BR112014029192B1

BR112014029192B1 - Elemento de rotor para uso em um aparelho de filtragem da indústria de papel e celulose

Info

Publication number: BR112014029192B1
Application number: BR112014029192-6A
Authority: BR
Inventors: Mathieu Hamelin
Original assignee: Aikawa Fiber Technologies Trust
Priority date: 2012-05-25
Filing date: 2013-05-24
Publication date: 2021-10-26
Also published as: US11135532B2; FI20146011A; AT514845B1; SE540169C2; DE112013002676T5; US10617979B2; CN104520502B; US20200179839A1; AT514845A1; CA2870136C; CA2870136A1; CN104520502A; FI128147B; BR112014029192A2; SE1451541A1; WO2013175078A1; US20150048020A1; SE1451541A2

Abstract

elemento do rotor e rotor para um aparelho de filtragem. a presente invenção refere-se a um elemento do rotor para uso com um rotor e um rotor que apresenta os ditos elementos. o rotor é usado em um aparelho de filtragem da indústria de papel e celulose. o elemento do rotor (10) tem uma linha central longitudinal cl; duas bordas longitudinais, isto é, uma borda dianteira (12) e uma borda traseira (14); duas extremidades opostas (22, 24), isto é, uma primeira extremidade e uma segunda extremidade; e duas superfícies, isto é, uma superfície de topo e uma superfície de fundo (20) disposta entre a borda dianteira (12) e a borda traseira (14); a superfície de topo sendo dividida em uma superfície dianteira (18) que tem uma origem na borda dianteira (12), e uma superfície traseira (16) que tem uma origem na borda traseira (14), a borda dianteira (12) e a superfície dianteira (18) são providas com ondulações (u).

Description

Campo Da Técnica

[0001] A presente invenção refere-se a um elemento do rotor para um aparelho de filtragem. O elemento do rotor e o rotor da presente invenção são particularmente adequados para o uso em conexão com os aparelhos de filtragem da indústria de indústria de papel e celulose.

Técnica Antecedente

[0002] O aparelho de filtragem usado hoje em dia na indústria de papel e celulose é quase, sem exceção, um dispositivo de filtragem pressurizado, isto é, uma denominada peneira com pressão na qual a celulose a ser filtrada é introduzida em um estado pressurizado. As peneiras com pressão mais populares compreendem um cilindro de peneira estacionária e um rotor giratório em cooperação com ele. A finalidade do cilindro da peneira é dividir a celulose fresca ou a suspensão de fibra que entra na zona de filtragem onde o rotor gira para uma fração de fibra aceitável chamada de aceitos, e uma fração de fibra rejeitável chamada de rejeitados. O cilindro da peneira assim como, naturalmente, o rotor, se localizam dentro de um alojamento da peneira que tem dutos tanto para a suspensão de fibra fresca, os aceitos, quanto para os rejeitados. Normalmente, o duto de entrada ou admissão para a suspensão de fibra está em uma extremidade do alojamento da peneira, por meio do que a saída dos rejeitados está na extremidade oposta do alojamento. A saída dos aceitos está em comunicação com a zona dos aceitos que é posicionada no lado oposto do cilindro da peneira com relação à zona de filtragem. A finalidade do rotor é criar turbulência, e que os pulsos de pressão positiva e negativa na suspensão de fibra a ser filtrada garantam que as aberturas no cilindro da peneira não se tornem obstruídas com a celulose e detritos. Esta finalidade é alcançada ao fornecer o rotor com turbulência ou elementos do rotor específicos.

[0003] Neste estágio deve-se compreender que os dispositivos de filtragem cujo cilindro da peneira é giratório e o meio que cria a turbulência e os pulsos de pressão é estacionário, também são conhecidos, embora usados mais raramente. A palavra “rotor” é destinada a cobrir também este tipo de meios criadores de turbulência, à medida que eles devem girar com relação ao cilindro da peneira. Deve- se compreender que o termo “cilindro da peneira” cobre todos os meios de filtragem que tem cavidades, isto é, orifícios ou fendas, por exemplo, e que têm um formato simétrico quanto à rotação. Assim, os formatos cônico e frusto-cônico também são cobertos e conhecidos a partir da técnica anterior.

[0004] As peneiras com pressão são mais frequentemente posicionadas tal que seu eixo está na posição vertical. No entanto, a pressurização da suspensão de fibra torna possível posicionar o eixo de uma peneira com pressão em qualquer direção inclusive uma direção horizontal. Devido à alimentação pressurizada da suspensão de fibra, ela pode ser introduzida em uma peneira com pressão no topo, no fundo ou na região central dela.

[0005] As peneiras com pressão também podem ser divididas em dois grupos com base na direção do fluxo dos aceitos através do cilindro da peneira. Quando os aceitos fluem radialmente para fora, a peneira é chamada de uma peneira com fluxo de saída, e quando os aceitos fluem radialmente para dentro, a peneira é chamada de uma peneira com fluxo de entrada.

