BRPI0823141B1 - Dispositivo para extração das tortas provenientes da filtração sob pressão a partir de uma cuba estanque e processo de extração das tortas provenientes da filtração sob pressão dentro de uma cuba estanque. - Google Patents

Dispositivo para extração das tortas provenientes da filtração sob pressão a partir de uma cuba estanque e processo de extração das tortas provenientes da filtração sob pressão dentro de uma cuba estanque. Download PDF

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Abstract

dispositivo para extração das tortas provenientes da filtração sob pressão a partir de uma cuba estanque e processo de extração das tortas provenientes da filtração sob pressão dentro de uma cuba estanque a presente invenção se refere a um dispositivo para a extração das tortas provenientes da filtração sob pressão a partir de uma cuba estanque (1) na qual são alojados filtros rotativos (2); a dita cuba sendo provida de uma tremonha (1b) de recuperação das partículas sólidas que é prolongada, na parte baixa, por uma câmara (10) delimitada entre pelo menos dois elementos de obturação temporária (11, 12), caracterizado pelo fato de que cada elemento de obturação temporária compreende, por um lado, um eixo rotativo (100) disposto transversalmente dentro da câmara e que leva pelo menos um jogo (101, 102, 103) de duas aletas radiais diametralmente opostas cuja superfície global corresponde substancialmente à seção da câmara (10) e, se for o caso, pelo menos um jogo de duas forquilhas radiais (104, 105) e, por outro lado, meios de estanqueidade periférica (120) montados na parede interna da câmara em frente à borda de extremidade das ditas aletas. a invenção também se refere ao processo de extração associado.

Description

DISPOSITIVO PARA EXTRAÇÃO DAS TORTAS PROVENIENTES DA FILTRAÇÃO SOB PRESSÃO A PARTIR DE UMA CUBA ESTANQUE E PROCESSO DE EXTRAÇÃO DAS TORTAS PROVENIENTES DA FILTRAÇÃO SOB PRESSÃO DENTRO DE UMA CUBA ESTANQUE
A presente invenção se refere às instalações e aos processos de separação líquido/sólido e mais especialmente a um dispositivo de extração das tortas provenientes da filtração com discos sob pressão e a um processo de extração associado.
A arte anterior e, notadamente, a FR1215168 divulga dispositivos de filtração com discos sob pressão.
Esse tipo de dispositivo compreende um recinto formado por uma cuba estanque na qual são alojados discos guarnecidos de um invólucro feito de tela filtrante montados em um eixo rotativo, pelo menos um conduto de admissão de líquido carregado em partículas sólidas, pelo menos um conduto de saída de filtrado e uma tremonha de recuperação das partículas sólidas aglomeradas, que é prolongada, na parte baixa, por uma câmara delimitada entre pelo menos dois elementos de obturação temporária.
A técnica de filtração sob pressão impõe a utilização de um recinto estanque e robusto assim como um dispositivo de extração dos depósitos sólidos ou tortas secas.
Mas, em contrapartida, ele permite aumentar o rendimento de separação, tratar as suspensões em temperatura elevada e realizar uma melhor secagem das tortas.
Uma aplicação dos dispositivos desse tipo se encontra mais especialmente no domínio da indústria açucareira e da indústria mineral.
As tortas que são secas sob pressão se tornam bastante secas e não podem ser extraídas por meios de bombeamento tradicionais.
Certos dispositivos de extração compreendem uma câmara delimitada por duas válvulas de guilhotina ou obturadores de placa que apresentam problemas de manutenção e que, por outro lado, não permitem controlar a vazão de extração o que acarreta riscos elevados de choques devidos à queda aleatória e brutal das tortas contidas dentro da câmara.
A presente invenção entende corrigir esses problemas técnicos de maneira eficaz e satisfatória.
