BR112016016583B1 - Dispositivo de agitação para água residual - Google Patents

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Abstract

dispositivo de agitação para água residual. a invenção diz respeito a um dispositivo de agitação para água residual, compreendendo um dispositivo de acionamento (1) com um eixo de acionamento (4) que se estende verticalmente a partir dele no estado montado, um corpo de agitação (5) montado no eixo de acionamento (4), e um mancal de segurança (7), no qual uma extremidade livre (e) do eixo de acionamento (4) é rotacionalmente retida. a fim de evitar dano no dispositivo de agitação, de acordo com a invenção, uma camisa corrediça (14) é montada na extremidade livre (e) do eixo de acionamento (4), e um dispositivo (13, 16, 17) para detectar um estado de desgaste da camisa corrediça (14) é provido.

Description

[0001] A invenção diz respeito a um dispositivo de agitação para água residual de acordo com o preâmbulo da reivindicação 1.
[0002] Um dispositivo de agitação como este é conhecido pela WO 2010/083063 A1. No dispositivo de agitação conhecido, um dispositivo de acionamento é fixado em uma ponte que se estende sobre um tanque de água residual. Um eixo de acionamento, no qual uma ferramenta de agitação é fixada, se estende a partir do dispositivo de acionamento em uma direção vertical. Uma extremidade livre do eixo de acionamento é rotacionalmente mantido em um mancal de segurança fixado na base do tanque de água residual. Lama e areia são contidos na água residual. Consequentemente, a extremidade livre do eixo de agitação fica desgastada. Um jogo entre a extremidade livre do eixo de agitação e um embuchamento do mancal do mancal de segurança pode ser de um tamanho tal que a extremidade livre quebra. Consequentemente, movimentos descontrolados do corpo de agitação podem levar a uma destruição do corpo de agitação e/ou a uma quebra do eixo de acionamento.
[0003] O objetivo da invenção é superar as desvantagens de acordo com a tecnologia anterior. Em particular, um dispositivo de agitação para água residual será especificado, com o qual o risco de dano total é evitado.
[0004] Este objetivo é alcançado pelos recursos da Reivindicação 1. Modalidades expedientes da invenção surgirão a partir dos recursos das Reivindicações 2 a 15.
[0005] De acordo com a invenção, é proposto que uma camisa corrediça seja montada na extremidade livre do eixo de acionamento, e em que um dispositivo para detectar um estado de desgaste da camisa corrediça é provido. O estado de desgaste da extremidade livre do eixo de acionamento só pode ser identificado em dispositivos de agitação de acordo com a tecnologia anterior quando a extremidade livre do eixo de agitação for removida do mancal de segurança, de maneira tal que uma verificação visual é possível. Isto é demorado e caro. De acordo com a invenção, uma camisa corrediça é provida na extremidade livre do eixo de acionamento. A camisa corrediça envolve a extremidade livre do eixo de acionamento e é conectada nela para rotação conjunta com ele. Um arranjo para detectar o estado de desgaste da camisa corrediça é também provido. Se um certo estado de desgaste predefinido for detectado pelo dispositivo para detectar o estado de desgaste, isto pode ser identificado fora do tanque de água residual durante operação. É então possível trocar a camisa corrediça a tempo, de maneira tal que desgaste excessivo da extremidade livre do eixo de acionamento pode ser evitado de forma segura e confiável. Dano total causado por uma quebra do eixo de acionamento pode não mais ser uma preocupação.
[0006] De acordo com uma modalidade vantajosa da invenção, o dispositivo para detectar o estado de desgaste compreende um sensor montado no mancal de segurança e um dispositivo de avaliação para avaliar os sinais entregues pelo sensor. O dispositivo de avaliação é convenientemente localizado fora do tanque de água residual. Ele é conectado no sensor por meio de um cabo. Ele é vantajosamente combinado com uma unidade de controle para controlar o dispositivo de acionamento. Uma unidade de controle deste tipo pode compreender uma chapa de parada de emergência para desligar manualmente o dispositivo de acionamento.
