BR112019016787B1 - Parafuso de centrífuga sem fim de invólucro sólido - Google Patents

Abstract

A presente invenção refere-se a um parafuso transportador de centrífuga decantadora com uma rosca sem fim caracterizado pelo fato de que a rosca sem fim é concebida para ter uma área seccional transversal de rosca perfilada.

Description

Antecedentes da Invenção

[001] A presente invenção refere-se a um parafuso de centrífuga sem fim de invólucro sólido (Solid Bowl) que tem uma rosca sem fim. A invenção se refere, além disso, a um método de produção de tal parafuso de centrífuga sem fim de invólucro sólido.

[002] Os parafusos de centrífuga sem fim de invólucro sólido conhecidos compreendem um tambor rotativo e um tambor localizado no mesmo. O parafuso transportador de uma centrífuga decantadora usualmente tem um cubo de rosca de formato cilíndrico oco ou tubular, respectivamente, no qual uma rosca sem fim é embutida. A rosca sem fim geralmente se estende como uma chapa metálica enrolada por fora em torno de um cubo de rosca. A chapa metálica, desse modo, se projeta radialmente para fora aproximadamente em um ângulo reto até o ponto em que a rosca sem fim quase contata o tambor que a envolve.

[003] Quando o tambor está girando, então, a rosca sem fim que gira igualmente submerge em uma mistura de fases presente dentro do tambor. A partir da mistura de fases, a rosca sem fim transporta uma primeira fase pesada ou mais densa, respectivamente, a qual está se separando radialmente para fora. Uma segunda fase mais leve ou menos densa, respectivamente, enquanto isso, se acumula radialmente no interior. Dependendo do campo de aplicação, a primeira fase pesada compreende frequentemente sólidos particularmente pesados, tais como terra, areia e pedras.

[004] Especialmente com tais sólidos pesados, granulares, a carga sobre o parafuso transportador da centrífuga decantadora é muito grande em coacção com as altas velocidades de rotação do tambor.

Tarefa Subjacente

[005] A invenção se baseia na tarefa de criar um parafuso de centrífuga sem fim de invólucro sólido que resiste com segurança a estas cargas em todos os estados operacionais e que pode ser produzido simultaneamente de maneira particularmente econômica. Solução de Acordo Com a Invenção

[006] De acordo com a invenção, esta tarefa é resolvida com um parafuso de centrífuga sem fim de invólucro sólido que tem uma passagem de parafuso a qual é concebida para ter uma superfície seccional transversal de rosca perfilada. A invenção é ainda dirigida a um método de produção de um parafuso de centrífuga sem fim de invólucro sólido em que a rotação do parafuso de centrífuga sem fim de invólucro sólido é concebida para ter uma superfície seccional transversal de rosca perfilada.

[007] De acordo com a invenção, a rosca sem fim é um parafuso transportador de uma centrífuga decantadora que não é concebido como uma chapa metálica enrolada pelo que, como tal, teria uma espessura constante e, consequentemente, vista na seção transversal, representaria uma retângulo. A rosca sem fim é, em vez disso, concebida de uma maneira direcionada com uma superfície seccional transversal de rosca perfilada a qual, como tal, é concebida para ser, em particular, de espessura diferente na direção radial.

[008] Com a superfície seccional transversal de rosca perfilada desta maneira, a rosca sem fim pode ser adaptada seção por seção às suas situações de cargas estáticas e dinâmicas de uma maneira direcionada. Ao fazê-lo, é possível criar uma rosca sem fim a qual, com os mesmos ou até custos menores, resiste às cargas mais altas e também tem uma vida útil mais longa com baixo gasto de material e também baixo esforço de produção. Vantagens Adicionais da Invenção

[009] Em um desenvolvimento vantajoso adicional da invenção, a superfície seccional transversal da rosca é concebida para ter uma base de rosca, a qual é mais grossa comparado com um estreitamento de rosca. A base de rosca mais grossa forma uma conexão estaticamente estável para um estreitamento de rosca e uma cabeça de rosca que se projetam radialmente para fora a partir deste local. O estreitamento de rosca pode, desse modo, ser concebido para ser mais fino do que no caso de roscas sem fim convencionais. É ainda mais vantajoso conceber a rosca sem fim como um todo para afunilar radialmente para fora.

[0010] De preferência, na transição para um cubo de rosca, a superfície seccional transversal de rosca é ainda concebida para ter um arredondamento, obliquidade ou chanfro. A transição do cubo de rosca para o cubo de rosca, o qual é concebido de forma côncava e simultaneamente arredondada dessa maneira, diminui o efeito de entalhe que prevalece neste local e, assim, aumenta a força estática e dinâmica naquele local. A rosca sem fim é, assim, de preferência, acoplada ao cubo de rosca por meio de uma conexão direta relacionada à soldagem.

[0011] Em uma outra modalidade vantajosa da invenção, a superfície seccional transversal de rosca é concebida para ter uma base de rosca que tem duas tramas de suporte dirigidas principalmente de forma radial e um espaço livre localizado entre as mesmas. Visto na seção transversal, as tramas de suporte formam, assim, quase duas pernas que levam a uma maior estabilidade de um conjunto de rosca sem fim deste tipo. O conjunto deste tipo pode, além disso, ser concebido para ter particularmente pouco consumo de material. Uma massa simultaneamente pequena do conjunto em geral também está associada a relativamente pouco material. No que se refere ao comportamento de aceleração do conjunto em geral, isto é particularmente vantajoso.