Esse objetivo é atingido, de acordo com a presente invenção, com o auxílio de um dispositivo para a extração das tortas provenientes da filtração sob pressão
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2/7 a partir de uma cuba estanque na qual são alojados filtros rotativos, a dita cuba sendo provida de uma tremonha de recuperação das partículas sólidas que é prolongada, na parte baixa, por uma câmara delimitada entre pelo menos dois elementos de obturação temporária, caracterizado pelo fato de que cada elemento de obturação temporária compreende, por um lado, um eixo rotativo disposto transversalmente dentro da câmara e que leva pelo menos um jogo de duas aletas radiais diametralmente opostas cuja superfície global corresponde substancialmente à seção da câmara e, por outro lado, meios de estanqueidade periférica montados na parede interna da câmara em frente à borda de extremidade das ditas aletas.
De acordo com uma característica vantajosa, o dispositivo compreende um raspador rotativo destinado a reunir as tortas descoladas dos discos no fundo da tremonha.
De acordo com uma outra característica vantajosa, a tremonha e/ou a câmara são equipadas com pelo menos um sensor de nível de matéria solida.
De acordo com mais uma outra característica, os eixos rotativos dos elementos de obturação são acionados por moto-variadores-redutores.
De preferência, os moto-redutores são acoplados aos sensores de nível.
De acordo com mais uma outra característica, a câmara compreende uma válvula de colocação em pressão que assegura a comunicação com a cuba sob pressão e uma válvula de descompressão que assegura a comunicação com a atmosfera.
De preferência, a válvula de descompressão é conectada a um ciclone que permite a recuperação das poeiras.
De acordo com uma variante de realização específica, o eixo rotativo leva pelo menos dois jogos de aletas radiais eqüidistantes.
De acordo com uma outra variante, o eixo rotativo leva pelo menos duas forquilhas fixadas radialmente de um lado e de outro das aletas.
O número e a posição relativa das aletas e das forquilhas depende da natureza reológica da matéria sólida a extrair.
De acordo com uma outra variante, os ditos meios de estanqueidade compreendem uma junta inflável montada em um corpo cilíndrico que é inserido entre dois flanges realizados nas extremidades da câmara.
Um outro objeto da invenção é um processo de extração das tortas caracterizado pelo fato de que se coloca em comunicação a câmara com a cuba sob pressão, mede-se de modo contínuo o nível das tortas dentro da tremonha
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3/7 comparando-se para isso o mesmo com um nível máximo de referência que, uma vez que ele foi atingido, dispara automaticamente a abertura do elemento de obturação superior, mede-se em seguida o nível de enchimento da câmara que, uma vez que ela está cheia, fecha automaticamente o elemento de obturação superior, e depois se isola a câmara da cuba e coloca-se a mesma em comunicação com a atmosfera e se abre o elemento de obturação inferior de modo a extrair as tortas.
Vantajosamente, assegura-se a estanqueidade e o fechamento dos elementos de obturação por expansão da junta de estanqueidade periférica prendendo-se para isso a borda das aletas radiais enquanto abre-se e libera-se os ditos elementos por desinflação prévia da junta e depois colocação em rotação dos eixos que levam as ditas aletas.
De preferência, extraem-se as tortas da cuba de maneira volumétrica com uma vazão proporcional à velocidade de rotação dos eixos.
Interrompe-se o movimento do eixo por contatos de proximidade quando um jugo de duas aletas radiais que formam um disco se encontra no plano da junta perpendicular ao eixo longitudinal da câmara.
O dispositivo e o processo da invenção permitem controlar a vazão de extração das matérias solidas e permitem também, graças à desinflação prévia da junta, evitar os atritos geradores de desgaste, em especial em meio abrasivo.
A invenção recorre a um processo de extração simples suscetível de ser executado de modo contínuo ou semicontínuo e que pode ser inteiramente automatizado.
A invenção será melhor compreendida com a leitura da descrição que vai se seguir, em referência aos desenhos anexos nos quais;
- A figura 1 representa uma vista esquemática de conjunto de uma instalação de filtração sob pressão equipada com um modo de realização de um dispositivo de extração das tortas de acordo com a invenção,
- As figuras 2A, 2B representam vistas em corte de um modo de realização do dispositivo de extração da invenção,
- A figura 2C representa uma vista superior do dispositivo das figuras 2A e 2B,
- As figuras 3A e 3B representam respectivamente a vista em corte e a vista superior de um elemento de extração que compreende um só jogo de aletas e que é dotado de forquilhas.