[0006] De acordo com a técnica anterior há, em princípio, dois tipos diferentes de rotores, que são comumente usados na indústria de papel e celulose e a intenção dos quais, conforme conhecido, é manter a superfície da peneira limpa, em outras palavras, impedir o bloqueio das aberturas no cilindro da peneira, e manter turbulência suficiente na zona de filtragem que contém, a suspensão de fibra fresca, isto é, não filtrada. Estes dois tipos de rotores podem ser chamados de um rotor aberto e um rotor fechado. Um exemplo de um rotor aberto é revelado em EP-B1 -0764736 em que o rotor é disposto dentro de um cilindro de peneira estacionária. Este tipo de rotor compreende um eixo concêntrico e inúmeros elementos de turbulência na forma de lâminas metálicas que se estendem perto da superfície do cilindro da peneira. Cada lâmina metálica é sustentada no eixo por meio de um ou mais braços que se estendem através da zona de filtragem que contém celulose fresca quando o aparelho de filtragem está em operação. As lâminas metálicas podem ser axiais ou elas podem formar um ângulo com o eixo do rotor e o eixo geométrico do cilindro da peneira. Muito embora a lâmina metálica, ou a suspensão de fibra em relação à lâmina metálica, esteja se movendo, a superfície traseira da lâmina metálica submete a superfície da peneira a um pulso de pressão negativa para nivelar as aberturas do cilindro da peneira ou, em vez disso, para impedir que as fibras acumulem na superfície da peneira e bloqueiem as cavidades de filtragem por meio de um fluxo de retorno da zona dos aceitos para a zona de filtragem.

[0007] Um exemplo do outro tipo de rotor, isto é, o rotor fechado, foi discutido, por exemplo, em US 3.437.204, em que o rotor é um corpo fechado substancialmente cilíndrico posicionado dentro de um cilindro da peneira. A superfície do rotor nesta patente é fornecida com os elementos de turbulência, isto é, protuberâncias, que são quase hemisféricas em forma. Neste tipo de aparelho, a suspensão de fibra fresca é fornecida entre o rotor e o cilindro da peneira, por meio do que as protuberâncias do rotor, as chamadas saliências, criam turbulência e pulsos de pressão em direção ao cilindro da peneira e para longe dele. Em outras palavras, a superfície dianteira de cada saliência empurra a celulose em direção ao cilindro da peneira e a superfície traseira da saliência induz um pulso de sucção que arrasta os acúmulos de fibra das aberturas do cilindro da peneira. Mais frequentemente, a superfície do rotor fechado é cilíndrica. Em um sentido mais amplo, as superfícies do rotor giratoriamente simétricas também podem ser discutidas, à medida que há rotores dotados de um formato frusto-cônico ou um formato arredondado. Adicionalmente, também há rotores não literalmente dotados de um formato giratoriamente simétrico. Um tal rotor é um chamado Rotor S, que é formado de duas metades cilíndricas idênticas presas entre si tal que duas superfícies dispostas radialmente ou substancialmente de maneira radial unem as metades de superfícies cilíndricas.

[0008] O documento EP-B1-0764746 mencionado acima também ensina que um elemento de turbulência que se assemelha bastante a uma lâmina metálica pode ser preso na superfície de um rotor fechado. Em outras palavras, o elemento de turbulência tem uma superfície arredondada ou curvada, isto é, uma superfície dianteira convexa entre a borda dianteira do elemento de turbulência e a linha de pico, uma linha que define a posição onde o elemento está mais alto, e uma superfície traseira curvada entre a linha de pico e a borda traseira do elemento. Como a lâmina metálica de um rotor aberto, o elemento de turbulência de um rotor fechado pode se estender ou continuamente da primeira extremidade do rotor até a segunda extremidade dele ou por uma parte substancial do comprimento do rotor. De uma maneira semelhante, o elemento de turbulência pode se estender axialmente ao longo da superfície do rotor ou ele pode formar um ângulo agudo com a direção axial.

[0009] As peneiras de celulose são comumente usadas para remover contaminantes muito grandes, como partículas plásticas, agrupamentos de fibras ou fragmentos de vidro da celulose. Estes contaminantes podem, de outro modo, reduzir a aparência do papel, do tecido, do papelão ou outros produtos que sejam feitos da celulose. Os contaminantes também podem enfraquecer o produto do papel ou levar aos problemas de operação. Além disso, se os contaminantes caírem fora do papel parcialmente formado ou outro produto do papel, eles podem sujar o equipamento usado para fazer os produtos do papel. Por quaisquer destas várias razões, a celulose é filtrada para remover os contaminantes grandíssimos das fibras de celulose desejáveis em um estágio inicial dos processos de produção de celulose e de fabricação de papel. Muito embora a intenção da peneira de celulose seja remover os contaminantes, ela deve ter também uma capacidade suficientemente alta para suportar a produção do moedor e não limitar a produção. O consumo de energia reduzido também é um objetivo da operação de filtragem da celulose melhorada. Os dois componentes críticos em uma peneira de celulose são o cilindro da peneira e o rotor da peneira. O cilindro tem pequenos orifícios ou fendas estreitas através dos quais as fibras passam, mas os contaminantes grandes não passam. O rotor, o mais tipicamente, gira, embora haja alguns projetos de peneira de celulose onde o rotor é estacionário e o cilindro da peneira gire. Na típica configuração, onde o rotor gira, o objetivo primário do rotor é garantir que o cilindro não se torne permanentemente obstruído com as fibras, os contaminantes e outro material e, então, incapaz de processar o fluxo exigido de celulose. O rotor alcança isso de dois modos. Primeiro, o rotor irá gerar pulsos de sucção cujo fluxo inverso bloqueia nas aberturas no cilindro da peneira e, então, libera as aberturas do cilindro. Segundo, o rotor também pode gerar a turbulência tridimensional e a atividade de fluido que remove os bloqueios incipientes na entrada da abertura e aplica forças em uma multiplicidade de direções para ajudar a liberar qualquer material bloqueado. Os rotores irão, tipicamente, depender na maioria ou muitas vezes inteiramente do primeiro método, que foca na remoção do bloqueio pelo pulso de fluxo inverso simples e normalmente radial. A eficácia limitada de tal ação de única direção exige que os rotores girem em velocidades relativamente altas para fornecer uma ação de fluxo inverso forte e frequente. O consumo de energia tenderá a ser um tanto alta com esta abordagem.

