BR112014000929B1 - atomizador rotativo, sistema de atomizador e método para atomização de material líquido - Google Patents

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Abstract

ATOMIZADOR ROTATIVO, SISTEMA DE ATOMIZADOR E MÉTODO PARA ATOMIZAÇÃO DE MATERIAL LÍQUIDO Um atomizador de disco rotativo melhorado para uso em, por exemplo, secadores por pulverização ou congeladores é divulgado. O disco rotativo pode ser montado diretamente para o eixo de um motor elétrico de alta velocidade. O motor elétrico de alta velocidade compreende um rotor de ímã permanente e rolamentos eletromagnéticos. Os rolamentos eletromagnéticos podem ser suportados por um ou mais alojamentos de rolamento superiores / inferiores e usados para ativar rolamento sem atrito do eixo / rotor e disco rotativo. O sistema de atomizador pode ainda compreender um distribuidor de gás ativado para ajustar dinamicamente a velocidade em que o gás deixa as aletas radiais e encontra com as gotículas atomizadas.

Description

CAMPO TÉCNICO
[001] A presente invenção refere-se genericamente a atomizadores de disco rotativo para o uso em secadores de pulverização ou congeladores, e mais especificamente para atomizadores rotativos com rolamentos eletromagnéticos e / ou um rotor de ímã permanente. A presente invenção também se refere a sistemas, métodos e aparelhos para ajustar a velocidade do fluxo de gás durante a utilização do atomizador e, mais especificamente, a sistemas, métodos e aparelhos para ajustar dinamicamente a velocidade de corrente de gás.
FUNDAMENTOS
[002] A secagem por pulverização é um método de produção de pó / partículas secas a partir de uma suspensão ou solução de líquido através da rápida secagem do líquido com uma corrente de gás quente. A secagem por pulverização é o método preferido de secagem de diversos materiais sensíveis ao calor, tais como alimentos e produtos farmacêuticos. Uma distribuição de tamanho de partícula consistente é uma razão para secagem por pulverização de alguns produtos industriais, tais como catalisadores e outros produtos químicos. Tipicamente, ar é o meio de secagem aquecido, no entanto, nitrogênio pode ser usado se o líquido a ser atomizado é um solvente inflamável (por exemplo, etanol) ou se o produto é sensível ao oxigênio.
[003] De um modo geral, secadores por pulverização utilizam um atomizador ou bocal de pulverização para dispersar um líquido para dentro de um pulverizador de tamanho de gota controlado. Tipos comuns de bocal utilizados na secagem por atomização incluem disco rotativo e bocais de redemoinho de pressão de fluido único. Alternativamente, para algumas aplicações, podem ser utilizados bocais de dois fluidos ou ultrassônicos. Dependendo das necessidades de processo e / ou produtos, tamanhos de gota de 10 a 500 micrômetros podem ser alcançados com as escolhas apropriadas. No entanto, aplicações comuns são muitas vezes na faixa de diâmetro de 100 a 200 micrômetros.
[004] Uma corrente de gás de secagem quente (por exemplo, ar, nitrogênio, etc) pode ser passada como um fluxo de cocorrente ou contracorrente para a direção de atomizador. O método de fluxo de cocorrente permite as partículas terem um tempo de residência menor no interior do sistema, e o separador de partículas (geralmente um dispositivo de ciclone) funciona de maneira mais eficiente. O método de fluxo de contracorrente permite as partículas terem um maior tempo de residência na câmara e, geralmente, está combinado com um sistema de leito fluidizado.