- As figuras 4A a 4D representam vistas esquemáticas parciais do estado
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4/7 do dispositivo de extração da figura 1 no decorrer das etapas sucessivas do processo da invenção.
A instalação representada na figura 1 é destinada à separação líquido/sólido por filtração sob pressão.
Essa instalação compreende um recinto exterior formado aqui por uma cuba vertical 1 da qual a estrutura cilíndrico-cônica é estanque e reforçada para resistir a pressões internas da ordem de 10 barg.
Essa pressão é criada por injeção de ar comprimido via a tubuladura 20.
Uma tal instalação é destinada a separar os carbonatos de cal na indústria açucareira, secar os resíduos ou “taillings” resultantes da valorização dos minérios, o minério transportado por via hidráulica, o carvão e mais geralmente qualquer resíduo antes de espalhamento.
A cuba é conectada a pelo menos um conduto de admissão de líquido carregado em partículas solidas e pelo menos um conduto de saída do filtrado (não representados).
Um transportador C é disposto sob a cuba para a evacuação das matérias sólidas depois de extração.
A cuba 1 contém uma série de discos filtrantes 2 dispostos verticalmente e paralelamente entre si.
Os discos 2 são montados em um eixo rotativo 3 que se estende horizontalmente dentro da cuba 1.
A estrutura dos discos é tradicional e é constituída por setores delimitados por uma armação metálica, cada setor sendo guarnecido de um invólucro feito de tela filtrante (não representado) e sendo conectado radialmente a um conduto de saída do filtrado disposto no interior do eixo 3.
A parte superior compreende uma abóbada 1a que forma a tampa da cuba
1.
A parte inferior da cuba 1 corresponde à zona de extração da matéria solida e compreende uma tremonha 1b de coleta dos depósitos ou tortas secas que foram descoladas dos discos 2.
Considerando-se a posição dos discos dentro da cuba, sucede que as tortas caem de modo assimétrico dentro da tremonha e é portanto necessário reuni-las no fundo cônico por um raspador rotativo 5.
O raspador 5 compreende, como representado nas figuras, um eixo central motorizado 50. O eixo 50 leva raios 51 nas extremidades dos quais são montadas lâminas inclinadas 52 que se deslocam em contato com a parede troncônica da
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5/7 tremonha 1 b.
O fundo da tremonha é prolongado, na parte baixa, por uma câmara 10 delimitada entre pelo menos dois elementos de obturação temporária, respectivamente superior 11 e inferior 12.
A câmara 10 é equipada com uma válvula 30 de colocação em pressão conectada via o conduto 31 com a cuba 1 sob pressão e com uma válvula de descompressão 32 que assegura a comunicação com a atmosfera.
A válvula de descompressão 32 é conectada a um ciclone 33 que permite a recuperação das poeiras.
Como representado nas figuras 2A, 2B e 2C, cada elemento de obturação temporária 11, 12 compreende um eixo rotativo 100 disposta transversalmente dentro da câmara e que leva pelo menos um jogo de duas aletas radiais 101 diametralmente opostas formando assim um disco.
Na variante representada nas figuras 3 A e 3B, o eixo rotativo 100 leva também pelo menos um jogo de duas forquilhas 104 e 105 fixadas radialmente de um lado e de outro do disco e das quais os dentes 104a, 105a são, de preferência intercalados.
A superfície global do jogo de aletas 101 corresponde substancialmente à seção da câmara 10 como ilustrado pela figura 2C.
De preferência, o eixo 100 leva três jogos de aletas 101, 102, 103 na maneira de uma roda de paletas ou pás, como na variante ilustrada pelas figuras.
No entanto, de acordo com a natureza reológica das tortas, o eixo pode também só compreender um jogo de duas aletas 101 e forquilhas 104 e 105 fixadas radialmente do mesmo modo que outras aletas.