[0012] Pelo menos uma das tramas de suporte é, de preferência, penetrada por pelo menos uma abertura de passagem. A abertura da passagem reduz ainda mais a massa total resultante. A abertura de passagem ainda pode, vantajosamente, ser usada de uma maneira direcionada para a passagem de substâncias clarificadas e para orientação dos fluidos de controle.

[0013] A pelo menos uma abertura de passagem é, de preferência, formada apenas na trama de suporte voltada para o lado de raspagem da rosca sem fim. A rosca sem fim concebida desta maneira é, então, concebida de forma holoédrica em seu lado de raspagem, enquanto que um suporte adicional é criado em seu lado posterior por meio de tramas de suporte rompidas. Este suporte é, ao mesmo tempo, particularmente leve ou de baixa massa, respectivamente.

[0014] A superfície seccional transversal de rosca ainda se estende, vantajosamente, com uma primeira porção na direção radial e é inclinada com uma segunda porção na direção radial do parafuso transportador. Visto na seção transversal, a rosca sem fim deste tipo tem, assim, uma cabeça de rosca, a qual é inclinada na direção axial. A cabeça de rosca inclinada pode ser usada de maneira direcionada de modo a obter um efeito de empurrar que é dirigido radialmente para dentro, ou efeito de raspagem, respectivamente, ou um efeito de raspagem ao empurrar, o qual é direcionado radialmente para fora, por meio da rosca sem fim. O ângulo de inclinação ou obliquidade, respectivamente, da cabeça de rosca para a direção radial está, assim, de preferência entre 5° e 45°, em particular entre 7° e 30°.

[0015] De acordo com uma outra modalidade vantajosa da invenção, a superfície seccional transversal de rosca é concebida para ser curvada na direção radial pelo menos em uma parte. É criada uma cuba com uma forma seccional transversal curvada a qual, em uma distância radial ao eixo de rotação do tambor, transporta uma fase depositada neste local para a frente, de modo a ser acumulada de uma maneira direcionada. Além disso, esta cuba cria um reforço adicional dentro da rosca sem fim a qual, de outra maneira, é alinhada apenas radialmente para fora.

[0016] A superfície seccional transversal de rosca é, vantajosamente, ainda concebida no parafuso de centrífuga sem fim de invólucro sólido de acordo com a invenção com uma cabeça de rosca que é mais grossa comparado com um estreitamento de rosca. A cabeça de rosco grossa forma um tipo de borda de raspagem que tem um efeito adicionalmente de reforço. A borda de raspagem é, vantajosamente, dotada de um revestimento resistente ao desgaste.

[0017] De uma maneira vantajosa de acordo com a invenção, a rosca sem fim de acordo com a invenção é produzida por meio de conformação através de soldagem por deposição. De uma maneira vantajosa de acordo com a invenção, a rosca sem fim de acordo com a invenção é produzida por meio de soldagem com um gás de soldagem ativo e reativo ou com um gás de soldagem inerte como a conformação através de soldagem por deposição. Tais métodos de soldagem são também denominados de soldagem MAG ou MIG ou como soldagem com gás ativo ou gás inerte. Como um todo, tais métodos são denominados como soldagem a arco de metal com gás de proteção (MSG). Estes métodos de soldagem são definidos na norma EN ISO 4063: Processos 135 e 131.

[0018] Além disso, de preferência, um gás de soldagem de determinados subgrupos de gases de soldagem é, de acordo com a invenção, selecionado de uma maneira direcionada. De acordo com a norma DIN EN ISO 14175, os gases de soldagem são classificados nos grupos principais I, M1 M2, M3, C, R, N, O e Z. A partir dos gases de solda destes grupos principais, de preferência, são selecionados apenas aqueles gases de soldagem que caem nos grupos principais I, M1, M2 e N. De acordo com a invenção, outros gases de soldagem são intencionalmente isentos, uma vez que estes gases de soldagem não são dirigidos à solução visada de acordo com a invenção, conforme foi mostrado de acordo com a invenção.

[0019] O grupo principal I compreende gases de soldagem que têm 100 por cento em volume nominal de argônio (subgrupo 1), 100 por cento em volume nominal de hélio (subgrupo 2) e 0,5 a 95 por cento em volume nominal de hélio, bem como uma parte restante de argônio (subgrupo 3). Estes gases de soldagem são completamente inertes.

[0020] O grupo principal M1, subgrupo 1, compreende gases de soldagem que têm 0,5 a 5,0% em volume nominal de dióxido de carbono, 0,5 a 5,0% em volume nominal de hidrogênio, bem como uma parte restante de argônio ou hélio. Estes gases de soldagem são levemente oxidantes e apenas levemente redutores. O grupo principal M1, subgrupo 2, compreende gases de soldagem que têm 0,5 a 5,0% em volume nominal de dióxido de carbono, bem como uma parte restante de argônio ou hélio. Estes gases de soldagem são levemente oxidantes. O grupo principal M1, subgrupo 3, compreende gases de soldagem que têm 0,5 a 3,0 por cento em volume nominal de oxigênio, bem como uma parte restante de argônio ou hélio. Estes gases de soldagem também são levemente oxidantes. O grupo principal M1, subgrupo 4, compreende gases de soldagem que têm 0,5 a 5,0 por cento em volume nominal de dióxido de carbono, 0,5 a 3 por cento em volume nominal de oxigênio, bem como uma parte restante de argônio ou hélio. Estes gases de soldagem são, mais uma vez, levemente oxidantes.