[0010] Alguns rotores foram projetados para fornecer também alguma atividade tridimensional com a intenção de aumentar a ação de fluxo inverso principal, conforme discutido previamente. Estes outros rotores falharam, no entanto, em efetivamente combinar a "atividade" e as ações de "fluxo inverso". Por exemplo, os elementos do rotor do tipo saliência (por exemplo, US 3.437.204) e de tipos semelhantes (por exemplo, CA-C-1.335.088) geram atividade tridimensional relativamente em grande escala, mas a atividade ocorre adjacente ao elemento gerador de pulso e não é efetivamente acoplada com a ação de fluxo inverso. Igualmente, um outro projeto de rotor discutido em CA-C- 2.118.410 tem elementos do tipo lâmina metálica, com alguns sulcos presos à superfície da lâmina metálica, que fornece alguma atividade em escala tridimensional pequena, mas a atividade ocorre praticamente ao mesmo tempo que o pulso de sucção do rotor e o benefício é perdido.

[0011] Assim, os problemas principais com os rotores da técnica anterior são que: - eles são incapazes de criar qualquer atividade tridimensional em conexão com a operação do rotor (como longos elementos do tipo lâmina metálica na superfície do rotor), ou - a atividade tridimensional é simultânea com o fluxo inverso radial, ou - a atividade tridimensional criada em conexão com os elementos do rotor resulta em guiar a celulose a ser filtrada para os lados axiais do elemento e enfraquecendo, então, o efeito da atividade.

[0012] Um problema adicional da operação ineficiente dos rotores da técnica anterior é sua exigência pela velocidade do rotor mais alta, o que significa, na prática, o consumo de energia mais elevado.

Breve Sumário Da Invenção

[0013] Um objeto da presente invenção é desenvolver um elemento do rotor ou elemento de turbulência e um rotor, que evite pelo menos alguns dos problemas discutidos em conexão com os rotores da técnica anterior acima.

[0014] Um objeto adicional da presente invenção é gerar a atividade de fluido tridimensional e forças que podem começar a enfraquecer e liberar um bloqueio e, então, seguir isso quase imediatamente, mas não coincidentemente, com o pulso de fluxo inverso mais forte. Ainda um outro objeto da presente invenção é projetar um elemento do rotor e um rotor que possa ser girado mais lentamente e que seja mais energeticamente eficiente do que os rotores da técnica anterior.

[0015] Pelo menos um dos objetos acima foi alcançado na presente invenção ao fornecer a borda dianteira dos elementos do rotor com ondulações. Os recursos ondulados da borda dianteira e da superfície dianteira do elemento do rotor são de uma escala suficientemente grande que podem induzir alguma atividade tridimensional preliminar para enfraquecer um bloqueio. Esta atividade preliminar é, então, seguida pela ação de fluxo inverso e de pulso principal do elemento do rotor enquanto o bloqueio permanece perturbado. Esta ação do rotor mais eficiente pode ser usada para aumentar a capacidade e a confiabilidade da peneira. Além disso, a ação do rotor mais eficiente permitirá que os rotores sejam operados em velocidades de rotação lentas para alcançar as economias de energia.

[0016] Os objetos mencionados acima são alcançados por meio de um novo elemento do rotor e nova construção do rotor, os recursos caracterizantes dos quais se tornarão claros nas reivindicações em anexo.

Breve Descrição Dos Desenhos

[0017] O elemento do rotor e o rotor da presente invenção são discutidos em mais detalhes na descrição seguinte com referência aos desenhos em anexo dos quais:

[0018] A Figura 1a ilustra uma vista em seção transversal de um elemento do rotor de acordo com uma primeira modalidade preferida da presente invenção tomada ao longo da linha A - A da Figura 1b,

[0019] A Figura 1b ilustra uma vista de topo de um elemento do rotor de acordo com uma primeira modalidade preferida da presente invenção,

[0020] A Figura 1c ilustra uma vista em perspectiva do elemento do rotor de acordo com uma primeira modalidade preferida da presente invenção,

[0021] A Figura 2a ilustra uma vista de topo de um elemento do rotor de acordo com uma segunda modalidade preferida da presente invenção, As Figuras 2b e 2c ilustram duas vistas em seção transversal de um elemento do rotor de acordo com uma segunda modalidade preferida da presente invenção tomada ao longo das linhas B - B e C - C da Figura 2a, respectivamente,

[0022] A Figura 3a e 3b ilustra esquematicamente sólidos rotores fornecidos com dois elementos do rotor visíveis das Figuras 2a - 2c, A Figura 4 ilustra esquematicamente um rotor aberto fornecido com três lâminas metálicas que se assemelham muito com àquelas discutidas em mais detalhes em conexão com as Figuras 2a - 2c, e