Cada um dos elementos de obturação compreende, por outro lado, meios de estanqueidade periférica 120 montados na parede interna da câmara 10 em frente à borda de extremidade das ditas aletas.
Esses meios de estanqueidade compreendem aqui uma junta anular inflável 121 montada em um corpo cilíndrico 122 que é inserido entre o flange da tremonha e aquele da câmara para o que diz respeito ao elemento de obturação superior e entre o flange da câmara e aquele da calha de saída para o que diz respeito ao elemento de obturação inferior.
A inflação da junta pode ser efetuada de modo hidráulico ou pneumático.
A tremonha 1b e/ou a câmara 10 são equipadas com pelo menos um e de preferência dois sensores 41, 42 representados na figura 1 que permitem detectar e medir localmente o nível da matéria sólida em tortas.
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6/7
Cada uma dos eixos rotativos 100 dos elementos de obturação é acionada por um grupo moto-variador-redutor 130 independente.
Esses moto-variadores-redutores que são visíveis na figura 2C são acoplados aos sensores de nível 41,42.
O processo de extração das tortas de acordo com a invenção vai agora ser descrito em referência ao dispositivo ilustrado pelas figuras 4A a 4D.
Na colocação em serviço dos discos filtrantes 2, os elementos de obturação 11, 12 da câmara 10 são colocados em posição de fechamento, a válvula 32 é fechada enquanto que a válvula 30 é aberta para criar um equilíbrio de pressão entre a câmara 10 e o volume interior da cuba 1.
A posição de fechamento estanque dos elementos de obturação é obtida levando-se, por rotação do eixo 100, um dos jogos de aletas para um pano perpendicular ao eixo longitudinal da câmara 10 e depois se procedendo à inflação das juntas 121, como representado para o elemento de obturação inferior 12 na figura 2B ET 4A.
A pressão de inflação da junta 121 o aplica contra as bordas das aletas 103 assegurando assim a estanqueidade procurada.
A tremonha 1b se enche progressivamente de matéria solidas que se soltam dos discos filtrantes 2 e que vêm se acumular por gravidade acima do elemento obturador superior 11.
Mede-se de modo contínuo o nível de tortas dentro da tremonha com o auxílio do sensor alto 41 situado na parede interna da tremonha 1b.
Quando o sensor alto 41 detecta um nível de tortas que corresponde ao valor de referência, um sinal de ativação é automaticamente enviado ao elemento de obturação superior 11.
Esse sinal acarreta primeiro a ruptura da estanqueidade por desinflação rápida da junta 121 e depois a liberação das aletas 103 e a partida do motovariador-redutor 130 de maneira a colocar o eixo 100 em rotação como ilustrado pela figura 3B e 4B.
Nesse estágio, o elemento de obturação inferior 12 é mantido na posição de fechamento estanque.
A câmara 10 se enche então progressivamente e proporcionalmente à velocidade de rotação do eixo 100 e mede-se seu nível de enchimento.
De preferência, extraem-se as tortas da cuba de maneira volumétrica com uma vazão proporcional à velocidade de rotação do eixo 100.
Quando o sensor baixo 42, situado na parede interna da câmara, embaixo
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7/7 do elemento de obturação superior 11, detecta o atingimento do nível de referência máximo, um sinal é enviado automaticamente ao elemento de obturação superior 11 e a seu moto-redutor associado 130 para comandar a paralisação da rotação do eixo 100 e a inflação da junta 121.
A câmara é então isolada da cuba fechando-se a válvula 30 de colocação em pressão e depois a câmara é colocada na atmosfera via a válvula 32 e o ciclone 33, como representado na figura 4C.
Desde que a pressão interna da câmara 10 atinge a pressão atmosférica, o elemento de obturação inferior 12 recebe um sinal que comanda a desinflação da 10 junta 121 e aciona o moto-variador-redutor associado.