[0021] O grupo principal M2, subgrupo 0, compreende gases de soldagem que têm 5,0 a 15,0 % em volume nominal de dióxido de carbono, bem como uma parte restante de argônio ou hélio. Estes gases de soldagem são levemente oxidantes. O grupo principal M2, subgrupo 1, compreende gases de soldagem que têm 15,0 a 25,0 por cento em volume nominal de dióxido de carbono, bem como uma parte restante de argônio ou hélio. Estes gases de soldagem também são levemente oxidantes. O grupo principal M2, subgrupo 2, compreende gases de soldagem que têm 3,0 a 10,0 por cento em volume nominal de oxigênio, bem como uma parte restante de argônio ou hélio. Estes gases de soldagem também são, da mesma forma, levemente oxidantes. O grupo principal M2, subgrupo 3, compreende gases de soldagem que têm 0,5 a 5,0 por cento em volume nominal de dióxido de carbono, 3,0 a 10,0 por cento em volume nominal de oxigênio, bem como uma parte restante de argônio ou hélio. O grupo principal M2, subgrupo 4, compreende gases de soldagem que têm 5,0 a 15,0 % em volume nominal de dióxido de carbono, 0,5 a 3,0 % em volume nominal de oxigênio, bem como uma parte restante de argônio ou hélio. O grupo principal M2, subgrupo 5, compreende gases de soldagem que têm 5,0 a 15,0 por cento em volume nominal de dióxido de carbono, 3,0 a 10,0 por cento em volume nominal de oxigênio, bem como uma parte restante de argônio ou hélio. O grupo principal M2, subgrupo 6, compreende gases de soldagem que têm 15,0 a 25,0 % em volume nominal de dióxido de carbono, 0,5 a 3,0 % em volume nominal de oxigênio, bem como uma parte restante de argônio ou hélio. O grupo principal M2, subgrupo 7, compreende gases de soldagem que têm 15,0 a 25,0 por cento em volume nominal de dióxido de carbono, 3,0 a 10,0 por cento em volume nominal de oxigênio, bem como uma parte restante de argônio ou hélio. Estes gases de soldagem também são levemente oxidantes.

[0022] O grupo principal N, subgrupo 1, compreende gases de soldagem que têm 100 por cento em volume nominal de nitrogênio. O grupo principal N, subgrupo 2, compreende gases de soldagem que têm 0,5 a 5,0 % em volume nominal de nitrogênio, bem como uma parte restante de argônio ou hélio. O grupo principal N, subgrupo 3, compreende gases de soldagem que têm 5,0 a 50,0 por cento em volume nominal de nitrogênio, bem como uma parte restante de argônio ou hélio. O grupo principal N, subgrupo 4, compreende gases de soldagem que têm 0,5 a 1,0 por cento em volume nominal de hidrogênio, 0,5 a 5,0 por cento em volume nominal de nitrogênio, bem como uma parte restante de argônio ou hélio. O grupo principal N, subgrupo 5, compreende gases de soldagem que têm 0,5 a 50,0 por cento em volume nominal de hidrogênio, bem como uma parte restante de nitrogênio. Estes gases de soldagem são todos de reação lenta, são inertes com um elevado teor de argônio ou hélio, e são apenas levemente redutores, mesmo com um aumento no teor de hidrogênio.

[0023] Em sumário, consequentemente, os gases de soldagem são selecionados, de acordo com a invenção, de um modo direcionado, os quais são inertes, levemente oxidantes e/ou levemente redutores. Conforme foi demonstrado de acordo com a invenção, em tal processo de conformação através de soldagem por deposição, pode-se trabalhar com um cordão de solda de baixa oxidação e, em grande parte, sem escória. Assim, as costuras de soldagem ou cordões de solda podem ser sobrepostos de uma maneira particularmente bem fixada e firmemente colados e aderidos uns aos outros. Além disso, pode-se trabalhar em uma velocidade de soldagem particularmente rápida, permitindo tempos de fabricação curtos. A vantagem real da velocidade de soldagem rápida é que o cubo de rosca e os cordões de solda já aplicados são apenas levemente aquecidos seletivamente durante a soldagem. Assim, apenas pouca distorção ou deformação é gerada. Porém, a vantagem particular do procedimento de acordo com a invenção é, surpreendentemente, que tal soldagem por deposição resulta em uma resistência ao desgaste particularmente elevada da superfície de rosca assim produzida.

[0024] Em um desenvolvimento adicional vantajoso da invenção, o gás de soldagem inclui uma porção de dióxido de carbono nominalmente menor do que vinte por cento em volume. Um teor tão baixo de dióxido de carbono permite que os aços estruturais sejam processados por meio de soldagem pulsada de uma maneira vantajosa de acordo com a invenção. Ao mesmo tempo, é possível uma combustão comparativamente alta do fio de solda. Isto resulta em uma elevada deposição em massa durante a soldagem e uma operação particularmente rápida. De preferência, um gás de soldagem é ainda usado como gás de soldagem que inclui uma porção de oxigênio de nominalmente menos de três por cento em volume. Tais gases de soldagem têm um efeito oxidante particularmente baixo. Além disso, os gases de soldagem que incluem uma elevada porção de argônio são particularmente baratos.

[0025] Particularmente de preferência, o dispositivo de soldagem a gás de proteção de acordo com a invenção é operado usando um arco elétrico pulsado. Tal arco elétrico pulsado permite que o derretimento do fio de solda seja controlado com precisão no dispositivo de soldagem a gás de proteção. Além disso, a entrada de calor na peça de trabalho pode ser mantida particularmente baixa de uma maneira direcionada, e a deformação causada pela temperatura pode ser mantida particularmente baixa.