[005] Um secador por nanopulverização oferece novas possibilidades no domínio da secagem por pulverização. Isso permite produção de partículas no intervalo de 300 nm a 5 μm com uma distribuição de tamanhos estreita. Elevados rendimentos são produzidos em até 90 % - e o valor de amostra mínimo é de 1 ml. No passado, as limitações de secagem por pulverização eram o tamanho de partícula (um mínimo de 2 micrômetros), o rendimento (no máximo cerca de 70 %), e o volume de amostra (mínimo 50 ml para tamanhos mínimos de partículas foram reduzidos a 300 nm, rendimento de até 90 % são possíveis, e a quantidade de amostra pode ser tão pequena como 1 ml. Estes limites expandidos são possíveis devido aos novos desenvolvimentos tecnológicos para a cabeça de pulverização, o sistema de aquecimento, e o coletor de partículas eletrostático. Para enfatizar o pequeno tamanho de partícula possível com esta nova tecnologia, ele foi descrito como secagem por "nano" pulverização. No entanto, as partículas menores são produzidas tipicamente no intervalo de submicrômetros comum para as partículas finas em vez do que a escala nanométrica das partículas ultrafinas. Para mais informações sobre secagem por nanoatomização, veja, por exemplo, o artigo de 31 de março de 2011 intitulado "Secador por Nanopulverização - Experiência de secagem por atomização submicrômica", disponível em http://www.labmate- online.com/news/laboraory- products/3/buchi labortechik ag/nano spray dryer-experience submicron spray drying/14005/.
[006] Inúmeras tentativas foram feitas ao longo dos anos para melhorar o desempenho do atomizador rotativo. Por exemplo, a Patente dos EUA No. 7.611.069 de Clifford et al. intitulada "Aparelho e Método para um atomizador rotativo com controle de padrão melhorado", descreve um aparelho e método para formar e controlar um padrão de pulverização de superfícies com um fluido usando uma cabeça de pulverização de atomizador rotativo com um anel de formação de ar com bocais de ar de modelagem inclinados em uma direção de rotação de um copo de sino para dirigir o ar para a superfície de copo junto à borda de copo. Patente dos EUA No. 7.344.092 de Kim, intitulada "Atomizador rotativo, e Sistema de Proteção de Rolamento Ar para Atomizador Rotativo", descreve um atomizador rotativo e um sistema de proteção de rolamento de ar para o atomizador rotativo para reduzir o custo de fabricação. Kim reconhece que rotação em alta velocidade gera uma grande quantidade de calor e carga sobre o atomizador em funcionamento contínuo. A fim de eliminar este calor, equipamento de lubrificantes é utilizado comumente, o que leva a complexidade na estrutura de sistema e, consequentemente, a dificuldades de manutenção e um aumento no custo de fabricação.
[007] A Patente dos EUA N ° 6.551.402 para Renyer, et al., Intitulada "Atomizador rotativo", descreve um sistema, utilizando um atomizador rotativo para aplicação de uma substância à base de líquido para partículas. Renyer reconhece que atomizadores rotativos tipicamente requerem uma força de rotação de alta velocidade dentro da vizinhança de partículas em movimento (como com um processo de fluxo contínuo) e que as máquinas que utilizam atomizadores rotativos podem ser um tanto complicadas, requerendo várias peças em movimento que podem ser sujeitas a avarias frequentes.
[008] Apesar dos vários avanços em e variedade de atomizadores existentes e sistemas de atomização, a tecnologia atual ainda necessita de manutenção e reparação regular, levando a custos de reparação e tempo de inatividade desnecessários. Assim, existe uma necessidade de um sistema de atomizador e atomizador rotativo melhorado que requer o mínimo de manutenção enquanto produzindo aumento das rotações por minuto ("RPM") e fornecendo a capacidade de dirigir e ajustar a velocidade de corrente de gás.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO
[009] O presente pedido de patente descreve um sistema e método para melhorar a confiabilidade de atomizador rotativo enquanto produzindo uma maior rotação para se obter um aumento de velocidade de disco. O presente pedido também descreve um sistema e método para proporcionar a capacidade de orientar e ajustar dinamicamente a velocidade de corrente de gás.
[010] De acordo com um primeiro aspecto da presente invenção, um atomizador rotativo compreende um motor elétrico com um estator e um rotor de ímã permanente ativado para produzir uma força de rotação; um eixo verticalmente instalado e com um comprimento desejado, o eixo capaz de ser rodado pela força de rotação; um ou mais rolamentos magnéticos para permitir suporte radial e axial sem atrito do eixo; e um disco rotativo instalado na extremidade inferior do eixo para pulverização de líquido sob a forma de partículas finas.