[0023] A Figura 5 ilustra uns poucos exemplos para o projeto da borda dianteira do elemento do rotor da presente invenção. Descrição Detalhada Dos Desenhos

[0024] As Figuras 1a, 1b e 1c ilustram um elemento do rotor 10 de uma primeira modalidade preferida da presente invenção. Planeja-se que o elemento do rotor 10 seja fixado na superfície de uma superfície do rotor sólida, mais frequentemente, cilíndrica tal que a direção do movimento do elemento do rotor em relação à celulose ou à suspensão de fibra a ser filtrada seja mostrada pela seta DR. No caso de o rotor ser um rotor giratório, a seta mostra a direção de rotação do rotor. O elemento pode ser fixado ou diretamente em uma superfície do rotor giratoriamente simétrica, por meio de um ou mais braços curtos em uma superfície do rotor giratoriamente simétrica, ou por meio de um ou mais braços no eixo do rotor. O elemento 10 tem uma linha central longitudinal CL, uma borda dianteira 12 e uma borda traseira 14. Quando se define a linha central CL do elemento do rotor, considera-se que a CL esteja estendida no meio do caminho entre a borda traseira e ou uma linha virtual ao longo das bordas mais externas das extensões da onda na borda dianteira ou na borda dianteira. Normalmente, as direções principais das bordas dianteira e traseira são paralelas com a linha central CL, mas pode haver casos quando a direções principais das bordas formam um ângulo com a linha central CL. Também, a borda traseira é usualmente linear, mas também está dentro do escopo da presente invenção que a borda traseira é curvada, por meio do que também a linha central CL pode ser curvada. No entanto, também é possível que a borda traseira seja curvada e a linha central CL linear, por meio do que também a borda dianteira deva ser curvada, mas em uma direção oposta àquela da borda traseira. O elemento 10 tem uma superfície de topo formada de uma superfície dianteira 18 que se estende da borda dianteira 12 em direção à borda traseira 14, e uma superfície traseira 16 que se estende da borda traseira 14 em direção à borda dianteira 12. As superfícies dianteira e traseira se encontram ao longo da linha de pico do elemento do rotor, isto é, no ponto mais alto do elemento do rotor e formam uma linha de pico reta, curvada ou ondulada ao longo da superfície de topo do elemento do rotor, onde a distância do rotor até o cilindro da peneira é a menor. O elemento do rotor 10 também tem uma superfície de fundo 20, que é voltada e se estende contra a superfície sólida do rotor quando o elemento é fixado no rotor de núcleo sólido. A superfície dianteira 18 é uma superfície convexa ou côncava ou uma superfície planar que forma um ângulo agudo com a superfície de fundo 20. O ângulo agudo é medido em um plano perpendicular ao eixo geométrico do rotor entre uma linha que corre pela borda dianteira e a linha de pico definida acima que corre o mais alto no elemento do rotor. Desse modo, o ângulo poderia também ser chamado de um ângulo médio. O ângulo agudo significa, também, que o vão radial entre o elemento do rotor e o cilindro da peneira diminui da borda dianteira até a linha de pico mencionada acima e, diminui o vão radial entre a superfície traseira do elemento do rotor e o cilindro da peneira quando se move da borda traseira para a linha de pico. Em outras palavras, tanto a superfície dianteira quanto a traseira estão declinando, isto é, as superfícies são inclinadas em relação a uma superfície cilíndrica que corre pela borda dianteira e/ou pela borda traseira do elemento do rotor. E, por fim, o elemento do rotor 10 tem duas superfícies laterais 22 e 24 em suas extremidades axiais opostas. No caso de um rotor aberto, um ou mais braços que carregam o elemento do rotor são presas à superfície de fundo ou lateral do elemento do rotor. No elemento do rotor desta primeira modalidade preferida da presente invenção, a linha central CL é axialmente alinhada quando o elemento do rotor 10 é preso na superfície do rotor, isto é, é paralela com o eixo geométrico do rotor. Neste caso também, a extremidade ou as superfícies laterais 22 e 24 são preferíveis, mas não necessariamente, situadas nos planos perpendiculares à superfície do rotor ou ao eixo geométrico do rotor, por meio do que as superfícies de extremidade se estendem em uma direção circunferencial.