[0007] O dispositivo de avaliação convenientemente compreende um circuito, que, mediante detecção de um estado de desgaste predefinido, automaticamente desliga o dispositivo de acionamento. Dano significante ou dano total pode, portanto, ser evitado de forma segura e confiável. O circuito pode ser formado de maneira tal que um recomissionamento do dispositivo de agitação é possível somente depois da atuação de uma chave, que abre automaticamente no caso de desligamento automático.
[0008] De acordo com uma modalidade vantajosa adicional, o dispositivo para detectar o estado de desgaste compreende um dispositivo de exibição para exibir um estado operacional determinado pelo dispositivo de avaliação. O estado operacional pode ser o estado de desgaste da camisa corrediça e/ou um estado de parada de emergência. O dispositivo de exibição pode compreender dispositivo de sinalização óptico e/ou acústico. Entende-se por um “estado de parada de emergência” um estado provido como um resultado de um desligamento automático do dispositivo de acionamento no caso de detecção do estado de desgaste predefinido. O estado operacional pode certamente também ser exibido por meio de um computador em um dispositivo de monitoramento central.
[0009] O mancal de segurança pode compreender um embuchamento do mancal envolvendo a camisa corrediça, e o sensor é vantajosamente montado no embuchamento do mancal. O mancal de segurança pode também compreender um dispositivo de retenção para fixação em uma base do tanque de água residual, e o embuchamento do mancal é convenientemente fixado no dispositivo de retenção de forma desanexável. O embuchamento do mancal pode ser deslocável em particular em relação ao dispositivo de retenção, de maneira tal que ele pode ser ajustado com relação ao eixo de acionamento, mesmo uma vez que o dispositivo de retenção tenha sido fixado na base do tanque de água residual.
[0010] O sensor pode ser um sensor de campo magnético, uma bobina de indução, um contato de chave, ou um sensor de deformação ou vibração. Um sensor de campo magnético, em particular, uma chave Reed ou um sensor Hall, é vantajosamente usado. O uso de um sensor de campo magnético permite uma modalidade particularmente simples do dispositivo de avaliação.
[0011] Pelo menos um elemento de detecção detectável por meio do sensor é acomodado na camisa corrediça. Uma pluralidade de elementos de detecção é vantajosamente acomodada na camisa corrediça em um dispositivo distribuído na periferia da camisa corrediça. Os elementos de detecção são convenientemente uniformemente distribuídos na periferia. A pluralidade de elementos de detecção de acordo com uma modalidade particularmente vantajosa é provida na camisa corrediça a diferentes profundidades um do outro com relação a uma periferia externa da camisa corrediça. Quando a camisa corrediça é nova, todos os elementos de detecção são providos. Uma primeira frequência de pulso indicando o estado não desgastado da camisa corrediça é detectado pelo sensor a uma velocidade de rotação operacional predefinida do eixo de acionamento. Com o aumento do desgaste da camisa corrediça, os elementos de detecção providos em diferentes profundidades com relação à periferia externa da camisa corrediça se quebram em sucessão. A perda de cada elemento de detecção causa uma mudança na frequência de pulso detectado por meio do sensor. Por meio do dispositivo de avaliação, um sinal de exibição correspondente ao estado de desgaste para exibir por meio do dispositivo de exibição e/ou um sinal de parada de emergência para o desligamento automático do dispositivo de acionamento pode ser produzido a partir daí.
[0012] Com uso de um sensor de deformação ou vibração, é possível determinar o estado de desgaste da camisa corrediça a partir de um estado de vibração. Um contato de chave adicional pode também ser provido na camisa corrediça, cujo contato de chave é eletricamente condutivamente conectado no eixo de agitação, que é preferivelmente produzido de metal. Quando o contato de chave adicional entra em contato com o contato de chave provido no embuchamento do mancal, um circuito elétrico é fechado, que indica um certo estado de desgaste.
[0013] De acordo com uma modalidade adicional, o corpo de agitação é formado de uma maneira tipo hiperboloide. Um corpo de agitação deste tipo é conhecido, por exemplo, pela WO 2011/083063 A1.