[011] Em alguns aspectos da presente invenção, o atomizador rotativo pode ainda compreender aletas de refrigeração para dirigir ar de refrigeração a partir de um soprador através do estator para apanhar calor dissipado pelo estator. O ar de refrigeração pode ser expelido a partir do atomizador rotativo através de uma abertura anelar entre o disco rotativo e um distribuidor de alimentação. Além disso, o motor elétrico do atomizador rotativo pode ser ativado para girar o eixo em uma velocidade permitindo velocidades de ponta periféricas de disco em excesso de 900 pés por segundo ("pés / s"). Por exemplo, um disco de 12 polegadas de diâmetro pode ser rodado a cerca de 18000 rpm para se obter uma velocidade de cerca de 940 pés / s. O atomizador rotativo pode compreender ainda um conector de ar comprimido para receber ar comprimido para ser desviado em aberturas entre o eixo e o um ou mais rolamentos magnéticos e / ou para um revestimento de refrigeração de líquido para remover o excesso de calor elétrico do estator. Um atomizador rotativo pode compreender ainda rolamentos de reserva de atrito ativados para impedir a rotação do eixo em caso de perda de levitação magnética.
[012] De acordo com um segundo aspecto da presente invenção, um sistema de atomizador compreende um cone exterior ajustável, um cone interior fixo configurado para receber um atomizador, uma câmara; e um ou mais membros verticais ajustáveis acoplados a um ou mais atuadores de altura por ajustar dinamicamente o cone exterior ajustável. Em alguns aspectos, o sistema de atomizador pode compreender ainda uma ou mais paletas radiais.
[013] De acordo com um terceiro aspecto da presente invenção, um método para a atomização de material de suspensão compreende a alimentação com um material de suspensão para um atomizador rotativo, em que o atomizador rotativo compreende um motor elétrico ativado para rodar um eixo em uma certa velocidade (isto depende do tamanho do disco; um pequeno disco de 8 polegadas de diâmetro terá que rodar a 26000 RPM), utilizar o atomizador rotativo para emitir o material líquido sob a forma de gotículas atomizadas, e circular as gotículas atomizadas com gás de processo para produzir partículas substancialmente secas. Em alguns aspectos, o método pode ainda compreender o passo de ajustar dinamicamente a velocidade de corrente de gás através de pelo menos um elemento vertical acoplado a um atuador.
[014] Em certos aspectos da presente invenção, o cone exterior ajustável pode ser ajustado de forma dinâmica para produzir uma primeira corrente de gás que tem uma primeira velocidade e uma segunda corrente de gás que tem uma segunda velocidade que é maior do que a primeira velocidade. O um ou mais atuadores de altura pode compreender um atuador (s) escolhido a partir de um grupo que consiste de (i) atuadores elétricos, (ii) atuadores hidráulicos, (iii) atuadores pneumáticos, (iv) atuadores manuais, e (v) suas combinações. O atomizador pode ser um atomizador rotativo compreendendo um rotor de ímã permanente e / ou um ou mais rolamentos eletromagnéticos ativados para fornecer suporte axial e radial sem atrito do eixo.
DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
[015] Estas e outras vantagens da presente invenção serão facilmente compreendidas com referência às seguintes especificações e os desenhos anexos, em que:
[016] A Figura 1 é uma vista lateral em corte de um atomizador rotativo de acordo com a presente invenção; e
[017] A Figura 2 é uma vista lateral em corte de um aparelho exemplar utilizando um atomizador rotativo de acordo com a presente invenção.
DESCRIÇÃO DETALHADA
[018] Modalidades preferidas da presente invenção serão descritas abaixo com referência aos desenhos anexos. Na descrição que segue, as funções ou construções bem conhecidas não são descritas em detalhe, pois podem obscurecer a invenção com detalhes desnecessários. O presente pedido divulga sistemas, métodos e aparelhos para melhorar a confiabilidade do atomizador rotativo, enquanto obtendo-se uma RPM mais elevada, para se obter um aumento da velocidade do disco. O presente pedido também descreve um sistema e método para proporcionar a capacidade de orientar e ajustar dinamicamente a velocidade de corrente de gás.