[0025] A direção principal da borda dianteira 12 do elemento do rotor 10 de uma primeira variação da primeira modalidade preferida é geralmente paralela com a borda traseira 14. No entanto, de acordo com uma segunda variação do presente invenção, a borda dianteira 12 do elemento do rotor 10 da presente invenção não é linear, mas ondeado ou ondulado, isto é, a borda dianteira 12 é fornecida com ondas ou ondulações U tal que, na direção longitudinal (isto é, a direção geral da linha central CL) a borda dianteira 12, tem uma pluralidade de extensões consecutivas 26 e recessões 28 conforme mostrado na Figura 1b. Em qualquer caso (isto é, em qualquer variação) a superfície dianteira 18 do elemento do rotor é, em sua direção longitudinal (isto é, a direção geral da linha central CL), fornecida com ondulações conforme mostrado na Figura 1a, que é uma seção transversal tomada ao longo da linha A - A da Figura 1b. em outras palavras, as extensões 26 da segunda variação se estendem como colinas, e as recessões 28 da segunda variação se estendem como vales ao longo da superfície dianteira 18 em direção à linha de pico e começando da borda dianteira 12. De acordo com a primeira variação, as colinas da superfície dianteira começam diretamente a partir da borda dianteira do elemento. Para formar os vales na superfície dianteira, a superfície dianteira é imediatamente depois da borda dianteira flexionada para dentro para formar uma superfície côncava. De acordo com esta modalidade, as então formadas ondulações, isto é, as colinas e os vales, se estendem ao longo da superfície dianteira 18, no máximo, por todo o comprimento circunferencial da superfície dianteira 18, isto é, da borda dianteira até a linha de pico, mas, não necessariamente, por todo o comprimento dela. O dimensionamento do elemento do rotor 10 é preferivelmente tal que o elemento do rotor 10 tem uma dimensão longitudinal, isto é, comprimento L, e um comprimento de corda C, sendo que o comprimento da corda C é a dimensão linear mais longa em um plano radial, isto é, um plano que está em ângulo reto com o eixo geométrico do rotor, entre a borda traseira 14 e a borda dianteira 12, isto é, a distância da borda traseira 14 até o topo da extensão 26 na borda dianteira 12. As ondulações têm uma profundidade D (vide a Figura 1a) e largura W (vide a Figura 1b). A profundidade D varia ao longo do comprimento da ondulação, isto é, da borda dianteira até a linha central do elemento do rotor. Então, a maior profundidade da ondulação pode ser encontrada na borda dianteira conforme mostrado na Figura 1a, mas a maior profundidade pode também ser encontrada em algum lugar mais acima na superfície dianteira. Especialmente, se a borda dianteira do elemento do rotor for reta. A maior profundidade D é preferivelmente entre 5 e 25%, mais preferivelmente entre 10 e 15%, do comprimento da corda C. A largura de uma ondulação pode ser igual para todo o comprimento da ondulação, mas a largura também pode ser variável. A largura W é, ou varia, preferivelmente entre 10 e 50%, mais preferivelmente entre 15 e 35% do comprimento da corda C. A fim de criar em frente a superfície da peneira, isto é, em frente as aberturas de filtragem, atividade tridimensional de uma grandeza suficiente, a borda dianteira do elemento do rotor 10 deve incluir pelo menos duas, preferivelmente mais do que duas, extensões e recessões. Em tal caso em que as ondulações na borda dianteira ou na superfície dianteira do elemento do rotor tem um formato constante, a definição acima significa que o comprimento L do elemento do rotor 10 é preferivelmente pelo menos 2 * W, mais preferivelmente pelo menos 4 * W. O comprimento do elemento do rotor da invenção tem um comprimento L, preferivelmente, mas não necessariamente, igual a pelo menos duas vezes o comprimento da corda C.

[0026] O elemento do rotor 10 das Figuras 1a e 1b funciona tal que quando o fluxo de uma suspensão de fibra se encontra com a superfície dianteira 18 do elemento do rotor, as partes da suspensão de fibra que atingem as extensões ou colinas da superfície dianteira não apenas se movem sobre a extensão na direção da rotação, como também são desviadas lateralmente perpendiculares à direção de rotação gerando atividade tridimensional, que é apta a enfraquecer os bloqueios das aberturas no cilindro da peneira.

