BR112020022505A2 - dispositivo de fechamento para vedar um eixo de uma máquina rotativa e máquina rotativa - Google Patents

Abstract

"DISPOSITIVO DE FECHAMENTO PARA VEDAR UM EIXO DE UMA MÁQUINA ROTATIVA E MÁQUINA ROTATIVA". A presente invenção refere-se a dispositivo de fechamento para vedar eixo de máquina rotativa em repouso, o dispositivo de fechamento possuindo estado ativado para vedar o eixo (120) e estado desativado para rotação livre do eixo (120) dentro do dispositivo de fechamento, o dispositivo de fechamento compreende alojamento (2), passagem central (3) que se estende em direção axial (A) e adaptada para circundar o eixo (120), primeiro disco em formato de anel (31) e segundo disco em formato de anel (32) disposto no alojamento (2) em paralelo entre si e espaçados um do outro em relação à direção axial (A), elemento de vedação anular expansível (6) possuindo primeira parede lateral (61), segunda parede lateral (62) e fundo elástico (63), a primeira parede lateral (61) e a segunda parede lateral (62) se estendem cada uma em direção radial e o fundo (63) se conecta extremidade radialmente interna da primeira parede lateral (61) com extremidade radialmente interna da segunda parede lateral (62), e o alojamento (2) compreende entrada (5) para fluido para expandir o elemento de vedação (6), a primeira parede lateral (61) do elemento de vedação (6) está disposta e presa entre o alojamento (2) e o primeiro disco (31) e a segunda parede lateral (62) do elemento de vedação (6) é disposta e presa entre o alojamento (2) e o segundo disco (32). Além disso, é proposta máquina rotativa que compreende tal dispositivo de fechamento.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "DISPO- SITIVO DE FECHAMENTO PARA VEDAR UM EIXO DE UMA MÁ- QUINA ROTATIVA E MÁQUINA ROTATIVA".

[001] A presente invenção refere-se a um dispositivo de fecha- mento para vedar um eixo de uma máquina rotativa de acordo com o preâmbulo da reivindicação independente. A invenção refere-se ainda a uma máquina rotativa que compreende um tal dispositivo de fecha- mento.

[002] As máquinas rotativas para misturar, bombear, agitar ou de outro modo agir sobre um fluido ou vários fluidos, como, por exemplo, agitadores, são utilizadas em muitos processos industriais diferentes para misturar ou agitar um fluido de processo, por exemplo, um líquido ou um líquido contendo sólidos.

[003] Em muitas aplicações, o fluido do processo está contido em um tanque ou uma torre ou outro recipiente e o agitador é montado em uma parede ou no fundo ou na tampa do referido recipiente. Entre a ampla gama de indústrias onde os agitadores são usados está, por exemplo, a indústria de papel e celulose. Aqui, os agitadores são usa- dos, por exemplo, para processos de diluição, mistura ou branquea- mento.

[004] Basicamente, uma máquina rotativa como um agitador compreende um impulsor ou hélice para atuar no fluido, um eixo que é conectado em uma extremidade ao impulsor e na outra extremidade a uma unidade de acionamento para girar o eixo com o impulsor. A uni- dade de acionamento geralmente possui um motor e um acoplamento para conectar o motor ao eixo, em que o acoplamento compreende um acionamento por correia ou uma caixa de engrenagens ou qualquer outro dispositivo de transmissão adequado.

[005] Normalmente, a unidade de acionamento é disposta fora do recipiente e pelo menos uma parte do eixo com o impulsor está locali-

zada dentro do recipiente para agitar o fluido do processo. São conhe- cidos agitadores montados no topo e montados na lateral. Os agitado- res montados no topo são geralmente montados na tampa ou na parte de topo da torre ou no recipiente com o eixo do agitador estendendo- se verticalmente. Os agitadores montados lateralmente são geralmen- te montados em uma parede lateral da torre ou do recipiente com o eixo estendendo-se horizontalmente. Exemplos para ambos os tipos de agitadores são aqueles que são vendidos pelo requerente sob as marcas AGISTARTM, SALOMIXTM e SCABATM.

[006] Especialmente em relação às máquinas rotativas montadas em um recipiente, tais como bombas ou agitadores montados na late- ral ou montados no topo, é conhecido projetar a máquina com um dis- positivo de fechamento para vedar o eixo da máquina rotativa em re- pouso. O dispositivo de fechamento é disposto para circundar o eixo em um local entre o impulsor e a unidade de vedação para o eixo. Normalmente, o dispositivo de fechamento é disposto dentro do tan- que e no local onde o poço passa através da parede do recipiente. O dispositivo de fechamento pode ser fixado, por exemplo, ao flange de montagem, com o qual a máquina é montada na parede do recipiente. O dispositivo de fechamento possui um estado ativado para vedar o eixo e um estado desativado para uma rotação livre do eixo dentro do dispositivo de fechamento. Durante a operação da máquina rotativa, isto é, quando o eixo está girando, o dispositivo de fechamento está no estado desativado, de modo que o eixo pode girar livremente sem qualquer contato com o dispositivo de fechamento. Uma unidade de vedação, tal como uma caixa de empanque ou um selo mecânico, ve- da o eixo rotativo, para que o fluido do processo não vaze ao longo do eixo. No repouso da máquina rotativa, ou seja, quando o eixo não está girando, o dispositivo de fechamento pode ser colocado no estado ati- vado, no qual o dispositivo de fechamento está em contato de vedação com o eixo e evita que o fluido do processo vaze junto o eixo. Assim, é possível, por exemplo, realizar trabalhos de manutenção ou de serviço na unidade de vedação ou substituir a unidade de vedação ou suas partes sem esvaziar o recipiente que contém o fluido de processo. Ob- viamente, é uma grande vantagem realizar serviços de manutenção ou serviço sem a necessidade de descarregar o fluido do processo do re- cipiente ou do tanque.

[007] De acordo com um design conhecido, o dispositivo de fe- chamento compreende um elemento de vedação expansível e elástico que envolve o eixo. O elemento de vedação é em formato de anel e consiste, por exemplo, em borracha. Comparável a um tubo de bicicle- ta, o elemento de vedação pode ser inflado ou pressurizado por meio de um fluido, tal como ar comprimido ou água, a fim de expandir o elemento de vedação de modo que ele encoste de forma vedada ao eixo.

[008] No estado desativado, o elemento de vedação não está ex- pandido e o eixo pode girar sem qualquer contato com o elemento de vedação. Para mudar para o estado ativado, o fluido é fornecido ao dispositivo de fechamento e expande o elemento de vedação em for- mato de anel de modo que o elemento de vedação encoste ao eixo ao longo de toda a circunferência de maneira vedada. Para mudar do es- tado ativado para o desativado, o fluido é descarregado do dispositivo de fechamento e, devido à sua elasticidade, o elemento de vedação retorna ao seu estado não expandido, de modo que o eixo pode girar sem qualquer contato com o elemento de vedação.

[009] Partindo deste estado da técnica, é um objetivo da inven- ção propor um dispositivo de fechamento aprimorado para vedar um eixo de uma máquina rotativa em repouso. Além disso, é um objetivo da invenção propor uma máquina rotativa possuindo um tal dispositivo de fechamento aprimorado.

[0010] O assunto da invenção que satisfaz este objeto é caracteri- zado pelas características das reivindicações independentes.

[0011] De acordo com um primeiro design de acordo com a inven- ção, é proposto um dispositivo de fechamento para vedar um eixo de uma máquina rotativa em repouso, o dispositivo de fechamento pos- suindo um estado ativado para vedar o eixo e um estado desativado para uma rotação livre do eixo dentro do dispositivo de fechamento, em que o dispositivo de fechamento compreende um alojamento, uma passagem central que se estende em uma direção axial e adaptada para circundar o eixo, um primeiro disco em formato de anel e um se- gundo disco em formato de anel disposto no alojamento em paralelo entre si e espaçados um do outro em relação à direção axial, um ele- mento de vedação anular expansível possuindo uma primeira parede lateral, uma segunda parede lateral e um fundo elástico, em que a primeira parede lateral e a segunda parede lateral são cada uma se estendendo em uma direção radial e o fundo conecta uma extremida- de radialmente interna da primeira parede lateral com uma extremida- de radialmente interna da segunda parede lateral, e em que o aloja- mento compreende uma entrada para um fluido para expandir o ele- mento de vedação, em que a primeira parede lateral do elemento de vedação é disposta e presa entre o alojamento e o primeiro disco e a segunda parede lateral do elemento de vedação é disposta e presa entre o alojamento e o segundo disco.