[019] A Figura 1 ilustra um sistema de atomizador rotativo exemplar 100 tendo maior confiabilidade e habilitado para produzir aumento da RPM e velocidade do disco. Em vez de empregar um rotor de indução tais como aqueles usados em sistemas de atomizador rotativo existentes, o sistema de atomizador rotativo 100 utiliza um motor elétrico com um rotor de ímã permanente 104, resultando em um motor mais eficiente requerendo menos espaço físico para uma dada potência. O motor elétrico, que recebe energia através do receptáculo de energia elétrica 110, geralmente compreende um alojamento de motor 102, rotor de ímã permanente 104, um estator 106, e um eixo 108. Um menor tamanho de motor tipicamente permite maior proximidade do disco ao rolamento de motor mais baixo. Por exemplo, o motor da presente invenção é de preferência entre cerca de 10 polegadas por 10 polegadas por cerca de 72 polegadas por 72 polegadas. Mais preferivelmente, o motor pode ser de aproximadamente 25 polegadas por 25 polegadas por cerca de 45 polegadas por 45 polegadas. Mais preferivelmente, o motor pode ser de cerca de 30 polegadas por 36 polegadas. Numa modalidade preferida, o motor é de cerca de 30 polegadas por 36 polegadas, tem uma potência de cerca de 330 cavalos, e tem discos internos capazes de girar em torno de 16000 RPM. O motor é de preferência construído com alumínio que é simultaneamente resistente à corrosão e um bom dissipador de calor. Outros materiais tal como aço inoxidável, ou outros metais ou plásticos são previstos. Como um resultado da possibilidade de ter uma maior proximidade, um motor pode operar em toda a sua gama de velocidades enquanto mantendo-se abaixo da primeira velocidade crítica do eixo. Eixos de rotação, mesmo na ausência de uma carga externa, podem desviar durante a rotação. O peso combinado do disco e um eixo pode causar deformação que muitas vezes cria vibração ressonante acima de uma certa velocidade, conhecida como a velocidade crítica. Assim, para funcionar corretamente, o motor deve ser operado a uma velocidade menor que a velocidade crítica. Além disso, esta configuração de motor permite a utilização de um disco de diâmetro menor, que é, geralmente, menos dispendioso e mais fácil de manipular, deixando espaço suficiente em redor do motor para a colocação do tubo de alimentação de líquido (s).
[020] Um rotor de imã permanente oferece inúmeras vantagens em relação a seus equivalentes AC (por exemplo, motores de indução ou assíncronos). Por exemplo, rotores de ímã permanente em geral produzem uma velocidade mais elevada e saída de torque mais elevada, enquanto aumentando a eficiência de energia por eliminar a necessidade para corrente desnecessária que de outro modo flui através dos enrolamentos de rotor dos motores de indução tradicionais. Outro benefício atribuído à utilização de rotores de ímã permanente é densidade de energia aumentada (isto é, a energia que pode ser extraída a partir de um determinado espaço). De modo geral, um motor de imã permanente normalmente produz tanto quanto 30% a 40 % mais densidade de energia do que um motor assíncrono AC convencional e de tamanho similar. Um aumento na densidade de energia fornece a oportunidade de aumentar o desempenho sem a necessidade de espaço adicional para um motor maior ou, alternativamente, reduzir o tamanho e peso do motor enquanto mantendo o desempenho original. Diminuição do tamanho e o consumo de energia do motor pode levar a temperaturas de operação mais baixas, reduzindo, assim, os esforços necessários para arrefecer o motor e / ou o sistema de motor.
[021] O sistema de motor elétrico pode empregar ainda um ou mais rolamentos eletromagnéticos 112a, 112b, que podem ser suportados por um ou mais alojamentos de rolamento superior / inferior 116a, 116b para ativar o suporte sem atrito do eixo 108, rotor 104, e disco 114. No entanto, em certas modalidades, alojamentos de rolamento podem não ser necessários. Por exemplo, um único alojamento pode abranger ambos os rolamentos e um estator. Um benefício dos rolamentos magnéticos 112a, 112b é que eles são sem contato e, portanto, não necessitam de lubrificação ou restrições de velocidade ao motor elétrico. Os rolamentos magnéticos 112a, 112b podem também fornecer tanto suporte radial e axial primário para o eixo 108, rotor 104, e disco 114. Portanto, o sistema de atomizador da presente invenção é capaz de funcionar com segurança a uma RPM mais elevada para obter velocidades aumentadas de disco.