[0014] Modalidades exemplares da invenção serão explicadas com mais detalhes a seguir com base nos desenhos, nos quais:Fig. 1 mostra uma vista lateral esquemática de um dispositivo de agitação,Fig. 2 mostra uma vista em perspectiva de um mancal de segurança,Fig. 3 mostra uma vista seccional de acordo com a Fig. 2,Fig. 4 mostra uma vista detalhada da região A na Fig. 3,Fig. 5 mostra uma vista seccional esquemática de um primeirodispositivo de detecção,Fig. 6 mostra uma primeira sequência de pulso no ângulo de rotação,Fig. 7 mostra uma segunda sequência de pulso no ângulo de rotação,Fig. 8 mostra uma terceira sequência de pulso no ângulo de rotação,Fig. 9 mostra um dispositivo de avaliação,Fig. 10 mostra circuito para desligamento automático,Fig. 11 mostra um vista seccional esquemática de um segundodispositivo de detecção,Fig. 12 mostra um primeiro perfil de deformação do embuchamento do mancal um no ângulo de rotação,Fig. 13 mostra um segundo perfil de deformação do embuchamento do mancal no ângulo de rotação, eFig. 14 mostra uma vista seccional esquemática de um terceiro dispositivo de detecção.
[0015] No caso do dispositivo de agitação mostrado na Fig. 1, um dispositivo de acionamento 1 é fixado acima de um tanque base 2, por exemplo, em uma ponte 3 que se estende sobre um tanque de água residual (não mostrado aqui). A base do tanque 2 se estende em uma direção horizontal. No estado montado mostrado, um eixo de acionamento 4 se estende em uma direção vertical a partir do dispositivo de acionamento 1, e um corpo de agitação hiperboloide 5 é montado no eixo de acionamento. Uma extremidade livre do eixo de acionamento 4 que se estende de um lado de baixo do corpo de agitação hiperboloide 5 é designada pelo sinal de referência E. Uma linha do anel 6 para alimentar ar em uma região por baixo do corpo de agitação hiperboloide 5 é provida entre a base do tanque 2 e o corpo de agitação hiperboloide 5. O sinal de referência 7 designa no geral um mancal de segurança montado na base do tanque 2, em cujo mancal a extremidade livre E do eixo de acionamento 4 é rotacionalmente mantida.
[0016] Fig. 2 a 4 mostram uma modalidade exemplar de um mancal de segurança 7. Ele compreende um dispositivo de retenção 8, que é formado de uma chapa metálica trapezoidal. Uma porção saliente 9 do dispositivo de retenção 8 é suportada na base do tanque 2 (não mostrada aqui) por meio de dois membros 10 que se estende a partir da porção. Um recesso 11 é provido na porção saliente 9, em cujo recesso é fixado um embuchamento do mancal 12. A extremidade livre E do eixo de acionamento 4 (não mostrado aqui com mais detalhes) é rotacionalmente mantida no embuchamento do mancal 12. O sinal de referência 13 designa um sensor montado no embuchamento do mancal 12. Um embuchamento corrediço ou camisa corrediça 14 é provido na extremidade livre E do eixo de acionamento 4 e pode ser produzido de um plástico ou metal. O material que forma a camisa corrediça 14 vantajosamente tem uma menor dureza que um material adicional que forma o embuchamento do mancal 12. O embuchamento do mancal 12 é normalmente produzido de metal, em particular aço. A camisa corrediça 14 é fixada por meio de um parafuso 14 ou similares montado na extremidade livre E do eixo de acionamento 4. Uma camisa corrediça desgastada 14 pode ser removida desanexando o parafuso 15 da extremidade livre E do eixo de acionamento 4 e pode ser usada em substituição a uma nova camisa corrediça 14. A camisa corrediça 14 é preferivelmente produzida de um material eletricamente não condutor ou um não magnético, preferivelmente de um plástico, tais como PBT, PTFE, PA 6 G, PA 6, PA 66, PA 12 G, PET, PEEK, POM ou similares.
[0017] Na camisa corrediça 14 mostrada na Fig. 3 e 4, elementos de detecção são acomodados, que podem ser detectados pelo sensor 13 quando eles são guiados além do sensor nas proximidades do mesmo. A título de exemplo, os elementos de detecção podem ser ímãs permanentes 16. Neste caso, a camisa corrediça 14 é produzida, por exemplo, de um plástico. Os ímãs permanentes 16 podem ser fundidos no plástico.