[0012] Para comutar o dispositivo de fechamento do estado desa- tivado para o estado ativado, um fluido, por exemplo, ar comprimido ou água, é introduzido através da entrada no alojamento para pressurizar o elemento de vedação. A pressão expande o elemento de vedação movendo ou deformando o fundo elástico do elemento de vedação ra- dialmente para dentro em direção ao eixo até que o elemento de ve- dação encoste de modo vedado ao eixo. Para retornar o dispositivo de fechamento ao estado desativado, a pressão no alojamento é liberada pela descarga do fluido. Devido à sua elasticidade, o fundo do elemen- to de vedação afasta-se do eixo, abrindo assim a folga entre o eixo e o elemento de vedação.

[0013] Fixar as paredes laterais do elemento de vedação entre o alojamento e os primeiro e segundo discos, respectivamente, possui a vantagem considerável de que o elemento de vedação se expande apenas em uma direção, ou seja, na direção radial, quando o dispositi- vo de fechamento é comutado do estado desativado para o ativado. Assim, é possível projetar a distância radial entre o eixo e o elemento de vedação no estado desativado consideravelmente maior do que em dispositivos conhecidos.

[0014] De preferência, o elemento de vedação é configurado e disposto para evitar um movimento relativo das paredes laterais do elemento de vedação em relação ao alojamento na direção radial. Uma vez que a primeira e a segunda parede lateral do elemento de vedação não deslizam na direção radial ao longo do alojamento, não há risco de que as paredes laterais do elemento de vedação sejam danificadas por efeitos de fricção.

[0015] O aumento da folga entre o eixo e o elemento de vedação aumenta fortemente a confiabilidade e a vida útil do dispositivo de fe- chamento, porque o aumento da folga reduz o risco de que o eixo en- tre em contato ou esmague ao longo do elemento de vedação, quando o eixo está girando e dispositivo de fechamento está no estado desati- vado.

[0016] Além disso, quando um fluido de processo que flui através da folga entre o eixo e o elemento de vedação no estado desativado contém partículas ou constituintes sólidos, o risco é consideravelmente reduzido, de que tais partículas fiquem presas na folga.

[0017] Além disso, a maior folga entre o eixo e o elemento de ve-

dação no estado desativado garante uma melhor troca de calor na área dos componentes adjacentes ao dispositivo de fechamento, por exemplo, uma vedação mecânica ou uma caixa de empanque.

[0018] Além disso, quando o dispositivo de fechamento é disposto adjacente a uma unidade de vedação para o eixo rotativo, a grande vazão através da folga entre o eixo e o elemento de vedação no esta- do desativado garante uma melhor lubrificação da unidade de veda- ção.

[0019] É uma outra vantagem do elemento de vedação ser preso entre o alojamento e o primeiro e o segundo discos, respectivamente, que no estado ativado o fluido de processo não pode vazar na direção radial, por exemplo, para o alojamento dos dispositivos de fechamento. Assim, o risco de um vazamento indesejado do fluido de processo é consideravelmente reduzido. Além disso, quaisquer partículas sólidas contidas no fluido de processo não podem entrar entre o elemento de vedação e o alojamento do dispositivo de fechamento. Desse modo, o risco é fortemente reduzido de que o elemento de vedação seja danifi- cado, em particular por tais partículas sólidas no fluido do processo.

[0020] Embora seja possível que apenas o fundo do elemento de vedação seja elástico, é preferível que o elemento de vedação anular consista em um elastômero. De preferência, todo o elemento de veda- ção é uma única peça que consiste em um elastômero, isto é, o fundo do elemento de vedação é formado integralmente com as paredes la- terais do elemento de vedação.

[0021] De acordo com uma modalidade preferida, o elemento de vedação é ligado a ambos o primeiro disco e o segundo disco. De pre- ferência, toda a primeira parede lateral do elemento de vedação é li- gada ao primeiro disco por meio de um adesivo apropriado, e a se- gunda parede lateral do elemento de vedação é ligada ao segundo disco.

[0022] Em relação ao primeiro e ao segundo discos, é preferível que tanto o primeiro como o segundo discos sejam discos metálicos. Por exemplo, o primeiro e o segundo discos são feitos de aço.

[0023] A fim de prover uma grande folga radial entre o eixo e o elemento de vedação no estado desativado, é uma medida preferida que o fundo do elemento de vedação anular tenha, no estado desati- vado, uma largura maior do que a distância entre a primeira parede lateral e a segunda parede lateral do elemento de vedação. Assim, no estado desativado, o fundo não se estende paralelamente à direção axial, mas é curvo ou dobrado radialmente para fora (em relação ao eixo) entre as paredes laterais do elemento de vedação. Assim, o fun- do aumenta consideravelmente a extensão do elemento de vedação na direção radial, quando o dispositivo de fechamento é comutado no estado ativado.

[0024] De acordo com uma concepção preferida, o fundo do ele- mento de vedação anular possui, no estado desativado, uma seção transversal essencialmente em formato de V. O fundo é disposto de forma que o lado aberto do V fique voltado para a passagem central para receber o eixo e o vértice do V fique voltado para longe da pas- sagem central.

[0025] De acordo com uma modalidade preferida, um anel distan- ciador é disposto entre o primeiro disco e o segundo disco, o referido anel distanciador confinando com o primeiro disco e o segundo discos. O anel distanciador estabiliza a posição relativa do primeiro e do se- gundo discos. De preferência, o anel distanciador consiste em dois meio anéis separados, cada um dos quais é inserido entre o primeiro disco e o segundo disco.

[0026] De preferência, o anel distanciador compreende uma plura- lidade de orifícios dispostos ao longo da circunferência do anel distan- ciador para fornecer o fluido ao elemento de vedação. Quando o fluido é introduzido no alojamento dos dispositivos de fechamento, o fluido passa através dos orifícios no anel distanciador para pressurizar o elemento de vedação.

[0027] De acordo com outra medida preferida, o dispositivo de fe- chamento compreende uma câmara anular que circunda o anel distan- ciador, em que a câmara anular está em comunicação fluida com a entrada para o fluido.

[0028] O dispositivo de fechamento pode compreender ainda uma unidade de alimentação para fornecer o fluido, em que a unidade de alimentação está disposta fora do alojamento e está em comunicação fluida com a entrada do alojamento.

[0029] De preferência, a unidade de alimentação é projetada para fornecer seletivamente o fluido ao alojamento e descarregar o fluido do alojamento. Para esse efeito, a unidade de alimentação pode compre- ender ou pode ser conectada a uma bomba para sugar o fluido do alo- jamento.

[0030] De acordo com um segundo design de acordo com a inven- ção, um dispositivo de fechamento para vedar um eixo de uma máqui- na rotativa em repouso é proposto, o dispositivo de fechamento pos- suindo um estado ativado para vedar o eixo e um estado desativado para uma rotação livre do eixo dentro do dispositivo de fechamento, em que o dispositivo de fechamento compreende um alojamento, uma passagem central que se estende em uma direção axial e adaptada para circundar o eixo, e pelo menos duas peças de vedação, ou seja, uma primeira peça de vedação e uma última peça de vedação. Cada peça de vedação compreende um primeiro disco em formato de anel e um segundo disco em formato de anel disposto no alojamento em pa- ralelo um com o outro e espaçados um do outro em relação à direção axial e um elemento de vedação anular expansível possuindo uma primeira parede lateral, um segunda parede lateral e fundo elástico.

Cada primeira parede lateral e cada segunda parede lateral se esten- dem em uma direção radial e cada fundo conecta uma extremidade radialmente interna da primeira parede lateral com uma extremidade radialmente interna da segunda parede lateral da mesma peça de ve- dação. O alojamento compreende uma entrada para um fluido para expandir cada elemento de vedação. A primeira parede lateral do ele- mento de vedação da primeira peça de vedação é disposta e presa entre o alojamento e o primeiro disco da primeira peça de vedação e a segunda parede lateral do elemento de vedação da última peça de ve- dação é disposta e presa entre o alojamento e o segundo disco da úl- tima peça de vedação.