[0026] A corrente de soldagem elétrica do dispositivo de soldagem a arco elétrico pulsado deste tipo se caracteriza, de preferência, por uma corrente de base de menos de 200 Amperes e uma corrente de pulso maior do que 200 Amperes. Tais correntes de soldagem são vantajosas em um acúmulo de material particularmente preciso em um desempenho de fusão comparativamente baixo. Um gás de soldagem que têm 98 por cento em volume nominal de argônio e 2 por cento em volume nominal de dióxido de carbono é, assim, usado como gás de soldagem.

[0027] É ainda particularmente vantajoso operar o dispositivo de soldagem a gás de proteção de acordo com a invenção usando um arco elétrico curto, em particular um arco elétrico curto com redução de energia. Tal método que usa um arco elétrico curto também é denominado como arco frio, consequentemente, um método que usa um arco elétrico particularmente frio. Para conseguir um arco elétrico que derreta de forma intensa, um pulso de fusão reforçado é trabalhado de uma maneira particularmente vantajosa.

[0028] De uma maneira vantajosa, a primeira camada de soldagem é ainda formada para ser mais larga do que a segunda camada de soldagem durante a soldagem por deposição. Em particular, isto é feito pelo fato de que o dispositivo de soldagem a gás de proteção é operado em uma corrente de soldagem maior durante a aplicação da primeira camada de soldagem do que durante a aplicação da pelo menos a segunda camada de soldagem. Alternativamente, para a primeira camada de soldagem, a soldagem pode ser feita de maneira oscilante, em uma velocidade de soldagem mais lenta ou em uma maior taxa de alimentação do fio. Usando tal procedimento, a primeira camada de soldagem é realizada para ter uma aplicação em massa particularmente forte ou grande. A primeira camada de soldagem de um volume tão grande é, então, sobreposta por uma segunda camada de soldagem que tem menos volume e, consequentemente, é mais estreita. Ao todo, uma base ou suporte arredondado é produzido no corpo de base da peça de trabalho, corpo de base o qual tem poucos efeitos de entalhe e, assim, uma elevada rigidez.

[0029] De uma maneira particularmente vantajosa, o dispositivo de soldagem a gás de proteção é operado usando um fio de soldagem ou, vantajosamente, também dois fios de soldagem (método de soldagem dupla) que têm um diâmetro a partir de 0,5 mm a 3,0 mm, de preferência a partir de 10 mm a 16 mm. Surpreendentemente, é exatamente este diâmetro de fio de soldagem que resulta na elevada velocidade de soldagem e, ao mesmo tempo, em uma deformação provocada pelo calor particularmente baixa. Particularmente preferidos são filmes de soldagem individuais ou camadas de soldagem que têm uma largura de 6 a 7 mm. Especialmente, uma fita de soldagem de seção transversal retangular é vantajosa.

[0030] O corpo base da peça de trabalho de acordo com a invenção é, de preferência, movido durante a fabricação da peça metálica. Juntamente com o movimento, a peça de trabalho é orientada durante seu local de soldagem, de modo que uma posição ideal seja alcançada para a camada de soldagem aplicada. Ao fazê-lo, a camada de soldagem é aplicada de um modo particularmente preferido a uma superfície horizontal. Também é vantajoso se a camada de soldagem for aplicada a uma superfície que se eleva levemente na direção da soldagem. O ângulo de inclinação está, de preferência, entre 5° e 15°, vantajosamente entre 7° e 10°. O corpo de base é, correspondente e vantajosamente, movido de modo que uma superfície de soldagem horizontal ou uma superfície de soldagem que se eleva ligeiramente na direção de soldagem do dispositivo de soldagem a gás de proteção esteja presente no local de soldagem do dispositivo de soldagem a gás de proteção.

[0031] Em um desenvolvimento adicional vantajoso da invenção, a rosca sem fim é concebida para ter um passo de rosca variável na direção longitudinal do parafuso transportador. Tal passo de rosca variável permite que a velocidade de transporte de material, em particular o transporte da fase pesada, seja ajustada na direção longitudinal do parafuso transportador, conforme necessário. Um passo de rosca pequeno melhora o transporte de material para um sólido que é difícil de transportar. Tal passo de rosca variável, o qual é vantajoso de acordo com a invenção, pode ser produzido por meio de conformação através de soldagem por deposição de uma maneira particularmente rápida e simples em uma grande variabilidade e baixo custo de mão-de-obra. Simplesmente, diferentes faixas de passo precisam ser inseridas em um dispositivo de processamento de dados que controla um dispositivo de soldagem automático.

[0032] Convenientemente rápido, fácil e econômica de produzir, a rosca sem fim de acordo com a invenção pode, vantajosamente, ser concebida como uma rosca com múltiplos filetes por meio de conformação através de soldagem por deposição. Tal rosca com múltiplos filetes compreende uma pluralidade de curvas helicoidais congruentes ou hélices como roscas, as quais são deslocadas umas em relação às outras em seu passo de rosca. Por meio de tal rosca sem fim que tem uma rosca com múltiplos filetes, um grande movimento axial pode ser gerado em uma rotação comparativamente pequena. Isto permite que um transporte de material particularmente rápido seja alcançado na direção longitudinal da rosca sem fim.