O eixo 100 é então colocada em rotação o que permite o esvaziamento da câmara e o descarregamento das tortas sobre o transportador V tendo em vista a evacuação das mesmas do sitio, como ilustrado pela figura 4D.

Claims (13)

  1. REIVINDICAÇÕES
    1. Dispositivo para extração das tortas provenientes da filtração sob pressão a partir de uma cuba estanque, na qual são alojados filtros rotativos (2); a dita cuba sendo provida de uma tremonha (1b) de recuperação das partículas sólidas que é prolongada, na parte baixa, por uma câmara (10) delimitada entre pelo menos dois elementos de obturação temporária (11, 12), caracterizado pelo fato de que cada elemento de obturação temporária compreende, por um lado, um eixo rotativo (100) disposta transversalmente dentro da câmara e que leva pelo menos um jogo (101, 102, 103) de duas aletas radiais diametralmente opostas cuja superfície global corresponde substancialmente à seção da câmara (10) e, por outro lado, meios de estanqueidade periférica (120) montados na parede interna da câmara em frente à borda de extremidade das ditas aletas.
  2. 2. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado fato de que compreende um raspador rotativo (5) destinado a reunir as tortas descoladas dos discos (2) no fundo cônico da tremonha (1 b).
  3. 3. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a tremonha (1b) e/ou a câmara (10) são equipadas com pelo menos um sensor (41,42) de nível de matéria solida.
  4. 4. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que os eixos rotativos (100) dos elementos de obturação (11, 12) são acionadas por moto-variadores-redutores.
  5. 5. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 3 e 4, caracterizado pelo fato de que os moto-variadores-redutores (130) são acoplados aos sensores de nível (41,42).
  6. 6. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que a câmara compreende uma válvula (30) de colocação em pressão que assegura a comunicação com a cuba (1) sob pressão e uma válvula (32) de descompressão que assegura a comunicação com a atmosfera.
  7. 7. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a válvula (32) de descompressão é conectada a um ciclone (33) que permite a recuperação das poeiras.
  8. 8. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que o eixo rotativo (100) leva três jogos de aletas radiais eqüidistantes.
  9. 9. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8,
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    2/2 caracterizado pelo fato de que o eixo rotativo (100) leva pelo menos duas forquilhas (104) e (105) fixadas radialmente de um lado e de outro das aletas.
  10. 10. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que os ditos meios de estanqueidade (120) compreendem uma junta inflável (121) montada em um corpo cilíndrico (122) que é inserido entre dois flanges realizados nas extremidades da câmara (10).
  11. 11. Processo de extração das tortas provenientes da filtração sob pressão dentro de uma cuba estanque, provida notadamente, de uma tremonha (1b) de recuperação das partículas solidas prolongada, na parte baixa, por uma câmara (10) delimitada entre pelo menos dois elementos de obturação temporária (11, 12), respectivamente superior e inferior, conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que se coloca em comunicação a câmara (10) com a cuba (1) sob pressão, mede-se de modo contínuo o nível das tortas dentro da tremonha (1b) comparando-se para isso o mesmo com um nível máximo de referência que, uma vez que ele foi atingido, dispara automaticamente a abertura do elemento de obturação superior (11), mede-se em seguida o nível de enchimento da câmara (10) que, uma vez que ela está cheia, fecha automaticamente o elemento de obturação superior (11), e depois se isola a câmara da cuba e coloca-se a mesma em comunicação com a atmosfera e abrese o elemento de obturação inferior (12) de modo a extrair as tortas.
  12. 12. Processo de extração, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que se assegura a estanqueidade e o fechamento dos elementos de obturação (11) e (12) por expansão da junta de estanqueidade periférica (120) contra a borda das aletas radiais assim como se abre e libera-se os ditos elementos por desinflação prévia da junta (121) antes da colocação em rotação dos eixos que levam as ditas aletas.
  13. 13. Processo de extração, de acordo com qualquer das reivindicações 11 e 12, caracterizado pelo fato de que se extraem as tortas da cuba (1) de maneira volumétrica com uma vazão proporcional à velocidade de rotação dos eixos (100).
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