[0031] De acordo com este segundo design, existem pelo menos duas peças de vedação providas no alojamento, cada uma das quais compreende o elemento de vedação, bem como o primeiro disco e o segundo disco, conforme foi descrito anteriormente. Assim, de acordo com o segundo design, existem duas peças de vedação no alojamen- to, enquanto o primeiro design compreende apenas uma peça de ve- dação com o elemento de vedação e o primeiro e o segundo disco. Todas as explicações com relação ao primeiro design também são vá- lidas da mesma maneira ou de maneira análoga para o segundo de- sign. Em particular, cada uma das duas peças de vedação do segundo projeto pode opcionalmente compreender um anel distanciador e uma pluralidade de orifícios no anel distanciador.

[0032] De preferência, a primeira peça de vedação e a segunda peça de vedação são configuradas da mesma maneira. As duas peças de vedação estão dispostas em série, ou seja, adjacentes uma à outra em relação à direção axial, de modo que a segunda parede lateral do elemento de vedação da primeira peça de vedação encoste na primei- ra parede lateral do elemento de vedação da peça de vedação adja- cente.

[0033] De maneira análoga à do primeiro projeto, prender a primei- ra parede lateral do elemento de vedação da primeira peça de veda- ção e a segunda parede lateral do elemento de vedação da segunda peça de vedação entre o alojamento e o respectivo primeiro ou segun- do discos, possui a vantagem considerável de que ambos os elemen- tos de vedação se expandem apenas em uma direção, ou seja, na di- reção radial, quando o dispositivo de fechamento é comutado do esta- do desativado para o estado ativado.

[0034] De preferência, cada elemento de vedação é configurado e disposto para evitar um movimento relativo da parede lateral do res- pectivo elemento de vedação em relação ao alojamento na direção radial. Uma vez que a primeira parede lateral do elemento de vedação da primeira peça de vedação e a segunda parede lateral do elemento de vedação da última peça de vedação não estão deslizando na dire- ção radial ao longo do alojamento, não há risco de que as paredes la- terais dos elementos de vedação sejam danificadas por efeitos de fric- ção.

[0035] Além disso, de acordo com a invenção, é proposta uma máquina rotativa para atuar sobre um fluido de processo, compreen- dendo um impulsor para atuar sobre o fluido de processo, um eixo, no qual o impulsor está montado, uma unidade de acionamento operati- vamente conectada ao eixo para girar o eixo e o impulsor e uma uni- dade de vedação para vedar o eixo durante a rotação do eixo, em que a máquina rotativa compreende um dispositivo de fechamento projeta- do de acordo com a invenção e disposto adjacente à unidade de veda- ção.

[0036] De acordo com uma modalidade preferida, a máquina rota- tiva é concebida como um agitador para misturar ou agitar um fluido de processo.

[0037] De preferência, o agitador possui um flange de montagem para fixar a máquina rotativa a uma parede de um recipiente para o fluido de processo, em que o dispositivo de fechamento é fixado ao flange de montagem. O dispositivo de fechamento é fixado naquele lado do flange de montagem, que fica de frente para o recipiente. Após o agitador ter sido montado na parede do tanque, o dispositivo de fe- chamento é localizado dentro do tanque.

[0038] É preferível que a unidade de vedação seja integrada no flange de montagem. Desse modo, a unidade de vedação é disposta diretamente adjacente ao dispositivo de fechamento.

[0039] O agitador pode ser projetado como um agitador montado na lateral ou no topo para ser montado horizontalmente ou vertical- mente em uma parede de um recipiente para o fluido de processo. No entanto, o agitador também pode ser projetado para outros tipos de montagem em um navio, uma torre, um tanque ou similar.

[0040] A máquina rotativa de acordo com a invenção também po- de ser concebida, por exemplo, como uma bomba ou como misturador dinâmico.

[0041] Outras medidas vantajosas e modalidades da invenção tor- nar-se-ão evidentes a partir das reivindicações dependentes.

[0042] A invenção será explicada em mais detalhes a seguir com referência aos desenhos. São mostrados em uma representação es- quemática, parcialmente em seção transversal: Figura 1: uma vista em perspectiva de uma modalidade de uma máquina rotativa de acordo com a invenção projetada como um agitador, Figura 2: uma vista explodida de uma primeira modalidade de um dispositivo de fechamento de acordo com a invenção, Figura 3: uma vista em corte em perspectiva da modalidade mostrada na Figura 2 no estado montado, Fig. 4: uma vista em corte em perspectiva da modalidade mostrada na Fig. 2, fixada ao flange de montagem do agitador mostra- do na Fig. 1, Fig. 5: um detalhe da modalidade do dispositivo de fecha- mento em uma vista em corte transversal em uma seção axial, Fig. 6: uma vista em corte transversal do elemento de ve- dação e os dois discos em uma seção na direção axial, Fig. 7: um detalhe ampliado C da Figura 6, Fig. 8: uma vista esquemática em corte transversal da mo- dalidade do dispositivo de fechamento no estado ativado, e Fig. 9: uma vista em corte transversal de uma segunda mo- dalidade do dispositivo de fechamento de acordo com a invenção.

[0043] Na seguinte descrição da invenção é feita referência a título de exemplo a uma máquina rotativa concebida como um agitador para misturar ou agitar um fluido de processo. Embora esta seja na prática uma modalidade importante de uma máquina rotativa de acordo com a invenção, deve ser entendido que a invenção não está restrita a moda- lidades como um agitador. A máquina rotativa de acordo com a inven- ção também pode ser concebida como qualquer outro tipo de máquina rotativa para misturar, bombear, agitar ou de outra forma agir sobre fluidos de processo. De preferência, a máquina rotativa destina-se a ser montada na parede de um recipiente. Em particular, a máquina ro- tativa também pode ser uma bomba.

[0044] Para uma melhor compreensão, em primeiro lugar a confi- guração geral de um agitador será explicada com referência à figura 1. A figura 1 mostra uma vista em perspectiva de uma modalidade de uma máquina rotativa de acordo com a invenção e projetada como um agitador para misturar ou agitar um fluido de processo em um recipien- te ou tanque ou similar. O agitador é designado em sua entidade com o número de referência 100. O agitador compreende um impulsor 110 para atuar sobre um fluido de processo em um recipiente (não mostra-

do). O impulsor compreende um cubo 111 e três pás 112 montadas no cubo 111 para atuar no fluido de processo.

[0045] O cubo 111 do impulsor 110 está conectado de uma manei- ra à prova de torque a uma extremidade de um eixo 120. A outra ex- tremidade do eixo 120 está operativamente conectada a uma unidade de acionamento 170 para girar o eixo 120 e o impulsor 110 em torno de um eixo geométrico de rotação. O eixo geométrico define uma dire- ção axial A. Uma direção perpendicular à direção axial A é conhecida como direção radial. A unidade de acionamento 170 compreende um motor 171, por exemplo, um motor elétrico 171 e um acoplamento 172 para conectar operacionalmente o motor 171 com o eixo 120.

[0046] O acoplamento 172 mostrado na figura 1 possui um acio- namento por correia para conectar o motor 171 ao eixo de acionamen- to 120. Escusado será dizer que a invenção não se restringe a esse acionamento por correia. A unidade de acionamento 170 de um agita- dor 100 de acordo com a invenção também pode ser projetada com qualquer outro acoplamento 172 entre o motor 171 e o eixo de acio- namento 120 conhecido na técnica, por exemplo, com uma caixa de engrenagens ou qualquer outro dispositivo de transmissão adequado. Além disso, o arranjo relativo do motor 171, o acoplamento 172 e o eixo de acionamento 120 mostrado na figura 1 devem ser entendidos como exemplares. Existem muitos outros arranjos conhecidos na téc- nica que também são adequados para um agitador ou uma máquina rotativa de acordo com a invenção.