[0033] De acordo com a invenção, a rosca sem fim é, de preferência, dotada de um peso de balanceamento o qual é, da mesma forma, produzido por meio de conformação através de soldagem por deposição. Com um peso de balanceamento deste tipo, as distribuições de massa irregulares e desequilíbrios de construção podem ser compensados na rosca sem fim e no cubo de rosca associado à mesma. O peso de balanceamento individual pode ser soldado à rosca sem fim de uma maneira particularmente precisa em relação ao local e tamanho. Além disso, o acúmulo do peso de balanceamento soldado por deposição desta forma é, particularmente, aplicado de forma estável à rosca sem fim como um resultado da aplicação de material firmemente aderido. Os custos com balanceamento são, assim, consideravelmente reduzidos. Em particular, nas altas velocidades rotacionais predominantes durante a operação de centrífugas decantadoras, tal posicionamento estável e localmente preciso do peso de balanceamento único é de grande benefício. O desequilíbrio e as vibrações causadas, de outra forma, afetariam quase todos os componentes por uma carga múltipla.

[0034] Em um desenvolvimento adicional vantajoso da invenção, a rosca sem fim é concebida para ter um passo de rosca variável na direção longitudinal do parafuso transportador. Tal passo de rosca variável permite que a velocidade do transporte de material, em particular o transporte da fase pesada, seja ajustada na direção longitudinal do parafuso transportador, conforme necessário. Um pequeno passo de rosca permite um transporte de material altamente preciso por unidade de tempo. Além disso, um pequeno passo de rosca é vantajoso, em particular, no caso de um material particularmente pesado, porque é necessário um consumo de energia correspondentemente menor para este transporte de material. Isto economiza não apenas o desgaste da rosca sem fim, mas os componentes que suportam o parafuso transportador também sofrem um desgaste significativamente menor. Tal passo de rosca variável, o qual é vantajoso de acordo com a invenção, pode ser produzido de um modo particularmente rápido e fácil com alta variabilidade e baixo custo de mão-de-obra por meio de conformação através de soldagem por deposição. Apenas diferentes faixas de passo precisam ser inseridas em um dispositivo de processamento de dados que controla um dispositivo de soldagem automática.

[0035] Além disso, é vantajoso dotar a rosca sem fim com pelo menos uma abertura de passagem a qual permeia completamente a rosca sem fim e a qual é, da mesma forma, produzida por meio de conformação através de soldagem por deposição. Tal abertura de passagem permite uma evacuação consideravelmente mais rápida e mais econômica da fase mais leve presente radialmente no interior quando comparado com uma evacuação por meio de uma rosca sem fim sem a abertura de passagem. Sem a abertura de passagem, a fase leve presente radialmente no interior deve fluir ao longo de todos os enrolamentos da rosca sem fim contra a direção de transporte da fase pesada presente radialmente no lado de fora. Este percurso ao longo dos enrolamentos é consideravelmente mais longo quando comparado com um percurso que a fase leve tem de cobrir ao passar através da pelo menos uma abertura de passagem. De acordo com a invenção, a abertura de passagem deste tipo pode, de preferência, ter sido entalhada dentro da superfície de rosca já durante a conformação através de soldagem por deposição da rosca sem fim. A rosca sem fim é, assim, produzida em apenas uma etapa de trabalho de uma maneira particularmente rápida e econômica.

[0036] Além disso, um disco com efeito de represamento na forma de uma chicana, disco submerso ou disco de flutuação é formado na rosca sem fim de uma maneira vantajosa de acordo com a invenção, disco o qual que é igualmente produzido por meio de conformação através de soldagem por deposição. Um disco fabricado de tal maneira pode ser montado especialmente no cubo de rosca associado de uma maneira particularmente estável, simples e econômica. Neste caso, o disco que tem um efeito de represamento é, de preferência, montado no cubo de rosca, onde não está localizada nenhuma lâmina de rosca. Particularmente de preferência, o disco com efeito de represamento está presente em uma porção cônica do cubo de rosca, por trás do qual há apenas a fase pesada a ser evacuada na direção de descarga da fase pesada. O disco com efeito de represamento termina, assim, com seu diâmetro radialmente mais para o interior do que o tambor e, portanto, serve como um vertedouro para evitar que a fase mais leve presente radialmente no interior seja movida para a frente na direção de descarga da fase pesada.

[0037] Além disso, um raspador é, vantajosamente, formado na rosca sem fim de acordo com a invenção, raspador o qual é igualmente produzido por meio de conformação através de soldagem por deposição. Produzido de tal maneira, o raspador também é particularmente rentável de produzir e particularmente estável durante operação. É precisamente este tipo de raspador que precisa ser particularmente estável e capaz de suportar impactos de alta força. Em uma área terminal da rosca sem fim, localizada na direção de descarga da fase pesada, o raspador tem a função de raspar a fase pesada, em particular os sólidos, da rosca sem fim.

[0038] A invenção se refere, além disso, a um método de produção de um parafuso de centrífuga sem fim de invólucro sólido, no qual a rosca sem fim é produzida por meio de conformação através de soldagem por deposição.