[0018] Fig. 5 mostra uma vista seccional esquemática de um primeiro dispositivo de detecção. Quatro ímãs permanentes 16 são acomodados na camisa corrediça 14, distribuídos uniformemente na periferia da mesma. Os ímãs permanentes 16 são arranjados em diferentes profundidades na camisa corrediça 14 com relação a uma periferia externa A. Na presente modalidade exemplar, um sensor de campo magnético, em particular um sensor Hall, é usado como sensor 13.
[0019] Fig. 6 mostra uma primeira sequência de pulso, detectada por meio do sensor 13, quando todos os ímãs permanentes 16 são contidos na camisa corrediça 14. Quatro pulsos são providos por revolução do eixo de acionamento 4.
[0020] Fig. 7 mostra uma segunda sequência de pulso. Aqui, em decorrência de desgaste da camisa corrediça 14, o ímã permanente 16 montado mais próximo da periferia externa A já se desprendeu. Neste caso, existem somente três pulsos por revolução do eixo de acionamento 7.
[0021] Na terceira sequência de pulso mostrada na Fig. 8, dois ímãs permanentes 16 já se desprenderam da camisa corrediça 14 em decorrência do maior desgaste. Neste caso, somente dois pulsos são gerados pelo sensor 13 por revolução.
[0022] Dependendo do número de pulsos por unidade de tempo ou da frequência de pulso, é possível exibir um estado de desgaste da camisa corrediça 14 fora do tanque de água residual por meio de um dispositivo de exibição. Além disso, o dispositivo de acionamento 1 pode ser automaticamente desligado dependendo da frequência de pulso a fim de evitar dano na extremidade livre E do eixo de acionamento 4 e/ou no embuchamento do mancal 12.
[0023] Fig. 9 e 10 mostram modalidades exemplares de um dispositivo de avaliação AW e de um circuito S para desligar automaticamente o dispositivo de acionamento. No caso do dispositivo de avaliação AW mostrado na Fig. 9, um sensor Hall, por exemplo, é suprido com uma tensão de medição por meio dos terminais 0V e 12V. Um sinal do sensor é detectado por meio do terminal E1. O dispositivo de avaliação AW é suprido com uma tensão de rede por meio das conexões A1 e A2, cuja tensão pode ser interrompida por uma primeira chave S1. É possível com uma segunda chave S2 restabelecer um relé R. Uma posição de chave do relé R é selecionada por meio do dispositivo de avaliação AW dependendo da frequência de pulso.
[0024] Fig. 10 mostra um circuito S para desligar automaticamente um motor M do dispositivo de acionamento 1 (não mostrado aqui). O sinal de referência Q1 designa um contactor, que é aberto durante mudança do relé R da posição da chave 11/12 para a posição da chave 11/14. Sinais de referência P3 e P4 designam lâmpadas de exibição, que exibem o estado comutado do contactor Q1. A título de exemplo, um dispositivo de sinalização acústico pode ser provido, em substituição, ou em adição à lâmpada de exibição P3, com cujo dispositivo de sinalização o desligamento automático do dispositivo de acionamento pode ser exibido.
[0025] Fig. 11 mostra uma vista seccional esquemática de um segundo dispositivo de detecção. Aqui, o sensor 13 é um sensor de deformação ou dobramento. A título de exemplo, ele pode ser um extensômetro magnetoestrictivo, um sensor de dobramento piezoelétrico, ou similares. Com um sensor 13 deste tipo, deformações ou vibrações do embuchamento do mancal 12 podem ser detectadas dependendo do ângulo de rotação do eixo de acionamento 4. Com aumento do desgaste da camisa corrediça 14, as deformações ou vibrações no embuchamento do mancal 12 aumentam com a rotação do eixo de acionamento 4.
[0026] Fig. 12 mostra uma deformação Δl no ângulo de rotação quando a camisa corrediça 14 não está desgastada, ou está pouquíssimo desgastada.