[0047] A modalidade do agitador 100 mostrado na figura 1 é proje- tada como um agitador montado na lateral. O agitador 100 é projetado para ser montado horizontalmente a uma parede de um recipiente, um tanque, uma torre, um recipiente ou qualquer outro receptáculo, ou se- ja, o eixo 120 se estende horizontalmente na orientação usual de uso do agitador 100. Embora isto seja uma modalidade preferida para o agitador 100, a invenção não se restringe a agitadores montados late- ralmente ou horizontais ou máquinas rotativas. O agitador 100 também pode ser concebido, por exemplo, como um agitador montado no topo ou vertical, isto é, com o eixo se estendendo verticalmente na orienta- ção usual de uso. Além disso, também é possível que o agitador 100 seja projetado para uma montagem oblíqua à parede de um recipiente, isto é, a direção axial A ou o eixo 120, respectivamente, do agitador montado inclui um ângulo com a direção horizontal que é diferente de zero grau e diferente de 90 graus.

[0048] O agitador montado na lateral 100 mostrado na figura 1 possui um flange de montagem 180 para fixar o agitador 100 a uma parede de um recipiente, tanque, torre ou similar (não mostrado na fi- gura 1). O flange de montagem 180 circunda o eixo 120 concentrica- mente e compreende vários furos para receber parafusos ou roscas para fixar o agitador 100 à parede. Quando o agitador 100 é montado na parede, o impulsor 110 e a parte do eixo 120 entre o flange de montagem 180 e o impulsor 110 estão localizados dentro do recipien- te, o tanque, a torre ou similar contendo o fluido de processo a ser agi- tado ou misturado pelo impulsor 110. Para vedar o eixo rotativo 120 que passa através da parede do recipiente, o agitador 100 compreen- de ainda uma unidade de vedação 190, que é incorporada no flange de montagem 180. A unidade de vedação 190 pode ser concebida como uma caixa de empanque ou como uma vedação mecânica ou como qualquer outra unidade de vedação para a vedação de um eixo giratório 120. Detalhes adicionais do agitador 100, tal como rolamen- tos, são bem conhecidos pelo versado na técnica e, portanto, não se- rão descritos em mais detalhes.

[0049] O agitador 100 compreende ainda um dispositivo de fe- chamento 1 para vedar o eixo 120 em repouso, isto é, quando o eixo 120 não está girando. O dispositivo de fechamento 1, que será des-

crito em mais detalhes a seguir, é disposto adjacente à unidade de ve- dação 190. Na modalidade do agitador 100 mostrado na figura 1, o dispositivo de fechamento 1 é fixado ao flange de montagem 180 (vide também a figura 4). Mais precisamente, o dispositivo de fechamento 1 é fixado ao lado do flange 180, que está voltado para o impulsor 110, de modo que o dispositivo de fechamento 1 está disposto entre a uni- dade de vedação 190 e o impulsor 110. Quando o agitador 100 está montado na parede de um tanque, o dispositivo de fechamento 1 está localizado dentro do tanque.

[0050] O dispositivo de fechamento 1 é projetado e disposto para circundar o eixo 120. O dispositivo de fechamento 1 possui um estado ativado e um estado desativado. No estado ativado, o dispositivo de fechamento 1 veda o eixo 120, de modo que o fluido de processo não possa vazar ao longo do eixo 120 através do dispositivo de fechamen- to 1. No estado desativado, o eixo 120 pode livremente, isto é, sem contato, girar dentro do dispositivo de fechamento 1. Durante a rotação do eixo 120, o dispositivo de fechamento 1 está no estado desativado e o fluido de processo pode fluir na direção axial A através do disposi- tivo de fechamento 1. O eixo 120 é vedado por meio da unidade de vedação 190. No repouso, ou seja, quando o eixo 120 não está giran- do, o dispositivo de fechamento 1 pode ser comutado para o estado ativado para vedar o eixo 120, de modo que o fluido de processo não possa mais passar ao longo do eixo 120 através do dispositivo de blo- queio 1. Uma vez que o eixo 120 está agora vedado por meio do dis- positivo de bloqueio 1, é possível substituir ou realizar trabalhos de manutenção na unidade de vedação 190 sem esvaziar o recipiente. Assim, o fluido de processo pode permanecer dentro do recipiente du- rante a revisão da unidade de vedação 190 ou de outros componentes localizados fora do recipiente.

[0051] Com referência à figura 2 a 8, uma primeira modalidade do dispositivo de fechamento 1 de acordo com a invenção será agora ex- plicada com mais detalhe.

[0052] A figura 2 mostra uma vista explodida da primeira modali- dade do dispositivo de fechamento 1 de acordo com a invenção. A fi- gura 3 mostra uma vista em corte em perspectiva do dispositivo de fe- chamento 1 no estado montado e a figura 4 mostra o dispositivo de fechamento montado 1 da figura 3 fixado ao flange de montagem 180 do agitador 100 mostrado na figura 1. A figura 5 mostra um detalhe do dispositivo de fechamento 1 em uma representação em corte transver- sal ampliada ao longo de um plano de secção contendo a direção axial A, isto é, a figura 5 é uma seção axial.

[0053] O dispositivo de fechamento 1 compreende um alojamento 2 possuindo um design geralmente cilíndrico ou anular com uma pas- sagem central 3 se estendendo na direção axial A através do aloja- mento 2. A passagem central 3 é adaptada para receber o eixo 120, de modo que o dispositivo de fechamento 1 envolva o eixo 120.

[0054] O alojamento 2 compreende uma parte de alojamento anu- lar 21 formando um fundo 22, bem como uma parede lateral cilíndrica 23 do alojamento 2. O alojamento 2 compreende ainda uma tampa 24, que pode ser fixada à parte de alojamento 21 por meio de uma plurali- dade de primeiros parafusos 25 para fechar o alojamento 2 em relação à direção axial A. Os primeiros parafusos 25 são dispostos para enga- tar com a parede lateral 23 da parte do alojamento 21.

[0055] Tanto a tampa 24 como o fundo 22 da parte do alojamento 21 compreendem uma pluralidade de orifícios 221 para receber os se- gundos parafusos 26, por meio dos quais o alojamento 2 pode ser fi- xado ao flange de montagem 180 do agitador 100 (figura 4). Nesta modalidade do dispositivo de fechamento 1, são providos quatro se- gundos parafusos 26, cada um dos quais se estende através da tampa 24 e através do fundo 22. Por meio dos segundos parafusos 26, a tampa 24 pode ser fixada e pressionada contra a parte do alojamento 21 e o dispositivo de fechamento 1 podem ser fixados com segurança ao flange 180.

[0056] A função primária dos primeiros parafusos 25, aqui os dois primeiros parafusos 25, é manter a tampa 24 e a parte do alojamento 21 juntas para fechar o alojamento 2, de modo que todo o alojamento 2 forme uma unidade. Por meio dos primeiros parafusos 25, todo o dispositivo de fechamento 1 pode ser pré-montado. Assim, é possível enviar o dispositivo de fechamento fechado para o local onde o dispo- sitivo de fechamento 1 está instalado. O dispositivo de fechamento po- de então ser montado, por exemplo, no flange de montagem 180, sem reabrir o dispositivo de fechamento 1. Após o dispositivo de fechamen- to 1 ter sido fixado ao flange de montagem 180 por meio dos segundos parafusos 26, os primeiros parafusos 25 não são mais necessários e podem até ser removidos.

[0057] De preferência, um anel de vedação 27, por exemplo, um anel em O 27, é disposto entre a parte do alojamento 21 e a tampa 24 do alojamento 2. O anel de vedação 27 pode ser disposto em uma ra- nhura anular provida na tampa 24 ou na parede lateral 23 do aloja- mento. O anel de vedação 27 suporta a vedação entre a tampa 24 e a parte do alojamento 21, de modo que o fluido de processo não pode entrar no dispositivo de fechamento 1 entre a tampa 24 e a parede la- teral 23 do alojamento 2. Além disso, quando o dispositivo de fecha- mento está no estado ativado, o anel de vedação 27 evita que um flui- do usado para ativar o dispositivo de fechamento 1 vaze para o exteri- or do alojamento 2.