Breve Descrição dos Desenhos

[0039] A seguir, exemplos de modalidades da solução de acordo com a invenção são explicados em mais detalhes com base nos desenhos esquemáticos anexos. São mostrados na:

[0040] Figura 1 uma primeira parte de uma seção longitudinal de um parafuso de centrífuga sem fim de invólucro sólido de acordo com a invenção,

[0041] Figura 2 uma segunda parte da seção longitudinal de acordo com a Figura 1,

[0042] Figura 3 uma vista lateral do corte III de acordo com a Figura 1,

[0043] Figura 4 detalhe IV de acordo com a Figura 1 em uma representação ampliada,

[0044] Figura 5 vista superior V de acordo com a Figura 2,

[0045] Figura 6 variantes do detalhe VI de acordo com a Figura 2,

[0046] Figura 7 uma primeira variante da vista VII de acordo com a Figura 5,

[0047] Figura 8 uma segunda variante da vista VII de acordo com a Figura 5,

[0048] Figura 9 uma terceira variante da vista VII de acordo com a Figura 5, e

[0049] Figura 10 uma quarta variante da vista VII de acordo com a Figura 5.

Descrição Detalhada da Modalidade Exemplificativa

[0050] Nas Figuras 1 a 10, é ilustrada um parafuso transportador 10 de uma centrífuga decantadora o qual deve ser produzido como uma peça de trabalho mencionada aqui. O parafuso transportador 10 inclui um eixo de rotação 12 que define uma direção axial 14 e uma direção radial 16.

[0051] O parafuso transportador 10 é circundado por um tambor 18 e tem a finalidade de descarregar, a partir de uma fase misturada (não mostrada) dentro do tambor 18, uma fase pesada na direção axial 14. O parafuso transportador 10 é concebido para ter um cubo de rosca central 20 e uma rosca sem fim 22 que envolve o mesmo em um formato helicoidal.

[0052] Além disso, é fornecido um dispositivo de soldagem a gás de proteção 24 por meio do qual a rosca sem fim 22 é produzida em conformação através de soldagem por deposição. Para esta finalidade, uma primeira camada de soldagem 26 é aplicada ao cubo de rosca 20 e depois uma segunda camada de soldagem 28 é aplicada à dita primeira camada por meio do dispositivo de soldagem a gás de proteção 24. Além disso, outras camadas de soldagem foram aplicadas desta forma umas por cima das outras ou umas sobre as outras. Assim, um elemento helicoidal bidimensional ou uma superfície em formato de parafuso transportador foi gerada, a qual forma a rosca sem fim 22.

[0053] Quando a rosca sem fim 22 é produzida desta maneira por meio de conformação através de soldagem por deposição, o cubo de rosca 20 serve como um primeiro corpo de base e é movido durante a produção. O cubo de rosca 20 é, em particular, girado em torno de seu eixo de rotação 12 enquanto o dispositivo de soldagem a gás de proteção 24 é, ao mesmo tempo, deslocado na direção axial 14 e é, neste caso, elevado gradualmente na direção radial 16.

[0054] O dispositivo de soldagem a gás de proteção 24 compreende um fio de soldagem 30 e é operado no método MSG com um gás de proteção 32. Atualmente, o gás de proteção 32 é selecionado a partir de um dos subgrupos dos grupos principais I, M1, M2 ou N de acordo com a norma DIN EN ISO 14175 e inclui uma porção de dióxido de carbono de nominalmente menos de vinte por cento em volume, bem como uma porção de oxigênio de nominalmente menos de três por cento em volume. Deste modo, um arco elétrico 34 o qual é realizado, no presente caso, como um arco elétrico pulsado, é gerado por meio do dispositivo de soldagem a gás de proteção 24.

[0055] A rosca sem fim 22 pode, deste modo, ser obtida de um modo particularmente fácil e em baixo custo para ter um baixo empenamento e, ao mesmo tempo, particularmente resistente ao desgaste. Em particular, uma rosca com múltiplos filetes também pode ser produzida de uma maneira simples. A rosca sem fim 22 também pode ser concebida para ter um passo de rosca 36 que varia na direção axial 14 ou na direção longitudinal do parafuso transportador 10 e, assim, é dimensionada de modo diferente.

[0056] Por meio de conformação através de soldagem por deposição, um peso de balanceamento 38 pode ainda ser produzido ao mesmo tempo sobre a rosca sem fim 22. Por meio de pontos de soldagem simples e/ou acumulações maiores de material de soldagem, o peso de balanceamento 38 pode ser dimensionado de forma precisa e individualmente no local. O esforço de balanceamento é, assim, consideravelmente reduzido.

[0057] A rosca sem fim 22 é ainda dotada de várias aberturas de passagem 40 de uma maneira muito simples e sem processos de corte de metal, uma vez que ela é produzida por meio de conformação através de soldagem por deposição.

[0058] Também, um disco 42 que tem um efeito de represamento é, ao mesmo tempo, produzido na rosca sem fim 22 por meio de conformação através de soldagem por deposição. O disco 42 pode atuar como uma chicana, mas também como um disco submerso ou disco de flutuação.

[0059] Além disso, um raspador 44 também é moldado na rosca sem fim 22 em sua área terminal no cubo de rosca 20 por meio de conformação através de soldagem por deposição.

[0060] Uma transição 46 desde o cubo de rosca 20 até a rosca sem fim 22 é concebida por meio de conformação através de soldagem por deposição como um arredondamento, obliquidade ou chanfro. Para esta finalidade, a primeira camada de soldagem 26, conforme ilustrado na Figura 4, é produzida para ser mais larga do que a segunda camada de soldagem 28 colocada por acima. A camada de soldagem mais larga 26 é, em particular, produzida usando uma corrente de soldagem mais elevada, um método de soldagem oscilante ou uma taxa de alimentação de soldagem menor.