[022] O atomizador 100 pode ainda compreender um conjunto de rolamentos de reserva de fricção 118a, 118b com uma abertura entre as superfícies internas 118 dos rolamentos 118b e o eixo 108 durante a operação normal. Em caso de perda de operação de rolamento magnético 112a, 112b, o eixo 108 entraria em contato com as superfícies de rolamento interno 118a, 118b para trazer o rotor 104 para uma parada segura.
[023] Usando um rotor de imã permanente 104 em conjunto com rolamentos magnéticos sem atrito 112a, 112b permite o atomizador atingir velocidades maiores e mais favorável RPM operacional, aumentando assim a eficiência de secagem por pulverização e ao mesmo tempo reduzindo a manutenção. Uma velocidade de funcionamento favorável (RPM) irá variar dependendo do tamanho do disco. Consequentemente, discos são disponíveis em uma pluralidade de tamanhos, no entanto, os tamanhos menores discos podem ser preferíveis porque são geralmente menos dispendiosos e mais fáceis de manipular. Portanto, o atomizador aqui divulgado será descrito como tendo um diâmetro de disco de cerca de 12,75 polegadas. No entanto, seria óbvio para um especialista na técnica instalar um disco com um diâmetro diferente. Por exemplo, um atomizador de menor potência pode ter um disco de 8 polegadas de diâmetro, e uma unidade maior poderia ter um diâmetro de 16 polegadas ou disco maior.
[024] Como foi mencionado, a RPM necessária para atingir uma velocidade de ponta de disco periférica alvo irá variar dependendo do tamanho de disco sendo utilizado. Por exemplo, para manter uma velocidade de ponta de disco periférica de 900 pés / s, um disco de menor diâmetro de 8 polegadas terá que ser rodado a 26000 RPM enquanto um disco de 12 polegadas de diâmetro maior terá que ser rodado a 18000 RPM. Devido às limitações nos motores e as perdas por atrito, atomizadores atuais normalmente produzem uma velocidade de ponta periférica de disco apenas até 800 pés / s, no entanto, o atomizador da presente invenção é vantajoso na medida em que é capaz de produzir velocidades mais preferíveis, sem a necessidade de empregar um tamanho maior de disco (por exemplo, velocidades acima de 800 pés / s, mais preferencialmente, superior a 900 pés / s, ainda mais preferivelmente, 900 a 1125 pés / s). Por exemplo, uma velocidade de ponta de disco periférica de 1000 pés / s pode ser prontamente determinada utilizando o sistema da presente invenção por rotação de um disco de 12,75 polegadas a uma velocidade de aproximadamente 18000 RPM. De igual modo, uma velocidade de ponta de disco periférica de 1100 pés / s pode alcançada através da rotação de um disco de 12,75 polegadas a uma velocidade de cerca de 19800 RPM, ou, em alternativa, pela rotação de um disco de diâmetro de 16 polegadas a cerca de 15750 RPM. Estas velocidades de rotação mais elevadas permitem um maior rendimento por um disco de dado diâmetro e atingem tamanhos de partículas menores que não atingidos e / ou tornam-se depositados nas paredes das câmaras. Ao ajustar o tamanho do disco e RPM, um designer pode atingir praticamente qualquer velocidade de ponta disco periférica desejada usando a seguinte equação, onde TipSpeed é a velocidade de ponta disco periférica em pés / s, D é o diâmetro do disco em polegadas, e s é a RPM do disco.