[0058] Além disso, uma vedação anular 29, por exemplo, uma ga- xeta ou uma gaxeta plana 29, pode ser disposta na parte externa do fundo 22 do alojamento 2 (figura 2). No estado montado do dispositivo de fechamento 1, a vedação anular 29 está disposta e presa entre o fundo 22 do alojamento 2 e o flange de montagem 180 (ou qualquer outra parte à qual o dispositivo de fechamento 1 é fixado). A vedação anular 29 ajuda a evitar que o fluido de processo entre no dispositivo de fechamento 1 e a vedar o dispositivo de fechamento contra um va- zamento do fluido usado para ativar o dispositivo de fechamento 1 quando o dispositivo de fechamento 1 estiver no estado ativado.

[0059] O alojamento 2 compreende ainda uma entrada 5 para in- troduzir o fluido para ativar o dispositivo de fechamento 1 no alojamen- to 2 ou para descarregar o fluido do alojamento 2. O fluido é usado pa- ra desligar o dispositivo de fechamento 1 do estado desativado para o estado ativado, como será explicado a seguir. A entrada 5 está dispos- ta no fundo 22 da parte do alojamento 21.

[0060] Dentro do alojamento 2, um primeiro disco em formato de anel 31 e um segundo disco 31 em formato de anel (figura 3) estão dispostos para, respectivamente, circundar a passagem central 3. O primeiro e o segundo discos 31, 32 são estáveis em formato e de pre- ferência feitos de um material metálico, por exemplo um aço. O primei- ro disco 31 e o segundo disco 32 estão dispostos em paralelo um com o outro e espaçados um do outro em relação à direção axial A.

[0061] A modalidade descrita do dispositivo de fechamento 1 com- preende ainda um anel distanciador 4 disposto entre o primeiro disco 31 e o segundo disco 32 em relação à direção axial A. O anel distanci- ador 4 confina com o primeiro disco 31 e o segundo disco 32 a fim de fixar a distância axial entre o primeiro disco 31 e o segundo disco 32. O anel distanciador 4 compreende dois meio anéis separados 41, cada um dos quais é inserido entre o primeiro disco 31 e o segundo disco 32, de modo que o anel distanciador 4 está disposto entre o primeiro disco 31 e o segundo disco 32. No estado montado (vide, por exemplo, a Figura 3), isto é, quando a tampa 24 está firmemente fixada à parte do alojamento 21, o anel distanciador 4 é preso entre o primeiro disco

31 e o segundo disco 32.

[0062] O anel distanciador 4 compreende uma pluralidade de orifí- cios 42 dispostos ao longo da circunferência do anel distanciador 4, de modo que o fluido introduzido ou descarregado do alojamento 2 pode passar através do anel distanciador 4 na direção radial. De preferên- cia, os orifícios 42 são distribuídos de forma equidistante ao longo da circunferência do anel distanciador 4.

[0063] O dispositivo de fechamento 1 compreende ainda uma câ- mara anular 7 circundando o anel distanciador 4. A câmara anular 7 está em comunicação fluida com a entrada 5 para o fluido. Mais preci- samente, a entrada 5 abre para a câmara anular 7. A câmara anular 7 é delimitada radialmente para fora pela parede lateral 23 do alojamen- to. Radialmente para dentro, a câmara anular 7 é delimitada pelo anel distanciador 4, em que os orifícios 42 no anel distanciador 4 permitem um fluxo do fluido através do anel distanciador 4.

[0064] O dispositivo de fechamento 1 compreende ainda um ele- mento de vedação 6 para encostar de forma vedada ao eixo 120, quando o dispositivo de fechamento 1 está no estado ativado. Para uma melhor compreensão, a figura 6 mostra adicionalmente uma vista em corte transversal do elemento de vedação 6 e do primeiro e do se- gundo discos 31, 32 em uma seção na direção axial A. A figura 7 mos- tra um detalhe C da figura 6 em um representação ampliada. Cada uma das figuras 2 a 7 mostra o elemento de vedação 6 no estado de- sativado do dispositivo de fechamento. A figura 8 mostra uma vista es- quemática em corte transversal do dispositivo de fechamento 1 no es- tado ativado, no qual o elemento de vedação 6 está em contato de ve- dação com o eixo 120.

[0065] O elemento de vedação 6 possui um formato geralmente anular para circundar o eixo 120 e é projetado para ser expansível na direção radial. Como pode ser melhor visto na figura 6 e figura 7, o elemento de vedação 6 possui uma primeira parede lateral 61, uma segunda parede lateral 62 e um fundo elástico 63 conectando a primei- ra e a segunda parede lateral 61, 62. Ambas a primeira a parede late- ral 61 e a segunda parede lateral 62 se estendem cada uma na dire- ção radial e o fundo elástico 63 conecta a extremidade radialmente interna da primeira parede lateral 61 com a extremidade radialmente interna da segunda parede lateral 62.

[0066] Como pode ser visto, por exemplo, na figura 3 e na figura 5, a primeira parede lateral 61 do elemento de vedação 6 está disposta entre o primeiro disco 31 e o alojamento 2, mais precisamente a tampa 24 do alojamento 2 e a segunda parede lateral 62 do elemento de ve- dação 6 está disposta entre o segundo disco 32 e o alojamento 2, mais precisamente o fundo 22 do alojamento 2. Além disso, o elemento de vedação 6 é disposto de tal forma que a primeira parede lateral 61 do elemento de vedação 6 é fixado entre o primeiro disco 31 e o aloja- mento 2 e a segunda parede lateral 62 do elemento de vedação 6 é presa entre o segundo disco 32 e o alojamento 2, quando a tampa 24 é fixada à parte do alojamento 21 por meio dos segundos parafusos

26.

[0067] Como pode ser visto na figura 7, os discos 31, 32 e as pa- redes laterais 61, 62 do elemento de vedação 6 são dimensionados de modo que tanto a primeira parede lateral 61 quanto a segunda parede lateral 62 do elemento de vedação 6 sejam presas entre o respectivo primeiro ou segundo disco 31 ou 32 e o alojamento 2 ao longo de toda a extensão da respectiva parede lateral 61, 62 na direção radial. As- sim, no estado montado do dispositivo de fechamento 1, toda a res- pectiva primeira ou segunda parede lateral 61, 62 do elemento de ve- dação 6 é presa entre o alojamento 2 e o respectivo primeiro ou se- gundo disco 31, 32. Esta é uma medida para evitar um movimento re- lativo das paredes laterais 61, 62 do elemento de vedação 6 em rela-

ção ao alojamento 2 na direção radial.

[0068] De preferência, o elemento de vedação 6 é concebido co- mo uma peça única, isto é, o fundo 63 e as paredes laterais 61, 62 do elemento de vedação 6 são formados integralmente como uma peça única. Mais preferencialmente, o elemento de vedação 6 consiste em um elastômero, de modo que o elemento de vedação 6 seja elastica- mente expansível na direção radial.

[0069] Uma vez que a primeira parede lateral 61 e a segunda pa- rede lateral 62 do elemento de vedação 6 são totalmente presas de modo que não possam se mover em relação ao alojamento, um movi- mento de trituração ou fricção entre as paredes laterais 61, 62 feitas de elastômero e o alojamento 2, que é preferencialmente feito de um material metálico, é evitado de forma confiável.

[0070] O elastômero, do qual o elemento de vedação consiste, é por exemplo, uma borracha, tal como borracha EPDM (EPDM: monô- mero de etileno propileno dieno) ou borracha natural, ou um silicone, ou fluorossilicone, ou neoprene, ou um elastômero de fluoropolímero, por exemplo, aquele que está disponível comercialmente com o nome comercial Viton.

[0071] Basicamente, é suficiente, quando o elemento de vedação 6 está firmemente preso entre o alojamento 2 e o primeiro disco 31 ou o segundo disco 32, respectivamente. No entanto, é preferido que o primeiro disco 31, o segundo disco 32 e o elemento de vedação 6 se- jam concebidos como um composto de borracha-metal, ou seja, o pri- meiro disco 31, o segundo disco 32 e o elemento de vedação 6 são configurados como uma borracha - ligado ao componente de metal. Para esse fim (vide figura 7), o primeiro disco metálico 31 é ligado à primeira parede lateral 61 do elemento de vedação 6 e o segundo dis- co metálico 32 é ligado à segunda parede lateral 62 do elemento de vedação 6. A ligação pode ser realizada por qualquer adesivo que seja adequado para unir um metal a uma borracha.