[0061] Uma superfície de rosca lateral 48 da rosca sem fim 22 foi mecanicamente pós-processada após sua produção por meio de soldagem por deposição. No entanto, este pós-processamento não é absolutamente necessário. Opcionalmente, foi produzido um revestimento resistente ao desgaste 50 de carboneto de tungstênio sobre a superfície de rosca 48. Este revestimento também foi produzido como uma única camada por meio de soldagem por deposição do dispositivo de soldagem a gás de proteção 24.

[0062] A superfície de rosca seccional transversal 52 da rosca sem fim 22 é, vantajosamente, formada em diversas variantes de acordo com a Figura 6 para ser perfilada. Neste caso, a superfície de rosca seccional transversal 52 inclui, radialmente no interior, uma base de rosca 54, radialmente mais para fora, um estreitamento de rosca 56 e, radialmente mais afastada para fora, uma cabeça de rosca 58.

[0063] A superfície de rosca seccional transversal 52 é concebida, de acordo com as duas variantes na Figura 6 no lado esquerdo superior, para se afunilar radialmente para fora na direção radial 16. De acordo com uma variante na Figura 6 na parte superior no meio e duas variantes na Figura 6 no lado inferior direito, a superfície de rosca seccional transversal perfilada 52 tem uma cabeça de rosca 58 que é concebida para ser mais grossa na direção axial 14.

[0064] Em diversas variantes, uma borda de raspagem 60 axialmente inclinada na direção de raspagem e que traz o revestimento 50 é formada na cabeça de rosca 58.

[0065] De acordo com três variantes na Figura 6 na parte superior no meio, a superfície de rosca seccional transversal 52 tem uma primeira trama de suporte 62 e uma segunda trama de suporte 64, em que as tramas de suporte 62 e 64 são direcionadas principalmente na direção radial. Um espaço livre 66 está presente entre as tramas de suporte 62 e 64 na direção axial. Deste modo, é criada uma construção leve e, ao mesmo tempo, estaticamente estável em particular.

[0066] Uma abertura de passagem 68 penetra pelo menos uma das tramas de suporte 62 e 64 e está localizada, em particular, na segunda trama de suporte 64 voltada para o lado oposto ao lado de raspagem 70 da rosca sem fim 22.

[0067] De acordo com as variantes na Figura 6 nos lados superior direito e inferior esquerdo, a superfície de rosca seccional transversal perfilada 52 tem uma primeira porção 72 que se estende na direção radial 16 e uma segunda porção 74 concebida para ser inclinada para a direção radial 16. Um ângulo de inclinação 76 ou uma inclinação desta segunda porção 74 está, neste caso, de preferência entre 10° e 40°, em particular entre 15° e 20°.

[0068] De acordo com diversas variantes da Figura 6 na parte superior e na parte inferior, a superfície de rosca seccional transversal perfilada 52 tem uma terceira porção 78 a qual, conforme pode ser visto em corte transversal, é curvada no formato de um vaso.

[0069] O cubo de rosca 20 foi igualmente produzido, pelo menos em parte, por meio de conformação através de soldagem por deposição usando o dispositivo de soldagem a gás de proteção 24.

[0070] Em relação à Figura 1, no lado à extrema esquerda, o cubo de rosca 20 tem neste caso, uma primeira porção longitudinal 80 cilíndrica que serve aqui como um segundo corpo de base para a soldagem por deposição. A parte longitudinal 80 propriamente dita não foi produzida por meio de soldagem por deposição, porém, foi produzida de uma maneira convencional como um tubo que foi mais torneado e trefilado.

[0071] Na porção longitudinal 80, um primeiro suporte de apoio 82 para o parafuso transportador 10 foi formado por meio de torneamento ou um método de torneamento.

[0072] A porção longitudinal 80 é seguida, no cubo de rosca 20 na direção do eixo de rotação 12, por uma segunda porção longitudinal frusto-cônica 84 que foi formada por meio de conformação através de soldagem por deposição. Neste caso, uma primeira camada de soldagem anular 86 e, sobre esta camada, na direção do eixo de rotação 12 ou oposto à direção axial 14, foi aplicada uma segunda camada de soldagem 88, bem como uma multiplicidade de outras camadas de soldagem à porção longitudinal 84.

[0073] Na soldagem por deposição deste tipo, a primeira porção longitudinal 80 foi movida e, em particular, virada, em que o dispositivo de soldagem a gás de proteção 24 é, então, deslocado oposto à direção axial 14 porém, de outro modo, deve ser movido radialmente apenas ligeiramente de modo a formar o formato frusto-cônico.

[0074] A segunda porção longitudinal 84 é seguida, oposta à direção axial 14, por uma terceira porção longitudinal cilíndrica 92 que é substancialmente tubular e foi produzida convencionalmente. A porção longitudinal 92 também pode, vantajosamente, ser produzida por meio de soldagem por deposição e, deste modo, ser concebida para ter um formato de grade. Uma câmara de entrada 94, na qual a mistura de fases a ser clarificada pode ser introduzida, está presente na porção longitudinal 92. Esta câmara de entrada 94 é produzida, de uma maneira particularmente vantajosa, por meio da conformação através de soldagem por deposição, uma vez que superfícies de escoamento individualmente concebidas podem, então, ser formadas no mesmo.

[0075] Aberturas de saída 96 a serem produzidas na porção longitudinal 92 na área da câmara de entrada 94 podem, vantajosamente, ser formadas por meio de soldagem por deposição.