[0027] As Figuras 2a, 2b e 2c ilustram um elemento do rotor 110 de uma segunda modalidade preferida da presente invenção. Planeja-se que o elemento do rotor 110 seja fixado na superfície de uma superfície sólida, mais frequentemente, cilíndrica de um rotor tal que a direção do movimento do elemento do rotor em relação à celulose ou à suspensão de fibra a ser filtrada é mostrada pela seta DR. No caso de o rotor girar, a seta mostra a direção da rotação do rotor. O elemento 110 pode ser preso ou diretamente em uma superfície do rotor giratoriamente simétrica, por meio de um ou mais braços curtos em uma superfície do rotor giratoriamente simétrica, ou por meio de braços mais longos no eixo do rotor. O elemento 110 tem uma linha central longitudinal CL, uma borda dianteira 112 e uma borda traseira 114. Normalmente, as direções principais das bordas dianteira e traseira são paralelas com a linha central, mas pode haver casos quando a direções principais das bordas formam um ângulo com a linha central CL. O elemento 110 tem uma superfície de topo formada de uma superfície dianteira 118 que se estende da borda dianteira 112 em direção à borda traseira 114, e uma superfície traseira 116 que se estende da borda traseira 114 em direção à borda dianteira 112. As superfícies dianteira e traseira se encontram na linha de pico do elemento do rotor que pode ser uma linha reta, curvada ou ondulada ao longo da superfície de topo do elemento do rotor, e se localiza onde a distância do rotor até o cilindro da peneira é a menor. O elemento do rotor 110 também tem uma superfície de fundo 120, que é voltada e se estende contra a superfície sólida do rotor quando o elemento é fixado no rotor de núcleo sólido. A superfície dianteira 118 é uma superfície convexa, côncava ou planar que forma um ângulo agudo com a superfície de fundo 120. O ângulo agudo é medido em um plano perpendicular ao eixo geométrico do rotor entre uma linha que corre pela borda dianteira e a linha de pico definida acima que corre o mais alto no elemento do rotor. Desse modo, o ângulo poderia também ser chamado de um ângulo médio. O ângulo agudo também significa que o vão radial entre o elemento do rotor e o cilindro da peneira diminui da borda dianteira até a linha de pico mencionada acima, e então diminui o vão radial entre a superfície traseira do elemento do rotor e o cilindro da peneira quando se move da borda traseira para a linha de pico. Em outras palavras, tanto a superfície dianteira quanto a traseira estão declinando, isto é, são inclinadas em relação a uma superfície cilíndrica que corre pela borda dianteira e/ou pela borda traseira do elemento do rotor. E, por fim, o elemento do rotor 110 tem duas superfícies laterais ou extremidades 122 e 124 em suas extremidades axiais opostas. Neste caso, as superfícies de extremidade 122 e 124 são preferíveis, mas não necessariamente, situadas em planos perpendiculares à superfície do rotor, por meio do que as superfícies de extremidade se estendem em uma direção circunferencial. No entanto, as superfícies de extremidade também podem se localizar em um plano perpendicular à borda traseira ou, de fato, em qualquer outro plano imaginável. No caso de um rotor aberto, um ou mais braços que carregam o elemento do rotor são presas à superfície de fundo ou lateral do elemento do rotor. No elemento do rotor desta segunda modalidade preferida, a linha central CL é alinhada em um ângulo α em relação a um plano que corre ao longo do eixo geométrico do rotor quando o elemento do rotor 110 é preso na superfície do rotor. O ângulo α é preferivelmente entre -45 e 45 graus. Isso significa, na prática, que se o elemento do rotor 10 for mantido como o ponto de partida, o elemento não é apenas estirado para um formato trapezoidal, mas também é torcido para um formato espiral tal que a superfície de fundo 120 do rotor se adequa, substancialmente, à superfície do rotor sólida à qual ele é preso. Pela razão a cima, os comprimentos das superfícies de extremidade 122 e 124 na vista de topo da Figura 2a não são iguais. Para ser específico, a vista de topo da Figura 2a é tomada diretamente acima da superfície de extremidade 124.

[0028] A direção principal ou geral ou média da borda dianteira 112 do elemento do rotor 110 de uma primeira variação da segunda modalidade preferida é geralmente paralela com a borda traseira 114. De acordo com uma segunda variação, a borda dianteira 112 do elemento do rotor 110 da segunda modalidade preferida da presente invenção não é linear, mas ondeada ou ondulada, isto é, de uma maneira semelhante na segunda variação da primeira modalidade preferida da presente invenção mostrada na Figura 1b. O elemento do rotor da segunda variação é, então, fornecido com ondulações tal que a borda dianteira 112 tem, em sua direção longitudinal, uma pluralidade de extensões 126 e recessões 128 consecutivas conforme mostrado na Figura 2a. As ondulações são naturalmente encontradas na superfície dianteira 118, também, conforme mostrado nas Figuras 2b e 2c. Assim, as variações de projeto já discutidas em conexão com as duas variações da primeira modalidade da presente invenção são aplicáveis também à segunda modalidade. Em outras palavras, a Figura 2b ilustra uma seção transversal tomada ao longo da linha B - B da Figura 2a, por meio do que o comprimento da corda Cb representa o menor comprimento da corda linear medido no plano radial entre a borda traseira 114 e o fundo ou vale 128 das ondulações. De uma maneira correspondente, a Figura 2c ilustra uma seção transversal tomada ao longo da linha C - C da Figura 2a, por meio do que o comprimento da corda Cc representa o mais longo comprimento da corda linear medido em um plano radial, isto é, um plano que está em um ângulo reto com o eixo geométrico do rotor, entre a borda traseira 114 e o topo ou a extensão 126 das ondulações. As extensões 126 se estendem como colinas e as recessões 128 se estendem como vales ao longo da superfície dianteira 118. De acordo com esta modalidade da presente invenção, as ondulações então formadas, isto é, as colinas e vales se estendem ao longo da superfície dianteira 118 por, no máximo, toda a extensão circunferencial da superfície dianteira 118, isto é, da borda dianteira até a linha central, mas não necessariamente até todo o comprimento dela. O dimensionamento do elemento do rotor 110 é preferivelmente tal que o elemento do rotor 110 tem um comprimento L e um comprimento da corda C. O comprimento da corda C é a mais longa distância linear em um plano radial entre a borda traseira 114 e a borda dianteira 112, isto é, uma distância da borda traseira 114 até a extensão 126 na borda dianteira 112 mostrada como a dimensão Cb na Figura 2b e a dimensão Cc na Figura 2c. As ondulações ou os vales têm uma profundidade D correspondente a Cc menos Cb (vide Figuras 2b e 2c) e largura W, isto é, uma dimensão entre os topos de duas extensões consecutivas (ou recessões) (vide Figura 2a). A profundidade D é preferivelmente entre 5 e 25%, mais preferivelmente entre 10 e 15%, do comprimento da corda C (no presente, o mesmo que Cc), e a largura preferivelmente entre 10 e 50%, mais preferivelmente entre 15 e 35%, do comprimento da corda C (no presente, o mesmo que Cc). A fim de criar em frente a superfície da peneira, isto é, em frente as aberturas de filtragem, atividade tridimensional de uma grandeza suficiente para suportar a liberação das aberturas, a borda dianteira do elemento do rotor 10 deve incluir pelo menos duas, e preferivelmente mais do que duas, extensões e recessões. Em tal caso em que as ondulações na borda dianteira ou na superfície dianteira do elemento do rotor tem um formato constante, a definição acima significa que o comprimento L do elemento do rotor 10 é preferivelmente pelo menos 2 * W, mais preferivelmente pelo menos 4 * W. O comprimento do elemento do rotor da invenção tem um comprimento L preferível, mas não necessariamente, igual a pelo menos duas vezes o comprimento da corda C. As Figuras 3a e 3b mostram duas modalidades exemplificativas onde os elementos do rotor 110' e 110" da segunda modalidade preferida da presente invenção são posicionadas na superfície 302' e 302" de um rotor sólido substancialmente cilíndrico (inclusive todos os tipos de rotor giratoriamente simétrico) 300' e 300". Os elementos 110' e 110" podem ser posicionados de maneira ou mais ou menos aleatória, ou mais preferivelmente, de acordo com um determinado padrão bem projetado na superfície 302' e 302" do rotor para fornecer pulsações regulares e pulsações periódicas nas aberturas mencionadas anteriormente no cilindro da peneira. Conforme pode ser visto, a direção da linha central dos elementos pode variar de -45 (Figura 3a) até + 45 graus (Figura 3b).