[0072] O primeiro e o segundo disco metálico 31, 32 estão dispos- tos - em relação à direção axial A - no interior do elemento de vedação 6 (figura 7), de modo que o primeiro disco 31 esteja voltado para o se- gundo disco 32 e a primeira parede lateral 61, bem como a segunda parede lateral 62 do elemento de vedação 6, estão dispostos na parte externa do primeiro e do segundo disco 31, 32.

[0073] A fim de prover uma grande folga radial entre o eixo 120 e o elemento de vedação 6 no estado desativado do dispositivo de fecha- mento 1, é preferível que o fundo 63 do elemento de vedação anular 6 também esteja no estado desativado, quando o elemento de vedação 6 não é expandido, uma largura sendo maior do que a distância D (fi- gura 7) entre a primeira parede lateral 61 e a segunda parede lateral 62 do elemento de vedação 6.

[0074] A distância D entre a primeira e a segunda parede lateral 61, 62 designa a distância medida na direção axial A. A largura do fundo 63 designa a extensão do fundo 63 medida entre a primeira e a segunda parede lateral 61, 62 ao longo do perfil do fundo 63 em uma seção transversal perpendicular à direção circunferencial.

[0075] Uma vez que a referida largura é maior do que a distância D, o fundo 63 do elemento de vedação 6 não se estende paralelamen- te à direção axial A no estado desativado, mas é curvo ou dobrado ra- dialmente para fora (em relação ao eixo 120 ou à passagem central 3) entre as paredes laterais 61, 62 do elemento de vedação 6. Desse modo, o fundo 63 aumenta consideravelmente a extensão do elemento de vedação 6 na direção radial, quando o dispositivo de fechamento 1 é comutado para o estado ativado (figura 8).

[0076] De acordo com um projeto preferido e como é mostrado, por exemplo, nas figuras 5 a 7, o fundo 63 do elemento de vedação anular 6 possui no estado desativado um perfil essencialmente em formato de V ou U em uma seção transversal perpendicular à direção circunferencial do elemento de vedação 6. O fundo 63 é disposto de modo que o lado aberto do V fique voltado para a passagem central 3 e o vértice do V fique voltado para longe da passagem central 3. Isso significa que o fundo 63 do o elemento de vedação 6 é dobrado ou curvo no espaço entre as duas paredes laterais 61 e 62, quando o dis- positivo de fechamento 1 está no estado desativado.

[0077] Mesmo que a modalidade com o perfil em formato de V ou em U do fundo 63 no estado desativado seja um projeto preferido, de- ve-se notar que em outras modalidades o fundo 63 do elemento de vedação 6 pode ter um perfil reto em uma seção transversal perpendi- cular à direção circunferencial, quando o dispositivo de fechamento 1 está no estado desativado. Em tais modalidades, o fundo em forma de anel 63 do elemento de vedação se estende paralelo ao eixo, signifi- cando em particular que a distância entre o eixo e o fundo do elemento de vedação é constante ao longo de toda a extensão do fundo do ele- mento de vedação na direção axial A.

[0078] Para montar e preparar o dispositivo de fechamento 1, por exemplo, ao flange de montagem 180 do agitador 100, o alojamento pré-montado 2 (vide figura 2 e figura 4) é fixado ao flange de monta- gem 180 por meio dos segundos parafusos 26.

[0079] Para a pré-montagem do dispositivo de fechamento 1, os dois meio anéis 41 são inseridos na unidade de construção que com- preende o primeiro e o segundo disco 31, 32 e o elemento de vedação 6 ligado ao primeiro e ao segundo disco 31, 32, de modo que o anel distanciador 4 que consiste nos dois meio anéis 41 é interposto entre o primeiro e o segundo disco 31, 32 e confina com o primeiro e o segun- do disco 31, 32. Depois disso, o elemento de vedação 6, o primeiro e o segundo disco 31, 32 juntamente com o anel distanciador 4 disposto entre o primeiro disco 31 e o segundo disco 32 são inseridos na parte do alojamento 21. O anel em O 27 está disposto entre a parede lateral 23 e a tampa 24. Em seguida, a tampa 24 é fixada à parte de aloja- mento 21 por meio dos primeiros parafusos 25.

[0080] Após o dispositivo de fechamento pré-montado 1 ter sido fixado e preso ao flange de montagem 180 por meio dos segundos pa- rafusos 26, tanto o primeiro disco 31 quanto o segundo disco 32 são firmemente pressionados contra o anel distanciador 4 ao longo de toda a circunferência do primeiro e o segundo disco 31, 32, respectivamen- te.

[0081] Além disso, ao apertar os segundos parafusos 26, ambas as paredes laterais 61, 62 do elemento de vedação 6 são fixadas. A primeira parede lateral 61 do elemento de vedação 6 é presa entre o primeiro disco 31 e a tampa 24 do alojamento 2. A segunda parede lateral 62 do elemento de vedação 6 é presa entre o segundo disco 32 e o fundo 22 do alojamento 2.

[0082] Este design possui a vantagem adicional de que as duas paredes laterais 61, 62 presas entre o alojamento 2 e o respectivo pri- meiro ou segundo disco 31, 32 funcionam como vedações estacioná- rias ou estáticas para vedação contra um vazamento do fluido de pro- cesso na direção radial. Esta vedação adicional em relação à direção radial é independente do estado do dispositivo de fechamento 1, isto é, tanto no estado ativado quanto no estado desativado do dispositivo de fechamento 1, as duas paredes laterais fixadas 61, 62 do elemento de vedação 6 vedam o eixo 120 na direção radial, de modo que o fluido de processo não possa vazar na direção radial dentro do dispositivo de fechamento 1. A vedação estática realizada pelas duas paredes late- rais 61, 62 do elemento de vedação pode até ser melhorada provendo o primeiro e/ou o segundo disco 31, 31 com uma ou mais ranhuras anulares providas na respectiva superfície do primeiro ou segundo dis- co 31, 31, que está voltado para a respectiva parede lateral 61, 62 do elemento de vedação 6. Além disso, o perfil da respectiva parede late- ral 61, 62 do elemento de vedação 6 pode ser provido com saliências anulares projetadas e dispostas para engatar com as ranhuras no res- pectivo primeiro ou segundo disco 31, 32.

[0083] O dispositivo de fechamento 1 pode compreender ou pode ser conectado a uma unidade de alimentação 8 (figura 8) para fornecer o fluido para a entrada 5 no alojamento 2. A unidade de alimentação 8 está disposta fora do alojamento 2. O fluido é usado para comutar o dispositivo de fechamento 1 do estado desativado para o estado ativa- do pressurizando o elemento de vedação 6 de modo que o elemento de vedação 6 se expanda na direção radial, nomeadamente radial- mente para dentro. O fluido pode ser um líquido, por exemplo, água, ou um gás, por exemplo ar, em particular ar comprimido.

[0084] A unidade de abastecimento 8 compreende um reservatório 81 para o fluido e uma linha de abastecimento 82 conectando o reser- vatório 81 com a entrada 5 do dispositivo de fechamento 1. Além dis- so, a unidade de abastecimento 8 compreende preferencialmente uma linha de drenagem 83 para descarregar o fluido do alojamento 2. A li- nha de drenagem 83 pode ser conectada à entrada 5. A unidade de alimentação 8 pode compreender ainda uma válvula de comutação 84, que é projetada e disposta para conectar opcionalmente a entrada 5 com o reservatório 81 ou a linha de drenagem 83. No caso do fluido ser um líquido, tal como água, pode ser vantajoso prover uma bomba de pressão 85 na linha de alimentação 82 para pressurizar o líquido.

[0085] Em particular, se o fluido for um gás, como ar comprimido, pode ser vantajoso prover uma bomba de sucção 86 na linha de dre- nagem 83 para evacuar o alojamento 2.