[0027] Fig. 13 mostra a deformação Δl do embuchamento do mancal 12 no ângulo de rotação, quando a camisa corrediça 14 está desgastada. Neste caso, as amplitudes da deformação Δl são maiores que um valor limite predefinido Δlg. Quando as amplitudes da deformação Δl excedem o valor limite Δlg, isto pode ser usado para gerar um sinal de parada para desligar o dispositivo de acionamento 1.
[0028] Fig. 14 mostra uma vista seccional esquemática de um terceiro dispositivo de detecção. A camisa corrediça 14 é neste caso provida com um pino de contato 17, que é eletricamente condutivamente conectado no eixo de acionamento 4 produzido de metal. A camisa corrediça 14 é neste caso produzida de um plástico, por exemplo. Aqui, um contato elétrico simples, que é conectado no embuchamento do mancal 12, similarmente produzido de metal, é usado como sensor 13. Por meio de uma simples medição de resistência, um estado pode ser identificado no qual o pino de contato 17 fica em contato com o embuchamento do mancal 12. Um sinal deste tipo pode ser usado similarmente para desligar o dispositivo de acionamento 1.
[0029] LISTA DE SINAIS DE REFERÊNCIA1 dispositivo de acionamento2 base do tanque3 ponte4 eixo de acionamento5 corpo de agitação6 linha do anel7 mancal de segurança8 dispositivo de retenção9 porção saliente10 membro 11 recesso12 embuchamento do mancal13 sensor14 camisa corrediça15 parafuso16 ímã permanente17 pino de contatoA periferia externaAW dispositivo de avaliaçãoA1, A2 conexãoE extremidade livreM motorP3, P4 lâmpada de exibiçãoQ1 contactorR reléS circuito51 primeiro chave52 segundo chave

Claims (9)

1. Dispositivo de agitação para água residual, compreendendo:um dispositivo de acionamento (1) com um eixo de acionamento (4) se estendendo verticalmente a partir dele no estado montado,um corpo de agitação (5) montado no eixo de acionamento (4), eum mancal de segurança (7), no qual uma extremidade livre (E) do eixo de acionamento (4) é rotacionalmente mantida,caracterizado pelo fato de queuma camisa corrediça (14) montada na extremidade livre (E) do eixo de acionamento (4), eum dispositivo (13, 16, 17) para detectar um estado de desgaste da camisa corrediça (14),em que o dispositivo (13, 16, 17) para detectar o estado de desgaste compreende um sensor (13) montado no mancal de segurança (7) e um dispositivo de avaliação (AW) para avaliar os sinais entregues pelo sensor (13), euma pluralidade de ímãs permanentes (16) detectável por meio do sensor (13) é acomodado na, e distribuído sobre uma periferia da, camisa corrediça (14), ea pluralidade de ímãs permanentes é fornecida na camisa corrediça em diferentes profundidades um do outro comem relação a uma periferia externa da camisa corrediça.
2. Dispositivo de agitação, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de avaliação (AW) compreende um circuito (S), que desliga automaticamente o dispositivo de acionamento (1) mediante detecção de um estado de desgaste predefinido da camisa corrediça.
3. Dispositivo de agitação, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dispositivo (13, 16, 17) para detectar o estado de desgaste compreende um dispositivo de exibição (P3, P4) para exibir um estado operacional determinado pelo dispositivo de avaliação (AW).
4. Dispositivo de agitação, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o estado operacional é o estado de desgaste da camisa corrediça (14) ou um estado de parada de emergência.
5. Dispositivo de agitação, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o mancal de segurança (7) compreende um embuchamento do mancal (12) envolvendo a camisa corrediça (14) e o sensor (13) é montado no embuchamento do mancal (12).
6. Dispositivo de agitação, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o mancal de segurança (7) compreende um dispositivo de retenção (8) para fixação em uma base (2) de um tanque de água residual e o embuchamento do mancal (12) é fixado no dispositivo de retenção (8) de forma separável.
7. Dispositivo de agitação, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o sensor é um sensor de campo magnético, eo campo magnético é uma chave Reed ou um sensor Hall.
8. Dispositivo de agitação, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que uma pluralidade de ímãs permanentes (16) é distribuída uniformemente na periferia da camisa corrediça.
9. Dispositivo de agitação, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o corpo de agitação (5) é formado de uma maneira tipo hiperboloide.
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