[0029] A Figura 4 mostra uma outra modalidade exemplificativa, os elementos do rotor 210, que correspondem substancialmente aos elementos 110 das Figuras 3a - 3c, dispostos por meio de braços 404 no eixo 406 de um rotor aberto 400, que também incluem estruturas onde o rotor é formado de um corpo cilíndrico ou de outro modo giratoriamente simétrico em que os elementos do rotor são dispostos por meio dos braços mencionados acima. Conforme acima na Figura 3, os elementos podem ser dispostos mais ou menos de maneira aleatória no eixo do rotor, e mais preferivelmente em um determinado padrão bem projetado para fornecer pulsações regulares e periódicas nas aberturas mencionadas acima no cilindro da peneira.

[0030] A Figura 5 mostra, como um exemplo, quatro configurações diferentes para as ondulações. Em vista dos exemplos, fica claro que as ondulações usadas na borda dianteira ou sua seção transversal na superfície dianteira do elemento do rotor da presente invenção podem ser formadas de extensões e recessões com formato de dente de serra ou arredondadas. O formato de dente de serra pode ter um ângulo ângulo da ponta de cerca de 45 graus a cerca de 150 graus. As extensões e recessões arredondadas das ondulações podem ser formadas de metades de círculos a um oitavo de um círculo. Também é possível que as ondulações sejam formadas de quaisquer combinações imagináveis de curvas e linhas inclusive, por exemplo, pontos de inflexão afiados e/ou transições curvadas. Ademais, o formato e o tamanho das ondulações podem ou ser constante ou alterar ao longo do comprimento do elemento do rotor. Em outras palavras, tanto a largura quanto à altura das ondulações podem mudar. Naturalmente, também é possível que apenas um ou da largura ou do comprimento das ondulações mude.

[0031] O elemento do rotor da presente invenção também pode ser fornecido com meios adicionais dispostos nas superfícies do elemento ou em conexão com elas.

[0032] Os primeiros meios adicionais são asinhas, isto é, tiras ou listas presas em toda ou em qualquer uma da superfície traseira, da superfície dianteira e da superfície de fundo do elemento do rotor. Tais asinhas se estendem preferivelmente em uma direção desejada a partir da superfície do elemento do rotor. Em outras palavras, elas podem ser posicionadas em um plano radial, por meio do que elas são posicionadas perpendiculares ao elemento da superfície do rotor. No entanto, é possível dispor as asinhas em um plano que se desvia um tanto de um plano radial, por meio do que as asinhas orientam o fluxo em uma direção desejada, isto é, ou em uma direção circunferencial ou em uma direção no sentido da extremidade de rejeição do cilindro da peneira ou para longe dela. Naturalmente, as asinhas também podem ser curvadas se desejado.

[0033] Os segundos meios adicionais são ondulações dispostas na borda traseira e na superfície traseira. As colinas e os vales das ondulações na superfície traseira do elemento do rotor podem ser dispostos como extensões das colinas e vales na superfície dianteira, isto é, um vale que segue um vale e uma colina que segue uma colina. Nesta opção é possível que um vale continue ininterrupto da borda dianteira até a borda traseira, possivelmente apenas alterando sua profundidade, ou a parte de topo do elemento do rotor (a mais próxima do cilindro da peneira) pode ter sobre todo o comprimento do elemento do rotor uma altura fixa a partir da superfície do rotor (ou da superfície de fundo do elemento), isto é, uma distância fixa a partir do cilindro da peneira. Alternativamente, as bordas ondulantes podem ser dispostas tal que um vale na superfície dianteira é seguido por uma colina na superfície traseira e vice versa. Naturalmente, também é possível que as colinas e os vales da superfície traseira não sejam posicionados em qualquer posição específica com relação às colinas e os vales da superfície dianteira. Desse modo, também é possível que as inúmeras ondulações na superfície traseira não sejam as mesmas que aquelas na superfície dianteira. As ondulações dianteiras fornecem uma quantidade final de atividade em 3D seguindo o pulso para limpar os bloqueios de celulose residual.