[0086] Claro, dependendo do fluido que é usado para comutar o dispositivo de fechamento 1, pode ser vantajoso prover uma bomba de pressão 85 na linha de alimentação 82 e uma bomba de sucção 86 na linha de drenagem 83, ou para prover e organizar uma bomba que po- de funcionar opcionalmente como uma bomba de pressão 85 ou uma bomba de sucção 86.

[0087] A operação do dispositivo de fechamento 1 será agora ex- plicada em mais detalhes com referência à modalidade do agitador 100 com o dispositivo de fechamento 1 fixado ao flange de montagem 180 do agitador 100, de modo que o dispositivo de fechamento 1 este- ja localizado dentro do recipiente para o fluido do processo. Durante a operação do agitador 100, quando o eixo 120 está girando em torno da direção axial A, o dispositivo de fechamento 1 está no estado desati- vado mostrado em cada uma das figuras 3 à figura 7. O elemento de vedação 6 do dispositivo de fechamento 1 não é expandido e o fundo 63 do elemento de vedação 6 é dobrado no espaço entre o primeiro e o segundo disco 31, 32 (vide em particular a figura 5 e a figura 7). As- sim, uma folga é aberta entre o elemento de vedação 6 e o eixo rotati- vo 120, de modo que o fluido de processo possa fluir através do dispo- sitivo de fechamento 1 na direção axial passando por essa folga. Ao mesmo tempo, as paredes laterais 61, 62 do elemento de vedação 6 vedam o eixo 120 em relação à direção radial, de modo que o fluido de processo não possa vazar na direção radial dentro do alojamento 2 do dispositivo de fechamento 1. O eixo é girado livremente dentro da pas- sagem central 3 do dispositivo de fechamento 1 sem entrar em contato com o elemento de vedação 6 ou qualquer outro componente do dis- positivo de fechamento 1.

[0088] Quando o agitador 100 está em repouso, o eixo 120 não está girando, mas estacionário. Agora o dispositivo de fechamento 1 pode ser mudado para o estado ativado. Para esse efeito, o fluido, por exemplo, água ou ar comprimido é fornecido a partir do reservatório 81 através da linha de alimentação 82 e da entrada 5 para a câmara anu- lar 7. O fluido passa através dos orifícios 42 no anel distanciador 4 e pressuriza o elemento de vedação 6 e, em particular, o fundo 63 do elemento de vedação 6, como indicado pela seta P na figura 7. Uma vez que as paredes laterais 61, 62 estão completamente presas entre o alojamento 2 e o respectivo primeiro ou segundo disco 31, 32 até a extremidade radialmente interna da respectiva parede lateral 61, 62, o elemento de vedação 6 se expande apenas em uma direção, ou seja, radialmente para dentro em direção ao eixo 120, conforme indicado pela seta E na figura 7. Por esta expansão, o fundo 63 do elemento de vedação 6 é pressionado contra o eixo 120 e confina de forma vedada com o eixo 120. O dispositivo de fechamento 1 está agora no estado ativado ilustrado na figura 8. A folga entre o elemento de vedação 6 e o eixo 120 está fechada e o fundo 63 do elemento de vedação 6 veda o eixo 120 em relação ao a direção axial A. Simultaneamente, as pa- redes laterais 61, 62 do elemento de vedação 6 vedam o eixo 120 em relação à direção radial. Assim, o fluido de processo não pode vazar na direção axial A nem na direção radial perpendicular ao eixo 120.

[0089] Quando o dispositivo de fechamento 1 está no estado ati- vado, é possível remover ou abrir, por exemplo, a unidade de vedação 190 do agitador 100 sem esvaziar o recipiente que contém o fluido de processo.

[0090] Para comutar o dispositivo de fechamento 1 do estado ati- vado para o estado desativado, o elemento de vedação 6 é despressu- rizado. Para tanto, a entrada 5 é conectada à linha de drenagem 83, de modo que o fluido pressurizado possa fluir do alojamento 2 através da entrada 5 para a linha de drenagem 83, liberando assim a pressão que atua no elemento de vedação 6. Devido à sua elasticidade o ele- mento de vedação 6 retorna ao formato e ao local, que possui no es- tado desativado do dispositivo de fechamento 1. Como uma opção, a mudança do estado ativado para o desativado do dispositivo de fe- chamento 1 pode ser suportada por a bomba de sucção 86 sugando o fluido para fora do alojamento 2.

[0091] Como já explicado acima, uma vantagem considerável do dispositivo de fechamento 1 é o fato de que o elemento de vedação 6 se expande - pelo menos essencialmente - apenas em uma direção, ao mudar o dispositivo de fechamento 1 do estado desativado para o estado ativado. Portanto, a folga entre o elemento de vedação 6 e o eixo 120, que está aberto no estado desativado do dispositivo de fe- chamento 1, pode ser projetada para ser consideravelmente maior em relação à direção radial do que em dispositivos conhecidos. Esta folga maior resulta em uma vazão mais alta do fluido de processo através da folga quando o dispositivo de fechamento está no estado desativa- do.

[0092] Além disso, uma vez que o elemento de vedação 6 é preso entre o alojamento 2 e o primeiro e o segundo disco 31, 32, respecti- vamente, quaisquer partículas ou constituintes sólidos que possam estar contidos no fluido de processo não podem entrar entre o elemen- to de vedação 6 e o alojamento 2

[0093] A figura 9 mostra uma vista em corte transversal de uma segunda modalidade do dispositivo de fechamento 1 de acordo com a invenção. Na seguinte descrição da segunda modalidade do dispositi- vo de fechamento 1, apenas as diferenças em relação à primeira mo- dalidade são explicadas em mais detalhes. As explicações em relação à primeira modalidade também são válidas da mesma forma ou de forma análoga para a segunda modalidade. Os mesmos números de referência designam as mesmas características que foram explicadas com referência à primeira modalidade ou características funcionalmen- te equivalentes.

[0094] A segunda modalidade do dispositivo de fechamento com- preende pelo menos duas peças de vedação 200, 300, a saber, uma primeira peça de vedação 200 e uma última peça de vedação 300.

Cada peça de vedação 200, 300 compreende pelo menos o elemento de vedação anular expansível 6, uma vez que foram descritos em re- lação à primeira modalidade e o primeiro disco 31 e o segundo disco 32, como foram explicados em relação à primeira modalidade. De pre- ferência, cada uma das peças de vedação 200, 300 também compre- ende um anel distanciador 4 possuindo a pluralidade de orifícios 42.

[0095] Na segunda modalidade mostrada na figura 9, existem exa- tamente duas peças de vedação 200, 300, que estão dispostas adja- centes uma à outra em relação à direção axial A. As duas peças de vedação 200 e 300 estão dispostas em série de modo que a segunda parede lateral 62 do elemento de vedação 6 da primeira peça de ve- dação 200 encosta na primeira parede lateral 61 do elemento de ve- dação 6 da última peça de vedação 300. Em outras modalidades, pode haver mais de duas peças de vedação, de modo que pelo menos uma peça de vedação adicional é disposta entre a primeira peça de veda- ção 200 e a última peça de vedação 300.

[0096] A primeira modalidade do dispositivo de fechamento pode ser considerada como possuindo apenas uma das peças de vedação da segunda modalidade.

[0097] Na segunda modalidade do dispositivo de fechamento 1, a câmara anular 7 é configurada de modo que a câmara anular 7 seja delimitada radialmente para dentro por ambos o anel distanciador 4 da primeira peça de vedação 200 e o anel distanciador 4 da última peça de vedação 300, em que os orifícios 42 nos anéis distanciadores 4 permitem um fluxo do fluido através de ambos os anéis distanciadores

4.

[0098] Para pré-montar a segunda modalidade do dispositivo de fechamento 1 para cada unidade de vedação 200, 300, os dois meio anéis 41 do respectivo anel distanciador 4 são inseridos na unidade de construção que compreende o primeiro e o segundo disco 31, 32 e o elemento de vedação 6 ligado ao primeiro e ao segundo disco 31, 32, de modo que o anel distanciador 4 é interposto entre o primeiro e o segundo disco 31, 32 e confina com o primeiro e o segundo disco 31,

32. Depois disso, todas as unidades de vedação 200, 300 estão dis- postas lado a lado na parte de alojamento 21, de modo que a segunda parede lateral 62 e a primeira parede lateral 61 de dois elementos de vedação 6 das peças de vedação adjacentes 200, 300 estão encosta- das uma na outra. O anel em O 27 está disposto entre a parede lateral 23 e a tampa 24. Em seguida, a tampa 24 é fixada à parte do aloja- mento 21 por meio dos primeiros parafusos 25.