[0076] Radialmente no interior ou concentricamente ao eixo de rotação 12, um tubo de admissão 98 está presente na área da porção longitudinal 92. Este tubo de admissão 98 é, da mesma forma, vantajosamente produzido por meio de conformação através de soldagem por deposição, de modo que superfícies especiais de escoamento e orientação possam ser formadas no mesmo de uma maneira direcionada.

[0077] Nas Figuras 7 a 10, são ilustradas diversas modalidades das aberturas de passagem 40 na respectiva rosca sem fim 22 associada, juntamente com o cubo de rosca 20 associado.

[0078] Neste caso, a abertura de passagem individual 40 de acordo com a Figura 7, radialmente no centro, tem uma porção particularmente larga na direção circunferencial. Através desta porção, uma camada intermediária da mistura de fases a ser clarificada pode passar através da rosca sem fim 22 de uma maneira direcionada.

[0079] De acordo com a Figura 8, uma pluralidade de aberturas de passagem 40 estão localizadas em dois raios diferentes na direção radial 16. Neste caso, as aberturas de passagem radialmente externas 40 têm uma largura maior na direção circunferencial do que as aberturas de passagem radialmente internas. Além disso, com esta modalidade, o material a ser clarificado de uma camada circunferencial pode passar através da rosca sem fim 22 de uma maneira direcionada.

[0080] Uma modalidade é ilustrada na Figura 9 na qual as aberturas de passagem 40 são mais largas radialmente no interior do que radialmente no exterior. Esta diferença de largura é concebida para ser escalonada na direção circunferencial. Com esta modalidade, mais material pode passar na rosca sem fim 22 após ter atingido o raio para dentro.

[0081] A Figura 10 mostra, finalmente, uma modalidade na qual as aberturas de passagem 40 são concebidas como ranhuras retas obliquamente inclinadas na direção radial 16. Quando o material passa através das mesmas, as ranhuras deste tipo resultam em mistura e, assim, rompem o material a ser clarificado.

[0082] Em conclusão, deve ser observado que todas as características citadas no pedido e, em particular, nas reivindicações dependentes, apesar da referência formal feita a uma ou mais de determinadas reivindicações, devem ser fornecidas com proteção independente, mesmo individualmente ou em qualquer combinação. Lista de Numerais de Referência 10 parafuso transportador 12 eixos rotacionais 14 direção axial direção radial tambor cubo de rosca rosca sem fim dispositivo de solda a gás de proteção primeira camada de soldagem da rosca sem fim segunda camada de soldagem da rosca sem fim fio de soldagem gás de soldagem arco elétrico passo de rosca peso de balanceamento aberturas de passagem discos raspador transição superfície de rosca revestimento superfície de rosca seccional transversal base de rosca estreitamento de rosca cabeça de rosca borda de raspagem primeira trama de suporte segunda trama de suporte espaço livre abertura de passagem lado de raspagem primeira porção da superfície de rosca seccional transversal segunda porção da superfície de rosca seccional transversal ângulo de inclinação terceira porção da superfície de rosca seccional transversal primeira porção longitudinal do cubo de rosca primeiro suporte de apoio segunda porção longitudinal do cubo de rosca primeira camada de soldagem no cubo de rosca segunda camada de soldagem no cubo de rosca terceira porção longitudinal do cubo de rosca câmara de entrada abertura de saída tubo de admissão

Claims (8)

1. Parafuso de centrífuga sem fim de invólucro sólido (10) tendo um cubo de rosca (20), que se estende ao longo de uma direção axial (14), e uma rosca sem fim (22), caracterizado pelo fato de que a rosca sem fim (22) é projetada com um formato diferente de uma chapa metálica enrolada e é produzida por meio de uma superfície seccional transversal de rosca perfilada (52) e a superfície seccional transversal de rosca (52) é curvada na direção radial (16) em pelo menos uma porção (78), onde a superfície seccional transversal de rosca (52) é projetada para ter diferentes espessuras na direção radial.

2. Parafuso de centrífuga sem fim de invólucro sólido, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a superfície seccional transversal de rosca (52) é concebida para ter uma base de rosca (54) que é mais grossa comparado com um estreitamento de rosca (56).

3. Parafuso de centrífuga sem fim de invólucro sólido, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que, na transição (46) para o cubo de rosca (20), a superfície seccional transversal de rosca (52) é concebida para ter um arredondamento, obliquidade ou chanfro.

4. Parafuso de centrífuga sem fim de invólucro sólido, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que a superfície seccional transversal de rosca (52) é concebida para ter uma base de rosca (54) que tem duas tramas de suporte (62, 64) direcionadas principalmente na direção radial e um espaço livre (66) localizado entre elas.

5. Parafuso de centrífuga sem fim de invólucro sólido, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma das tramas de suporte (62, 64) é permeada por pelo menos uma abertura de passagem (68).

6. Parafuso de centrífuga sem fim de invólucro sólido, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a pelo menos uma abertura de passagem (68) é formada apenas na trama de suporte (64) voltada para o lado de raspagem (70) da rosca sem fim (22).

7. Parafuso de centrífuga sem fim de invólucro sólido, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que a superfície seccional transversal de rosca (52) se estende com uma primeira porção (72) na direção radial e é inclinada com uma segunda porção (74) para a direção radial do parafuso transportador (10).

8. Parafuso de centrífuga sem fim de invólucro sólido, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que a superfície seccional transversal de rosca (52) é concebida para ter uma cabeça de rosca (58) que é mais grossa do que um estreitamento de rosca (56).