[025] TipSpeed = D (π) (s) 1/12 . 1/60 Equação 1
[026] Perdas de calor elétrico do estator de motor 106 podem ser removidas e / ou reguladas através de ar de refrigeração 120. Para promover regulação de temperatura, o alojamento de estator 102 pode ter aletas de refrigeração 122 distribuídas uniformemente ao longo de sua periferia. Enquanto as aletas 122 são de preferência distribuídas uniformemente, elas podem ser ajustadas para desviar o ar, ou afastar de, áreas particulares se uma área requer refrigeração adicional. Acima das aletas 122 é um distribuidor com buracos que se alinham com cada cavidade de aleta. Ar de refrigeração de um soprador entra no distribuidor e sai através dos orifícios, e então começa a pegar o calor dissipado nas aletas de alojamento de estator 122. O mesmo ar de refrigeração 102, agora aquecido, pode ser dirigido e expulso para o exterior do alojamento de cone de atomizador por meio de uma abertura anelar entre o distribuidor de alimentação 124 e o disco rotativo 114. A alimentação, que pode ser uma suspensão (por exemplo, partículas e líquido), pode ser alimentada para o disco 114 por meio do tubo de alimentação 132. O tubo de alimentação 132 pode ser suportado pela placa de suporte de tubo de alimentação 134.
[027] O disco rotativo 114 pode funcionar como um impulsor de bomba, assim criando uma pressão de sucção na sua abertura anelar central. Este fenômeno tem a tendência a arrastar gás de processo juntamente com gotas de alimentação atomizadas parcialmente secas a partir dos arredores. Este efeito negativo faz o produto de alimentação depositar e acumular na superfície superior do disco, o que resulta no desequilíbrio do disco e um possível bloqueio entre a superfície de topo de disco e a superfície de fundo de distribuidor de alimentação, e impedindo o disco de rodar corretamente.
[028] Por conseguinte, o ar de refrigeração 120 pode servir uma segunda função de atuar como uma barreira de gás limpo entre a pressão de sucção do disco 114 e as gotículas atomizadas, impedindo assim a entrada de partículas enquanto fornecendo o disco rotativo 114 com ar limpo.
[029] Um método de refrigeração de motor alternativo, ou suplementar, pode ser ter um revestimento de passagem de refrigerante 130 em torno do estator 106, pelo que o refrigerante pode ser fornecido como um de uma passagem ou como um circuito de recirculação com um permutador de calor para remover o excesso calor elétrico a partir do estator.
[030] Refrigeração adicional do motor pode ser conseguida através do fornecimento de ar comprimido resfriado (ou ar a partir de um soprador de alta pressão) para as aberturas entre o eixo 108 e rolamentos magnéticos 112a, 112b, e o rotor 104 e o estator 106. Este ar pode ser introduzido no topo do conjunto de motor através de um conector de ar 126 e pode ser expelido no fundo por meio de uma vedação de eixo de labirinto 128 e para dentro do disco 114. Esta vedação de eixo sem contacto agora pressurizada 128 evita a entrada de alimentação de líquido a partir do disco 114 para dentro da cavidade de motor.
[031] Referindo-nos agora para o sistema 200 da Figura 2, o atomizador 100 da Figura 1 pode ser posicionado no cone interior fixo 212 no centro de um distribuidor de gás 202 para distribuir uniformemente tanto gás de processo aquecido ou arrefecido em torno das gotículas atomizadas 204 produzidas pelo disco rotativo. Uma vez que o atomizador 100 da Figura 1 pode ser construído de modo a ser do mesmo tamanho e dimensões dos atomizadores mais tradicionais, o atomizador 100 pode ser acoplado a distribuidores de gás existentes 202, permitindo assim os utilizadores atualizarem facilmente sistemas de atomizador existentes sem a necessidade de fazer modificações. Incluído como parte deste distribuidor 202 da Figura 2 é uma série de lâminas radiais 206 que podem conferir um padrão de redemoinho ao gás de processo 208a, 208b. O padrão de redemoinho pode ser usado para assegurar padrões de fluxo de gás e gotículas por meio da câmara de pulverização. Um parâmetro de concepção notável em um sistema de distribuição de ar da Figura 2 é a possibilidade de ajustar dinamicamente a velocidade que a corrente de gás sai da lâminas radiais 206 e encontra com as gotículas atomizadas 204. Por exemplo, uma baixa velocidade de gás 208a pode permitir gotículas maiores viajarem em uma trajetória mais horizontal e bater na parede, enquanto uma alta velocidade de gás 208b poderia ter o efeito oposto de forçar o gás junto com as gotículas em uma trajetória para baixo, mantendo as paredes limpas, mas reduzindo consideravelmente o tempo de residência (ou seja, a quantidade de tempo que as partículas estão no ar) na câmara 210.