[0034] Muito embora a invenção tenha sido discutida e descrita acima em vista de algumas modalidades preferidas, deve-se compreender que a descrição acima deve, de forma alguma, ser considerada como limitando o escopo da invenção do que foi revelado nas reivindicações em anexo. Também, deve ser compreendido que vários detalhes discutidos em conexão com uma determinada modalidade podem ser usados em conexão com outras modalidades da invenção sempre que for praticamente possível.

Claims

1. Elemento de rotor para uso em um aparelho de filtragem da indústria de papel e celulose, compreendendo um filtro cilíndrico e um rotor rotacionando em relação ao filtro cilíndrico e sendo disposto de elementos de rotor (10; 110) fixados ao rotor, os elementos de rotor (10; 110) voltados para o filtro cilíndrico e compreendendo uma linha central longitudinal CL; um comprimento (L) na direção do eixo do rotor; duas bordas longitudinais, uma borda dianteira (12; 112) e uma borda traseira (14; 114); duas extremidades opostas (22, 24; 122, 124), uma primeira extremidade e uma segunda extremidade; e duas superfícies, uma superfície de topo voltada para o filtro cilíndrico e uma superfície de fundo (20; 120) cada uma disposta entre a borda dianteira (12; 112) e a borda traseira (14; 114); sendo que a superfície de topo é dividida em uma superfície dianteira (18; 118) que tem sua origem na borda dianteira (12; 112), e uma superfície traseira (16; 116) que tem sua origem na borda traseira (14; 114), as superfícies de dianteira e de traseira (18, 14; 118, 114) se encontrando em uma linha de pico, e a superfície de dianteira (18; 118) possuindo um comprimento circunferencial entre a borda dianteira (12; 112) e a linha de pico, e a superfície dianteira (18; 118) sendo disposta de ondulações (U), caracterizado pelo fato de que cada ondulação se estende, no máximo, por todo o comprimento circunferencial da superfície dianteira (18; 118) e que a superfície dianteira (18; 118) forma um ângulo agudo com a superfície de fundo (20; 120) do elemento do rotor (10; 110) em todo o comprimento (L).

2. Elemento de rotor, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as ondulações (U) são formadas de colinas e vales consecutivos na superfície dianteira (18; 118).

3. Elemento de rotor, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o elemento do rotor (10; 110) compreende pelo menos duas extensões (26; 126) e recessões (28; 128) na borda dianteira (12; 112).

4. Elemento de rotor, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que compreende extensões (26; 126) e recessões (28; 128) consecutivas na borda dianteira (12; 112) do elemento do rotor.

5. Elemento de rotor, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o elemento do rotor tem um comprimento da corda (C, Cc), o comprimento de corda (C,Cc) sendo definido como a maior dimensão linear em um plano radial, isto é, em um plano perpendicular ao eixo do rotor entre a borda traseira (14; 114) e a borda dianteira (12; 112), e que as ondulações (U) têm uma maior profundidade (D) igual a 5 a 25%, mais preferivelmente entre 10 e 15% do comprimento da corda (C).

6. Elemento de rotor, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o elemento do rotor tem um comprimento da corda (C, Cc), o comprimento de corda (C,Cc) sendo definido como a maior dimensão linear em um plano radial, isto é, em um plano perpendicular ao eixo do rotor entre a borda traseira (14; 114) e a borda dianteira (12; 112), e que as ondulações (U) têm uma largura (W) tal que a largura é ou varia entre 10 e 50%, mais preferivelmente entre 15 e 35% do comprimento da corda (C).

7. Elemento de rotor, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o comprimento (L) do elemento do rotor (10; 110) é igual a pelo menos duas vezes o comprimento da corda (C).

8. Elemento de rotor, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a borda traseira (14; 114) do elemento do rotor (10; 110; 210) opera paralelamente à linha central (CL) do elemento do rotor (10; 110).

9. Elemento de rotor, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a borda traseira do elemento do rotor forma um ângulo com a linha central (CL).

10. Elemento de rotor, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o elemento do rotor (110; 210) é torcido para um formato espiral.

11. Elemento de rotor, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma da superfície dianteira (18; 118), da superfície traseira (16; 116) e da superfície de fundo (20) do elemento do rotor (10; 110; 210) é provida com uma ou mais asinhas.

12. Elemento de rotor, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o elemento do rotor (10; 110) é fixado em uma superfície giratoriamente simétrica (302) do rotor (300).

13. Elemento de rotor, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o elemento do rotor (210) é fixado por meio de um ou mais braços (404) em uma superfície giratoriamente simétrica do rotor (400).

14. Elemento de rotor, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o elemento do rotor (10; 110) é fixado por meio de um ou mais braços (404) em um eixo (406) do rotor (400).

15. Elemento de rotor, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o rotor tem um eixo geométrico, e que o elemento de rotor (10; 110) é disposto na superfície (300; 400) do rotor tal que a linha central longitudinal (CL) do elemento de rotor (110, 210) forma um ângulo agudo α com um plano que corre ao longo do eixo geométrico do rotor.

16. Elemento de rotor, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que o ângulo α é entre -45 graus e 45 graus.

17. Elemento de rotor, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que o dito ângulo α muda de uma extremidade do elemento de rotor (110; 210) em direção à outra extremidade do elemento de rotor (110; 210).