[0099] Após o dispositivo de fechamento pré-montado 1 ter sido fixado e preso ao flange de montagem 180 por meio dos segundos pa- rafusos 26, para cada peça de vedação 200, 300, tanto o primeiro dis- co 31 quanto o segundo disco 32 são firmemente pressionados contra o anel distanciador 4 da respectiva peça de vedação 200, 300 ao lon- go de toda a circunferência do primeiro e do segundo disco 31, 32, respectivamente.

[00100] Além disso, ao apertar os segundos parafusos 26, a primei- ra parede lateral 61 do elemento de vedação 6 da primeira peça de vedação 200 é presa entre o alojamento 2, mais precisamente entre a tampa 24 do alojamento 2 e o primeiro disco 31 da primeira peça de vedação 200 e a segunda parede lateral 62 do elemento de vedação 6 da última peça de vedação 300 é presa entre o alojamento 2, mais precisamente entre o fundo 22 do alojamento 2 e o segundo disco 32 da última peça de vedação 300. Além disso, a segunda parede lateral 62 do elemento de vedação 6 da primeira peça de vedação 200 e a primeira parede lateral 61 do elemento de vedação 6 da última peça de vedação 300 são presas entre o segundo disco 32 da primeira peça de vedação 200 em um lado e o primeiro disco 31 da última peça de vedação 300 no outro lado.

Claims (15)

REIVINDICAÇÕES

1. Dispositivo de fechamento para vedar um eixo de uma máquina rotativa em repouso, o dispositivo de fechamento possuindo um estado ativado para vedar o eixo (120) e um estado desativado pa- ra uma rotação livre do eixo (120) dentro do dispositivo de fechamento, em que o dispositivo de fechamento compreende um alojamento (2), uma passagem central (3) que se estende em uma direção axial (A) e adaptada para circundar o eixo (120), um primeiro disco em formato de anel (31) e um segundo disco em formato de anel (32) disposto no alo- jamento (2) em paralelo entre si e espaçados um do outro em relação à direção axial (A), um elemento de vedação anular expansível (6) possuindo uma primeira parede lateral (61), uma segunda parede late- ral (62) e um fundo elástico (63), em que a primeira parede lateral (61) e a segunda parede lateral (62) se estendem cada uma em uma dire- ção radial e o fundo (63) conecta uma extremidade radialmente interna da primeira parede lateral (61) com uma extremidade radialmente in- terna da segunda parede lateral (62), e em que o alojamento (2) com- preende uma entrada (5) para um fluido para expandir o elemento de vedação (6), caracterizado pelo fato de que a primeira parede lateral (61) do elemento de vedação (6) é disposta e presa entre o alojamento (2) e o primeiro disco (31) e a segunda parede lateral (62) do elemento de vedação (6) é disposta e presa entre o alojamento (2) e o segundo disco (32).

2. Dispositivo de fechamento, de acordo com a reivindica- ção 1, caracterizado pelo fato de que o elemento de vedação anular (6) é constituído por um elastômero.

3. Dispositivo de fechamento, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o ele- mento de vedação (6) está ligado a ambos o primeiro disco (31) e ao segundo disco (32).

4. Dispositivo de fechamento, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que tanto o primeiro disco (31) quanto o segundo disco (32) são discos metálicos.

5. Dispositivo de fechamento, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o fun- do (63) do elemento de vedação anular (6) possui, no estado desati- vado, uma largura maior do que a distância (D) entre a primeira parede lateral (61) e a segunda parede lateral (62) do elemento de vedação (6).

6. Dispositivo de fechamento, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o fun- do (63) do elemento de vedação anular (6) possui no estado desativa- do uma seção transversal essencialmente em formato de V.

7. Dispositivo de fechamento, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que um anel distanciador (4) é disposto entre o primeiro disco (31) e o segun- do disco (32), o referido anel distanciador (4) confinando com ambos o primeiro disco (31) e o segundo disco (32).

8. Dispositivo de fechamento, de acordo com a reivindica- ção 7, caracterizado pelo fato de que o anel distanciador (4) compre- ende uma pluralidade de orifícios (42) dispostos ao longo da circunfe- rência do anel distanciador (4) para distribuir o fluido ao elemento de vedação (6).

9. Dispositivo de fechamento, de acordo com a reivindica- ção 7 ou 8, caracterizado pelo fato de que compreende uma câmara anular (7) circundando o anel distanciador (4), em que a câmara anular (7) está em comunicação fluida com a entrada (5) para o fluido.

10. Dispositivo de fechamento, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que compreende uma unidade de alimentação (8) para fornecer o fluido,

em que a unidade de alimentação (8) está disposta fora do alojamento (2) e está em comunicação fluida com a entrada (5) do alojamento (2).

11. Dispositivo de fechamento, de acordo com a reivindica- ção 10, caracterizado pelo fato de que a unidade de alimentação (8) é projetada para fornecer seletivamente o fluido ao alojamento (2) e descarregar o fluido do alojamento (2).

12. Dispositivo de fechamento para vedar um eixo de uma máquina rotativa em repouso, caracterizado pelo fato de que possui um estado ativado para vedar o eixo (120) e um estado desativado pa- ra uma rotação livre do eixo (120) dentro do dispositivo de fechamento, em que o dispositivo de fechamento compreende um alojamento (2), uma passagem central (3) que se estende em uma direção axial (A) e adaptada para circundar o eixo (120) e pelo menos duas peças de ve- dação (200, 300), a saber, uma primeira peça de vedação (200) e uma última peça de vedação (300), em que cada peça de vedação (200, 300) compreende - um primeiro disco em formato de anel (31) e um segundo disco em formato de anel (32) dispostos no alojamento (2) em paralelo um com o outro e espaçados um do outro em relação à direção axial (A), e - um elemento de vedação anular expansível (6) possuindo uma primeira parede lateral (61), uma segunda parede lateral (62) e um fundo elástico (63), em que cada primeira parede lateral (61) e cada segunda parede lateral (62) se estendem em uma direção radial, e cada fundo (63) conecta uma extremidade radialmente interna da primeira parede lateral (61) com uma extremidade radialmente interna da segunda pa- rede lateral (62) da mesma peça de vedação (200; 300), em que o alo- jamento (2) compreende uma entrada (5) para um fluido para expandir cada elemento de vedação (6), em que a primeira parede lateral (61)

do elemento de vedação (6) da primeira peça de vedação (200) é dis- posto e preso entre o alojamento (2) e o primeiro disco (31) da primei- ra peça de vedação (200) e a segunda parede lateral (62) do elemento de vedação (6) da última peça de vedação (300) é disposto e preso entre o alojamento (2) e o segundo disco (32) da última peça de veda- ção (300).

13. Máquina rotativa para atuar sobre um fluido de proces- so, que compreende um impulsor (110) para atuar no fluido de proces- so, um eixo (120), no qual o impulsor (110) está montado, uma unida- de de acionamento (170) operativamente conectada ao eixo (120) para girar o eixo (120) e o impulsor (110), e uma unidade de vedação (190) para vedar o eixo (120) durante a rotação do eixo (120), caracterizada pelo fato de que a máquina rotativa compreende um dispositivo de fe- chamento (1) projetado como definido em qualquer uma das reivindi- cações precedentes e disposto adjacente à unidade de vedação (190).

14. Máquina rotativa, de acordo com a reivindicação 13, caracterizada pelo fato de que é projetada como um agitador (100) pa- ra misturar ou agitar um fluido de processo.

15. Máquina rotativa, de acordo com a reivindicação 14, caracterizada pelo fato de que possui um flange de montagem (180) para fixar a máquina rotativa a uma parede de um recipiente para o fluido de processo, em que o dispositivo de fechamento (1) é fixado ao flange de montagem (180).

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