[032] Determinação da velocidade de gás apropriada depende da natureza dos alimentos e do tamanho das gotículas necessárias. Em sistemas anteriores, mudança de velocidade de gás necessita remoção física e substituição de componentes no distribuidor de gás. No entanto, tal como aqui divulgado, a velocidade de gás de processo pode ser ajustada de forma dinâmica enquanto o secador / congelador de pulverização está em operação, permitindo um retorno imediato sem tempo de inatividade de equipamento. Por exemplo, uma velocidade de gás ideal seria, tipicamente, a velocidade mínima necessária, para um tamanho de partícula desejado, para dispersar as partículas em uma câmara sem atingir as paredes. Os ajustes dinâmicos podem ser ativados manualmente ou por um usuário (por exemplo, um monitorando o sistema) ou controlados por um sistema de computador que mede um ou mais parâmetros de sistema e responde por ajustar a velocidade de gás em conformidade com um algoritmo de computador.
[033] As lâminas radiais 206 podem ser reposicionadas a partir de sua secção de descarga cônica normal para uma secção cilíndrica superior, permitindo assim o gás de processo sair através de dois cones concêntricos. O cone interior é fixo 212 e pode ser usado para suportar o atomizador 100 e é tipicamente isolado para evitar as temperaturas de gás frequentemente elevadas de afetar o alojamento de atomizador. O cone exterior 214 serve para conter o gás de processo e define sua velocidade através da área de secção transversal entre os dois cones. Este cone exterior pode ser suportado por uma série de membros verticais 216 que podem ser variados em altura (ou seja, comprimento), mudando assim a posição vertical do cone exterior 214 em relação ao cone interior fixo 212. Isto por sua vez irá variar a área de secção transversal entre os dois cones e, finalmente, variar a velocidade do gás de processo. Uma área de secção transversal menor produzirá tipicamente uma maior velocidade de gás 208b, enquanto uma área maior irá resultar em uma mais baixa velocidade de gás 208a.
[034] Membros verticais 216 podem ser ajustados usando um ou mais atuadores de altura 218. Os atuadores 218 podem ser operados, por exemplo, utilizando corrente elétrica, pressão de fluido hidráulico, ou pressão pneumática ou podem ser operados manualmente. Em aplicações onde a precisão de ajuste é necessária, elementos de retorno de posição podem ser utilizados para acionar os membros verticais 216 para uma posição desejada predeterminada para um determinado produto.
[035] Embora várias modalidades tenham sido descritas com referência a um arranjo particular de partes, recursos e semelhantes, estas não se destinam a esgotar todas as modalidades ou características possíveis, e de fato muitas outras modalidades, modificações e variações irão ser determináveis para os peritos na arte. Assim, deve ser entendido que a invenção pode ser praticada de outro modo que não o especificamente descrito acima. As patentes e publicações de patentes acima citadas são aqui incorporadas por referência na sua totalidade neste documento, porque elas fornecem informação de fundo adicional que pode ser considerada relevante para a presente aplicação.

Claims (21)

1. Atomizador rotativo, caracterizado por compreender: um motor elétrico, o referido motor elétrico tendo um estator e um rotor de imã permanente, em que o referido rotor de imã permanente é configurado para emitir uma força de rotação; um eixo verticalmente instalado, o eixo configurado para ser rotacionado pela força de rotação; um ou mais rolamentos magnéticos, o referido um ou mais rolamentos magnéticos configurados para fornecer suporte radial e axial sem atrito ao eixo; um disco rotativo instalado em uma extremidade inferior do eixo; o referido disco rotativo configurado para pulverizar líquido na forma de partículas finas; e um conector de ar, em que o conector de ar recebe ar a ser desviado para uma ou mais aberturas entre o eixo e um ou mais rolamentos magnéticos.
