalmente coletar a mistura final (MF) na saída da zona de mistura e homogeneização (500) em um contentor (600).

[056] É importante salientar que a realização da etapa VI, referente à adequação das dimensões das aberturas (101, 201), pode ser feita tanto pela utilização de comportas e/ou reguladores de fluxo (110, 210) com percentuais e geometrias de abertura variáveis quanto pelo dimensionamento e construção das aberturas (101, 201) adequando-as aos tempos de escoamento (t1, t2), para o caso de não haver comportas e/ou reguladores de fluxo (110, 210).

[057] O versado na técnica notará que o método de acordo com a presente invenção pode ser aplicado de diversas formas, não se restringindo às modalidades ilustradas. Assim, é possível uma aplicação para o dispositivo (10) e o método da presente invenção na mistura de outros materiais sólidos como rações para animais ou materiais para construção.

Uso

[058] O uso de acordo com a invenção é o uso de um dispositivo de acordo com a invenção para a execução de um método de acordo com a invenção para a obtenção de uma mistura final (MF) de materiais sólidos (MS1, MS2).

Considerações finais

[059] Nota-se, assim, que o dispositivo (10) e o método da presente invenção abrangem diversos campos técnicos, permitindo implementações versáteis, econômicas, sustentáveis e práticas.

Conclusão

[060] Será facilmente compreendido por aqueles versados na técnica que modificações podem ser realizadas na presente invenção sem com isso se afastar dos conceitos expostos na descrição acima. Essas modificações devem ser consideradas como compreendidas pelo escopo da presente invenção. Consequentemente, as concretizações particulares descritas em detalhe anteriormente são somente ilustrativas e exemplares e não limitativas quanto ao escopo da presente invenção, ao qual deve ser dada a plena extensão das reivindicações em anexo e de todos e quaisquer equivalentes da mesma.

Claims

Dispositivo para mistura de materiais sólidos, caracterizado pelo fato de ser para a mistura de dois ou mais materiais sólidos (MS1, MS2) sem a utilização de fontes externas de energia e partes móveis, compreendendo:
- i. Pelo menos uma primeira câmara ou reservatório (100);
- ii. Pelo menos uma segunda câmara ou reservatório (200);
- iii. Uma ou mais válvulas principais (400);
- iv. Uma ou mais zonas de mistura e homogeneização (500).
Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender opcionalmente uma ou mais comportas e/ou reguladores de fluxo (110, 210).
Dispositivo, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de uma ou mais das comportas e/ou reguladores de fluxo (110, 210) serem simples, do tipo abre-fecha ou de abertura variável ou ainda uma combinação dos tipos simples e de abertura regulável.
Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender opcionalmente uma ou mais zonas de pré-mistura (300).
Dispositivo, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de a zona de pré-mistura (300) ser uma porção intermediária disposta entre as câmaras (100, 200) e a zona de mistura e homogeneização (500), sendo sua utilização dependente da geometria das câmaras (100, 200), da geometria das aberturas (101, 201) e da distância entre as aberturas (101, 201).
Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de compreender opcionalmente uma ou mais comportas e/ou reguladores de fluxo (110, 210) e uma ou mais zonas de pré-mistura (300).
Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de as câmaras (100, 200) possuírem volumes (V1, V2) que recebem e contêm os materiais sólidos (MS1, MS2), possuindo aberturas inferiores (101, 201) possibilitando o escoamento por gravidade dos materiais sólidos (MS1, MS2), em que as áreas de saída (A1, A2) das aberturas inferiores (101, 201) são proporcionais aos volumes (V1, V2), permitindo o escoamento dos materiais sólidos (MS1, MS2) em intervalos de tempo (t1, t2) iguais ou muito próximos entre si.
Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a zona de mistura e homogeneização (500) promover a mistura em si dos materiais sólidos (MS1, MS2) por meio da condução destes por uma câmara de mistura e homogeneização (510), dotada de elementos capazes de fazer o fluxo dos materiais sólidos (MS1, MS2) e/ou da mistura preliminar (MP) mudar diversas vezes de direção e de sentido, promovendo um fluxo turbulento e, assim, o incremento da homogeneização da mistura.
Dispositivo, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de a zona de mistura e homogeneização (500) ser dotada de um ou mais elementos de turbulência que podem ser escolhidos, de forma não limitante, do grupo constituído de anteparos ou barreiras, retos, inclinados, oblíquos, paralelos, helicoidais e demais formas adequadas, isoladamente ou em conjunto com uma ou mais dessas formas, em que esses elementos podem ser montados radialmente, axialmente, isoladamente em níveis ou aos pares, com ângulos entre si.
Método para mistura de materiais sólidos, caracterizado pelo fato de ser executado por um dispositivo descrito em qualquer uma das reivindicações 1 a 9.
Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de compreender as seguintes etapas de método:
- I. Dispor um primeiro material sólido (MS1) na primeira câmara (100) do dispositivo (10);
- II. Dispor um segundo material sólido (MS2) na segunda câmara (200) do dispositivo (10);
- III. Determinar o tempo de escoamento (t1) do primeiro material sólido (MS1);
- IV. Determinar o tempo de escoamento (t2) do segundo material sólido (MS2);
- V. Definir um dos tempos de escoamento (t1, t2) como tempo de referência;
- VI. Adequar as dimensões das aberturas (101, 201) de modo a garantir que os tempos de escoamento (t1, t2) sejam iguais ou próximos uns dos outros, preferencialmente iguais ou próximos do tempo de referência;
- VII. Abrir total ou parcialmente a válvula principal (400) liberando o fluxo dos materiais sólidos (MS1, MS2);
- VIII. Opcionalmente promover a pré-mistura dos materiais sólidos (MS1, MS2) em uma zona de pré-mistura (300) disposta antes da zona de mistura e homogeneização (500), formando uma mistura preliminar (MP);
- IX. Promover diversas mudanças de direção e de sentido dos materiais sólidos (MS1, MS2) ou, opcionalmente, da mistura preliminar (MP), em uma zona de mistura e homogeneização (500), promovendo um fluxo turbulento e, assim, o incremento da homogeneização da mistura; e
- X. Opcionalmente coletar a mistura final (MF) na saída da zona de mistura e homogeneização (500) em um contentor (600).
Método, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de a adequação das dimensões das aberturas (101, 201) ser feita pela utilização de comportas e/ou reguladores de fluxo (110, 210) com percentuais e geometrias de abertura variáveis.
Método, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de a adequação das dimensões das aberturas (101, 201), para o caso de não haver comportas e/ou reguladores de fluxo (110, 210), ser feita pelo dimensionamento e construção das aberturas (101, 201) adequando-as aos tempos de escoamento (t1, t2).
Uso, caracterizado pelo fato de ser o uso de um dispositivo descrito em qualquer uma das reivindicações 1 a 9, executando um método descrito em qualquer uma das reivindicações 10 a 13, para a obtenção de uma mistura final (MF) de materiais sólidos (MS1, MS2).