2. Atomizador rotativo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda uma ou mais aletas de refrigeração, em que uma ou mais aletas de refrigeração direcionam ar de refrigeração a partir de um soprador através do estator.
3. Atomizador rotativo, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o ar de refrigeração é expelido para fora do atomizador rotativo através de uma abertura anelar entre o disco rotativo e um distribuidor de alimentação.
4. Atomizador rotativo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o motor elétrico é configurado para rotacionar o eixo para produzir uma velocidade de ponta periférica de disco entre 243,84 e 342,90 m/s(800 e 1125 pés/seg).
5. Atomizador rotativo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o conector de ar recebe ar comprimido.
6. Atomizador rotativo, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o referido ar comprimido é ar comprimido resfriado.
7. Atomizador rotativo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda um revestimento de refrigeração de líquido em comunicação térmica com o estator.
8. Atomizador rotativo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda um ou mais rolamentos de reserva de atrito.
9. Atomizador rotativo, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que os referidos um ou mais rolamentos de reserva de atrito são configurados para impedir a rotação do eixo sob falha de pelo menos um dos referidos um ou mais rolamentos magnéticos.
10. Atomizador rotativo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que pelo menos um dos referidos um ou mais rolamentos magnéticos é um rolamento eletromagnético.
11. Sistema de atomizador, caracterizado por compreender: um cone exterior ajustável; um cone interior fixo, o referido cone interior fixo configurado para receber um atomizador; uma câmara; e um ou mais membros verticais ajustáveis, cada um dos referidos um ou mais membros verticais ajustáveis acoplados a um ou mais atuadores de altura, os referidos um ou mais atuadores de altura configurados para ajustar dinamicamente o cone exterior ajustável, em que o cone exterior ajustável, quando ajustado dinamicamente, fornece uma primeira corrente de gás tendo uma primeira velocidade e uma segunda corrente de gás tendo uma segunda velocidade, a segunda velocidade sendo diferente da primeira velocidade.
12. Sistema de atomizador, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que pelo menos um do um ou mais atuadores de altura é um atuador escolhido a partir de um grupo que consiste em: (i) atuadores elétricos; (ii) atuadores hidráulicos; (iii) atuadores pneumáticos; e (iv) atuadores manuais.
13. Sistema de atomizador, de acordo com a reivindicação 11, caracteri zado pelo fato de que o atomizador é um atomizador rotativo tendo um rotor de ímã permanente.
14. Sistema de atomizador, de acordo com a reivindicação 11, caracteri zado pelo fato de que o atomizador é um atomizador rotativo tendo um eixo e um ou mais rolamentos eletromagnéticos configurados para fornecer suporte axial e radial sem atrito ao eixo.
15. Sistema de atomizador, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que compreende ainda uma ou mais palhetas de turbulência radiais.
16. Método para atomização de material líquido, caracterizado pelo fato de compreender: alimentar um material líquido para um atomizador rotativo, em que o atomizador rotativo compreende um motor elétrico configurado para rotacionar um eixo; utilizar o atomizador rotativo para emitir o material líquido sob a forma de gotículas atomizadas; e circular as gotículas atomizadas com uma corrente de gás de processo para produzir partículas substancialmente secas; e ajustar dinamicamente a velocidade da referida corrente de gás de processo usando um cone exterior ajustável acoplado operativamente a um atuador.
17. Método, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que o motor elétrico é configurado para rotacionar um eixo para produzir uma velocidade de ponta periférica de disco entre 243,84 e 342,90 m/s(800 e 1125 pés/seg).
18. Método, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que o atomizador rotativo compreende um ou mais rolamentos magnéticos.
19. Método, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que pelo menos um dos referidos um ou mais rolamentos magnéticos é um rolamento eletromagnético.
20. Método, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que o um ou mais rolamentos eletromagnéticos fornecem suporte axial e radial sem atrito ao eixo.
21. Método, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que o atomizador rotativo compreende um rotor de ímã permanente.
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